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Colloquium Braunschweig Nov.83, S. 18/7), in die Schmalfläche einer
besäumten Spanplatte einen nagelförmigen Prüfkörper einzutreiben. Dieses Eintreiben
erfordert eine gewisse Kraft, die von der Dichte des Spangefüges und der Geometrie
der vorhandenen Mittelschichtspäne abhängt und es muß insoweit ja eine Verdrängungsarbeit
geleitet werden. Man kann dann entweder die Kraft als Maßeinheit nehmen, die erforderlich
ist, um den nagelförmigen Prüfkörper um eine vorbestimmte Strecke einzutreiben,
oder man geht von einer vorbestimmten Kraft aus und nimmt als Maßgrundlage die Tiefe,
mit der der nagelförmige Körper mit dieser Kraft eingetrieben wird. Mit diesem Prüfver-
fahren
kann zwar eine Spanplatte der laufenden Produktion überprüft werden, doch hat es
sich gezeigt, daß die mit diesem Prüfverfahren gewonnenen Aussagen bezüglich der
zu untersuchenden Strukturfestigkeit der Spanplatte unvollständig sind. Insbesondere
die Festigkeit der Leimfugen von Span zu Span, also die Verleimfestigkeit zwischen
den Spänen, wird auf diese Weise nämlich nicht erfaßt. Diese bestimmt aber die Strukturfestigkeit
der Spanplatte wesentlich.
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Von daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen, das einerseits sehr zuverlässige
Aussagen über die Strukturfestigkeit der Spanplatte ergibt und das sich andererseits
stichprobenartig, auch während des Herstellungsprozesses zerstörungsfrei an einer
Spanplatte durchführen läßt.
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Die erfindungsgemäße Lösung bezüglich des Verfahrens besteht darin,
daß ein flacher Prüfkörper in der Mittelebene der Schmalfläche der Spanplatte eingetrieben
wird, der Prüfkörper mit einem vorbestimmten Drehmoment verdreht wird und der daraus
resultierende Verdrehwinkel des Prüfkörpers in der Spanplatte als Maß für die Strukturfestigkeit
gemessen wird. Es hat sich gezeigt, daß sich der einstellende Verdrehwinkel in Folge
von Gefügedeformationen im Spanplattenmittelbereich, die in Form von Quetschungen
und vor allem Spreizungen der Leimfugen auftreten, ein sehr brauchbares und exaktes
Maß für die vorhandene Strukturfestigkeit ist. Selbst eine mögliche Eigenverwindung
des flachen Prüfkörpers als Folge der Reaktionskraft, resultierend aus der Spanplatten-Strukturfestigkeit,
beeinflußt die relative Aussagekraft des gemessenen Verdrehwinkels nicht. Die Eigenverwindung
kann auch bei der Eichung der Maßskala als konstanter parameter ohne weiteres berücksichtigt
werden.
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Es liegt auf der Hand, daß dieses Prüfverfahren während des Herstellungsvorganges
der Spanplatte an dieser selbst durchgeführt werden kann. Es hängt dabei von der
Größe des vorbestimmten Drehmomentes ab, ob nur elastische oder schon plastische
Verformungen hervorgerufen werden. Arbeitet man beispielsweise nur mit elastischen
Verformungen, ist das Prüfverfahren völlig zerstörungsfrei. Arbeitet man mit plastischen
Verformungen, ergibt sich zwar an dieser Stelle womöglich eine bleibende Veränderung
in einem dem Verwendungszweck der Spanplatte zuwiderlaufenden Ausmaß, doch kann
eine solche Stelle problemlos später herausgeschnitten werden. Das Prinzip der im
wesentlichen zerstörungsfreien Prüfung der laufenden Spanplattenproduktion wird
hierdurch nicht in Frage gestellt.
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Andererseits kann man, wenn man die plastischen Verformungen so weit
treibt, daß diese zum Ausbeulen der Deckschichten der Spanplatte führen, dann, wenn
man diese Ausbeulungen zuläßt, in einfacher Weise ein weiteres Meßergebnis erhalten.
Wenn man nämlich diese Ausbeulungen auf der Plattenober- und -unterseite dann ihrer
Höhe nach mißt und dabei unterschiedliche Meßwerte feststellt, erhält man mit dieser
Differenz sofort eine Aussage über einen möglichen asymmetrischen Plattenaufbau.
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Wenn man, beispielsweise durch das Aufbringen von Gegendrücken, dieses
Ausbeulen unterdrückt, ergeben sich lediglich innere Verformungen in der Spanplatte.
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Man kann das Verdrehen des flachen Prüfkörpers kurzzeitig durchführen,
wie es für die Prüfung bei der laufenden Spanplattenherstellung ausreicht. Man kann
aber dieses Prüfverfahren auch ohne weiteres als Lang-
zeitbelastung durchführen,
also ein konstantes vorgegebenes Drehmoment beispieslweise mehrere Stunden lang
auf den Prüfling einwirken lassen. Dabei stellt sich eine Zunahme des Verdrehwinkels
heraus. Hieraus ergibt sich unmittelbar die Möglichkeit, die Dauerfestigkeit bzw.
das Kriechverhalten des Spanplattengefüges quer zur Plattendicke zu untersuchen.
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Hervorzuheben ist ferner, daß sich das Prüfverfahren selbst, wie
auch die dazu benötigte Prüfvorrichtung und insbesondere die resultierenden Meßwerte
des Verdrehwinkels sehr einfach mit dem Herstellungsverfahren und der Herstellungsanlage
für derartige Spanplatten verknüpfen lassen und die Möglichkeit besteht, mit diesen
Meßwerten als Grundlage unmittelbar steuernd, gegebenenfalls über eine Datenerfassung,
auf den Herstellungsgsvorgang einzuwirken, diesen also von daher zu regeln.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
beinhaltet in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Prüfkörper aus Flachmaterial, der
an einer drehbar gelagerten Welle befestigt ist, die sowohl mit einem Antrieb für
ihre Verdrehung wie mit einem Antrieb für eine translatorische Hin- und Herbewegung
bewegungsgekoppelt ist, wobei der Vorrichtung eine Einrichtung zum Messen des Verdrehwinkels
der den Prüfkörper tragenden Welle zugeordnet ist.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen einer derartigen Vorrichtung
sind in den entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung wird nachstehend
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine schematisierte Teilschnittdarstellung
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine schematisierte Seitenansicht
einer derartigen Vorrichtung.
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Die Vorrichtung beinhaltet einen zum Eintreiben in die Schmalseite
einer besäumten Spanplatte 1 entsprechend zugespitzten, klingenartigen Prüfkörper
2 aus Flachmaterial, der in dem einen Ende einer Welle 3 befestigt ist, die drehbar
in der Vorrichtung gelagert ist.
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Zum Eintreiben des klingenartigen Prüfkörpers 2 in die Schmalseite
der Spanplatte list die Welle 3 mit einem Antrieb für ihre translatorische Hin-
und Herbewegung bewegungsgekoppelt, wozu im dargestellten Ausführungsbeispiel die
Welle 3 mit einem Bund 4 versehen ist, der in Art eines doppelt wirkenden Kolbens
in einem beidseitig des Bundes 4 mit einem Druckmedium beaufschlagten Zylinder 5
angeordnet ist.
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Die Welle 3 ist ferner mit einem Antrieb für ihre Verdrehung bewegungsgekoppelt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu auf dem den Prüfkörper 2 abgewandten
Ende der Welle 3 eine Rotorscheibe 6 befestigt, die innerhalb des Stators 7 eines
elektrischen Verdrehantriebes angeordnet ist. Dies führt zu einem einfachen Aufbau
und es läßt sich auch das jeweils einzusetzende Drehmoment zuverlässig und einfach
vorbestimmen und festlegen, da insoweit die eingesetzte Stromstärke ein Maß für
dieses Drehmoment ist.
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Dem dem Prüfkörper 2 abgewandten Ende der Welle 3 ist ferner noch
eine Meßeinrichtung 8 zum Messen des Verdrehwinkels der Welle 3 und damit des Prüfkörpers
2 zugeordnet. Es kann sich hier um jedwede Art von optischer, mechanisch wirkender
oder elektrischer Meßeinrichtung handeln. So kann beispielsweise auf dem Ende der
Welle 3 der Hebel eines Potentiometers befestigt sein, wobei das Potentiometer im
übrigen ortsfest
am Wellenende gehalten ist. Der Verdrehwinkel
läßt sich in einem solchen Fall unmittelbar elektrisch darstellen und die resultierenden
Meßwerte können besonders einfach und unmittelbar als Steuergröße für eine Steuerung
der laufenden Spanplattenherstellung genommen werden.
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Für eine exakte Reproduzierbarkeit der Meßwerte wird zweckmäßigerweise
der Welle 3 ein Anschlag zugeordnet, der die Eindringtiefe des flachen Prüfkörpers
2 in den mittleren Bereich der Spanplatte auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu auf der Welle eine geteilte Distanzbuchse
9 angeordnet, die sich über ein Axiallager 10 an einem Bund der Welle 3 drehbar
abstützt und in der die Welle 3 ihrerseits drehbar abgestützt ist. Diese Ausgestaltung
führt zu einer Stabilisierung des vorderen Wellenendenbereiches.
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Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, einen entsprechenden Anschlag
in dem Zylinder 5 zu integrieren.
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Wie aus F i g. 2 deutlich, ist die Vorrichtung zweckmäßig auf einem
Hubtisch 11 angeordnet, der beispielsweise über ein Kolben-Zylinderaggregat 12 stufenlos
höhenverstellbar ist Auf diese Weise kann der flache Prüfkörper 2 für jede beliebige
Spanplattendicke immer wieder auf exakt die Mittelebene der Schmalseite der betroffenen
Spanplatte 1 ausgerichtet werden.
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Der Vorrichtung sind ferner entweder nur funktionell oder auch baulich
mit ihr verknüpfte Meßgeräte 13 zuge'ordnet, die von oben und unten auf die Spanplatte
1 aufgesetzt werden können und mit denen man etwaige Ausbeulungen der Spanplatte
ihrer Höhe nach messen kann, die daraus resultieren, daß ein entsprechend großes
Drehmoment eine solche Verdrehung des eingesteckten Prüfkörpers 2 bewirkt, daß solche
Ausbeulungen in der oberen und unteren Deckschicht der Spanplatte 1 auftreten Der
Vorrichtung sind ferner, entweder nur funktionell verknüpft oder auch baulich verknüpft,
Druckplatten 14 zugeordnet, die mit einem vorbestimmten Druck oben und unten auf
die Spanplatte 1 gepreßt werden können.
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Man kann mit diesen Druckplatten 14 die Spanplatte 1 in der Prüfstation
fixieren.
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Die Durchführung des Verfahrens zur Prüfung der Strukturfestigkeit
einer Spanplatte geschieht dadurch, daß der flache Prüfkörper 2 in der Mittelebene
der Schmalfläche der Spanplatte eingetrieben wird, der Prüfkörper 2 dann mit einem
vorbestimmten Drehmoment über die Welle 3 verdreht wird und der daraus resultierende
Verdrehwinkel des Prüfkörpers 2 und der Welle 3 in der Spanplatte 1 mit der Meßeinrichtung
8 gemessen wird. Der Verdrehwinkel ist aus den eingangs genannten Gründen ein unmittelbares
Maß für die Strukturfestigkeit der Spanplatte.
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Das Drehmoment kann bei der Prüfung so gewählt werden, daß nur elastische
Verformungen in der Spanplatte auftreten.
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In einem anderen Prüfverfahren kann das Drehmoment so groß gewählt
werden, daß plastische Verformungen auftreten, und zwar hin bis zu Ausbeulungen
an den Spanplattendeckschichten. Unterdrückt man das Auftreten der Ausbeulungen
durch Aufbringung von Gegendrücken, verbleibt es bei inneren Spanplattenverformungen.
Läßt man das Auftreten der Ausbeulungen in den oberen und unteren Deckschichten
zu, kann man diese Ausbeulungen ihrer Höhe nach messen und aus einer etwaigen Differenz
unmittelbar Aussagen über einen etwaigen asymmetrischen Plattenaufbau gewinnen.
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Im Rahmen der Spanplattenprüfung während der laufenden Spanplattenproduktion
wird man den Prüfkörper 2 nur kurzzeitig, in der Größenordnung von 1-3 Sekunden
verdrehen. In einem solchen Fall kann man die gemessenen Verdrehwinkelwerte unmittelbar
als Steuergröße für die Steuerung der laufenden Spanplattenherstellung nehmen.
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Man kann das Verfahren auch als Langzeitprüfung durchführen, insbesondere
um Aussagen über die Dauerfestigkeit bzw. das Kriechverhalten der Spanplatte zu
gewinnen. In einem solchen Fall wird der Prüfkörper 2 langzeitig, in der Größenordnung
von 0,5 - 2 Stunden verdreht.