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Anordnuna eines Balkens aus stranggepreßten Kleinteilen und
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Vorrichtung zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf eine
Anordnung eines Balkens aus stranggepreßten,mit Bindemitteln vermengeten pflanzlichen
Kleinteilen unterschiedlicher Größe, insbesondere aus Holzkleinteilen, dessen Herstellung
in einer horizontalen Strangpresse mit vertikaler Zuführung des Kleinteil-Gemisches
in den Preßraum erfolgt.
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In der nicht vorveröffentlichten altern Patentanmeldung P 28 23 053.7
wird offenbart, daß es möglich ist, einen tragfähigen Balken aus stranggepreßten
pflanzlichen Kleinteilen herzustellen, wobei der so gepreßte Strang den wesentlichen
Querschnitt des Balkens ausfüllt und beidseitig oder allseitig mit Deckschichten
verleimt ist. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Naturholzbretter oder dgl. als
Deckschichten zu verwenden.
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Zur Herstellung solcher Stränge verwendet man üblicherweise horizontal
liegende Strangpressen, deren Preßraum das mit Bindemitteln vermischte Gemenge pflanzlischer
Kleinteile von oben her, also ungefähr votikal, zugeführt wird. Bei solchen Strangpressen
ist es Ublich, den ZufUhrkanal für das Kleinteil-Gemisch vom Pr B-raum durch einen
Schieber zu trennen, der beim Öffnen das Einfüllen des Preßraumes ermöglicht und
der bei. Schließen den Preßraum nach oben abschließt und damit eine Wandung für
den Preßraum bildet.
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Die Funktion solcher Schließschieber ergibt sich aus der älteren Lehre
der Patentanmeldung P 28 23 053.7
Neure Entwicklungen haben die
überraschende Feststellung ergeben,daB die Art und Weise der Bewegung solcher Schließschieber
neben anderen Faktoren ursächlich dafUr ist, in welche Lage die Späne des Kleinteil-Gemisches
im fertigen Strang zu liegen kon -n. Je häufiger der Schließschieber während eines
Befüllungsvorganges bzw. eines Preßhubes bewegt wird, desto mehr erfolgt ein Verfilzungsvorgang
zwischen den Kleinteilen. Während bei einmaliger Betätigung des Schließschiebers
die Spane noch dazu neigen, sich vorwiegend parallel zur Preßfläche des Preßstempels
zu orientieren, erfolgt bei mehrmaligem Betätigen des SchlieB-schiebers eine Umorientierung
dergestalt statt, daß zahlreiche Späne mehr senkrecht oder schräg zur Preßfläche
des Preßstempels zu liegen kommen.
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Wenn man aber keine Schieberbewegung ausführen läßt, dann erfolgt
ein sog. Entmischungsvorgang, indem nämlich die kleinvolumigen Gemischteile sich
bevorzugt in unteren Bereich des Preßraumes ansammeln, währen die großvolumigen
Teile im wesentlichen sich im oberen Teil des Preßraumes konzentrieren. Dieser Entmischungsvorgang
wurde bisher als störend empfunden, weil man bestrebt war, im fertigen Strang ein
mehr oder weniger homogenes Gemisch der unterschiedlich großen Kleinteile zu erhalten.
In der Tat hat sich auch durch wissenschaftliche Messungen ergeben, daß ein stranggepreßter
Körper eine höhere Biegefestigkeit dann besitzt, wenn die einziehen Kleinteile untereinander
stark verfilzt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den an sich als störend
empfundenen Entmischungsvorgang dazu auszunutzen, Strangpreßerzeugnisse, insbesondere
Balken, mit noch höherer Biegefestigkeit herzustellen. Diese Aufgabe ist neu. Auch
die Erkenntnis des Entmischungsvorganges war nicht vorbekannt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Balken
in der Belastungs- bzw. Gebrauchsstellung umgekehrt gegenüber der Lage angeordnet
ist, in der er stranggepreßt ist, wobei in der Strangpresse zwischen dem Preßraum
und der Zufuhrung des Kleinteil-Gemisches kein Schließschieber vorgesehen oder dieser
nicht betätigt wird.
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Mit der Erfindung wird aus der Not eine Tugend gemacht, indem die
bei Fehlen oder Nichtbenutzen eines Schiebers sich bildende Entmischung des Kleinteil-Gemisches
nicht behindert vird. Es wird also bewußt ein Strangpreßkörper erzeugt, in dessem
unteren 6.-reich sich die kleinvolumigen Späne und in dessem oberen Bereich sich
die großvolumigen Spane ansammeln. Wenn man aber einen solchen stranggepreßten Körper
nach Beendigung des Strangpressens und Aushärtens um 1800 umdreht und diesen in
der umgedrehten Stellung gebraucht, beispielsweise als Deckenträger in einer Holzkonstruktion
oder als Element in einer Wandkonstruktion, dann ergibt sich plötzlich eine wesentlich
höhere Tragkraft des Balkens, als diese jemals vermutet worden ist. Diese Erscheinung
ergibt sich offenbar daraus, daß kleinvolumige, mit Bindemitteln zusammengehaltene
Klein teile besonders geeignet sind, Druckspannungen aufzunehmen, aber weniger dafür
geeignet sind, Zugspannungen auszuhalten. Umgekehrt verhält es sich bei miteinander
verbundenen großvolumigen Kleinteilen. Diese können besser Zugspannungen als Druckspannungen
aufnehmen.
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Durch die Umkehrung des stranggepreßten Balkens kommen die kleinvolumigen
Teile an die Oberseite des Balkens in seiner Gebrauchslage. Die Oberseite ist aber
unter Belastung durch Druckspannungen gekennzeichnet. Demgemäß resultiert die höhere
Biegefestigkeit des Balkens in seiner Gebrauchslage auch daraus, daß die großvolumigen
Späne sich ii unteren Bereich des Balkens, also in der
Zugzone,
befinden. Selbstverständlich sind die einzelnen Zonen nicht streng voneinander geteilt,
weil der Entmischungsvorgang über den Ouerschnitt des Balkens sich auch nur allmählich
fortsetzt. Der auf diese Weise stranggepreßte Balken ist noch mpfindlich gegen Schlagbelastungen.
Deshalb empfiehlt es sich, den Strang mindestens zweiseitig, vorzugsweise allseitig,
mit Naturholzdeckschichten in einer Dicke von wenigstens 10 mm, vorzugsweise 20
mm zu verleimen. Im Verbund mit diesen Deckschichten wird der erfindungsgemäße Balken
zu einem hochtragfähigen Erzeugnis, das sich gegenüber naturgewachsenen Balken durch
Kostengunstigkeit, Formgenauigkeit, Witterungsbeständigkeit und einfache Herstellungsweise
auszeichnet.
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Im Rahmen von Ausgestaltungen der Erfindung bezieht sich diese auch
auf die besondere Gestaltung einer Strangpresse, wonach erfindungsgemöß der Preßstempel
in seinem Hub oo bemessen ist, daß er im Endbereich des Preßhubes eine nicht unwesentliche
Strecke in den sich an den Preßraum anschließenden Preßkanal eintaucht. In einer
Variante kann vorgesehen sein, daß die Austrittsöffnung des ZufUhrkanales mit einer
Wand oder dgl. an der Strangpreß-Austrittsseite abgedeckt ist, unter welche der
Preßstempel eintaucht.
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Mit solchen oder ähnlichen Anordnungen wird vermieden, daß beim Preßhub
des Preßstempels sich das zu verpressende Material nach dem Prinzip des geringsten
Widerstandes in Richtung zum ZufUhrkanal ausweichend bewegt. Die Eintauchtiefe des
Preßstempels kann je nach dem Querschnitt des zu pressenden Balkens und entsprechend
des Preßhubes und der Preßfrequenz in gewissem Umfang variiert werden. Wesentlich
ist allein der Umstand, daß eine ausreichende Menge der Kleinteile dem Preßkanal
verdichtend zugeführt werden kann.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr
ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1: einen Querschnitt durch einen stranggepreßten Balken
in der Strangpreßlage, Fig. 2t einen Querschnitt durch einen stranggepreßten Balken
in der Gebrauchs lage mit angeleimten Deckschichten, Fig. 3: einen Längsschnitt
durch eine horizontale Strangpresse und Fig. 4: einen Längsschnitt durch eine Variante
der horizontalen Strangpresse gemäß Fig. 3.
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1. Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Querschnitt eines Balkens
1 dargestellt, wie er eine horizontal liegende Strang presse verläßt. Dieser Balken
1 weist beispielsweise einen durchgehenden Hohlraum 4 auf, der aus strangpreßtechnischen
Gründen vorteilhaft ist und außerdem gewichtsersparend sich auswirkt. Dieser Balken
1 wird - wie Fig. 2 zeigt - als Strang gepreßte Mittelschicht 2 eines Mehrschichtenbalkens
verwendet, wobei es sich empfiehlt, Deckschichten 3 aus gewachsenen Holzbrettern
mit nicht unerheblicher Wandstarke zu verleimen.
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Diese Deckschichten 3 können auch allseitig vorgesehen sein.
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Der in Fig. 1 dargestellte Balken weist dann eine unterschiedliche
Struktur auf, wenn er in einer horizontalen Strangpresse unter Meidung sog. Schließschieber
hergestellt wird. Voraussetzung ist, daß Kleinteile unterschiedlicher Größe zum
Strangpressen
verwendet werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen,
Holzabfallprodukte zu verwenden, bei deren Zerkleinerung ohnedies geringvolumige
und großvolumige Spunde anfallen. Wenn man solche Kleinteile mit Bindemittel vermischt
und diese durch einen ZufUhrkanal in den horizontal liegenden Preßraum der Strangpresse
fallen lädt, dann entsteht vährend dieser Fallbewegung eine Entmischung der Späne,
sofern kein Schließschieber den ZufUhrkanal abschließt. Infolgedessen sammeln sich
im unteren Bereich des Preßraumes (vgl. Fig. 3 und 4) das feinspänige Material und
im oberen Bereich das grobspänige Material an. Selbstverständlidherfolgt dadurch
keine Abscheidung, aber es ist deutlich ein allmählicher Übergang von der Ansammlung
grober Späne 6 (Fig. 1) zur Ansammlung feiner Späne 5 festzustellen.
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Wenn man nun einen so gepreßten Balken 1, 2 um 180° dreht, wie dies
in Fig. 2 dargestellt ist, dann befindet sich die Ansammlung feiner Späne 5 im oberen
Bereich des Balkens 2. Wird dieser Balken 1 auf Biegung belastet, dann nehmen die
feinen Späne 5 die Druckkräfte und die groben Späne 6 die Zugkräfte auf, was zu
einer höheren Festigkeit des Balkens fUhrt, als wenn dieser eine gleichförmigere
Struktur besitzen würde. Damit die groben Späne 6 ausreichend Zugkräfte aufnehmen
können, empfiehlt es sich, diese in einer verfilzten Struktur anzuordnen. Wie man
dies erreicht, ist Gegenstand einer anderen Erfindung.
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In den Beispielen der Fig. 3 und 4 sind horizontale Strangpressen
7 schematisch angedeutet. Der Zuführkanal 8 ist an einer Unterseite nicht durch
einen Schließschieber abgeschlossen. Falls ein Schließschieber vorhanden sein sollte,
wird dieser nicht betätigt. Im freien Fall gelangen die Späne durch den Zuführkanal
8 in den Preßraum 9 und werden dort von einem Preßstempel 10
seitlich
in den Preßkanal 11 abgeschoben und dabei verdichtet.
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An diesen Preßkanal 11 schließt sich in üblicher Weise eine Aushärtevorrichtung
an. Der Preßstempel 10 verschließt beim Vorschub den Zuführkanal 8, und er taucht
eine nicht unbeträchtliche Strecke 12 in den Preßkanal 11 ein. Auf diese Weise wird
vermieden, daß das zu verdichtende und im Preßraum 9 befindliche Material wieder
in den ZufUhrkanal 8 hinausgedrückt wird.
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Den gleichen Effekt kann man gemäß Fig. 4 dadurch erreichen, daß man
den Zuführkanal 8 an seiner Unterseite teilweise mit einer Wand 13 abschließt, die
beispielsweise auch durch den in diese Stellung gebrachten Schließschieber gebildet
werden kann.
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In diesem Falle ist der Preßstempel 10 kürzer ausgebildet und weist
auch einen kUrzeren Hub auf und kann damit in höherer Frequenz bewegt werden.