DE3928322A1

DE3928322A1 - Verfahren zur herstellung von verbundbalken

Info

Publication number: DE3928322A1
Application number: DE19893928322
Authority: DE
Inventors: Albert Feiffer; Dietrich Pieper
Original assignee: Kuehne & Co Saegewerk und GmbH
Current assignee: FOLTIS, RICHARD, DR., 34117 KASSEL, DE
Priority date: 1989-08-26
Filing date: 1989-08-26
Publication date: 1991-02-28
Anticipated expiration: 2009-08-27
Also published as: DE3928322C2

Description

Um Holzverbundbalken im Durchlauf (kontinuierlich) oder im Taktverfahren herzustellen - gilt für alle Holzarten - sind nachstehende Verfahrensschritte (VS) erforderlich (s. Anlage 1):

1. VS - Rohholzzuführung

Die Rohholzzuführung soll so beschaffen sein, daß jeweils nur ein Holzstamm in die Anlage gelangen kann.

Der Stamm muß frei sein von Wurzel- und Astansätzen Rinde und Fremdkörpern (Schmutz, Metalle).

Geometrisch betrachtet sollten möglichst verkrümmungsfreie Hölzer verwendet werden.

Verfahrensschema zur Herstellung von Verbundbalken

VS = Verfahrensschritt

2. VS - Rohholzvermessung

Eine geeignete Meßeinrichtung nimmt die geometrische Form des Rohholzes (Stamm) kontinuierlich auf einen Prozeßrechner auf.

Dieser rechnet über geeignete Programme:

a) Kapplänge (Abholzigkeit, Konizität)
b) Querschnitt und Verteilung des künftigen Verbundbalkens
c) stat. Widerstandsmomente für alle Achsen
d) erforderliche Verleimungsbreite am Stamm
e) erforderliche Pfeilhöhe um "d" zu erhalten
f) Verkrümmungsradien der 2 Stammachsen

zu a) oder Standardlängen- Normallängen . . .
zu b) Normquerschnitte oder Außenmaße . . .

3. VS - Längenkappung

Die Längenkappung erfolgt über geeignete Trenneinrichtungen (Schwert-Kreissäge, Laser, Wasserstrahl . . .)

Sie kann sowohl im Durchlaufverfahren über liegende Trenneinrichtungen erfolgen, oder der Stamm bewegt sich quer zu seiner Achse.

In allen Fällen werden die erforderlichen Steuerdaten vom Prozeßrechner zur Verfügung gestellt.

Nach erfolgter Kappung muß der Stamm über eine Beschleunigungsstrecke aus der Kappstation laufen, um einen Mindestabstand zum folgenden Stamm zu haben.

Dieser Abstand wird aus verfahrenstechnischen Gründen benötigt.

4. VS - Leimflächenaggregat

Mit diesem Aggregat werden über die Stammachse in 2 Ebenen konisch verlaufende Außenflächen (Leimflächen) angearbeitet.

Die Einstellparameter wie Kegelwinkel-, Pfeilhöhe . . ., Leimbreite liegen vom Prozeßrechner bereits vor und können direkt das Leimflächenaggregat steuern.

Die Leimflächenanarbeitung kann erfolgen über:

a) Zerspanung (hobeln, fräsen, sägen, . . .)
b) Abtrennung (spalten, Laser, Wasserstrahl . . .)
Je nach Holzart, Stamm- und Zopfdurchmesser, Länge Gewicht, können zwei Aggregatsysteme zur Anwendung kommen.
aa) festfixierter Stamm mit Druckvorrichtung (Werkzeug (e) läuft der Stammlänge nach)
bb) Stammdurchlaufverfahren, der Stamm bewegt sich verdrehungssicher am Werkzeug oder den Werkzeugen vorbei, wobei diese sich auf die Stammachse zubewegen.

5. VS - Segmentaggregat

In diesem Aggregat wird der Stamm in seiner ganzen Länge in 4 symmetrische Segmente aufgetrennt (andere Aufteilungen sind denkbar).

Die Auftrennung kann erfolgen über Kreis- oder Bandsäge oder andere geeignete Trennwerkzeuge.

Wichtig ist, daß der Stamm verdrehungssicher und achsparallel geführt oder fixiert wird.

(Die erforderlichen Schnittbilder-, Verkrümmungsradien der 2 Stammhauptachsen liefert der Prozeßrechner mit dessen Parameter die Trennwerkzeuge nachgeführt werden können).

6. VS - Segmentwendestation

In dieser Station werden von den 4 Segmenten 2 Stck. Segmente um 180° der Segmentlänge gedreht, so daß nunmehr Anfang und Ende der 4 Segmente aus 2 Stück Fuß- und 2 Stck. Zopfsegmenten bestehen.

7. VS - Segmentvereinzelung- und Positionierstation

Unter der Voraussetzung nachstehender Numerierung des Stammzopfes und des Stammfußes, nach der Trennung VS 5, ergeben sich folgende Schnittbilder:

- Abbildung 4 -

Desweiteren soll nach der Wendestation (VS 6) nachstehendes Segmentbild vorausgesetzt werden: (Möglicherweise sind noch andere Segmentbilder denkbar)

- Abbildung 5 -

Mit diesem Segmentbild ergeben sich mindestens 2 Systeme für die Vereinzelung und Positionierung

a) Doppeldual-System auf einer Ebene
b) Kanalsystem auf 2 Ebenen

a) Das Doppeldual-System auf einer Ebene kann in Querrichtung der Segmentachsen betrieben werden. Durch entsprechende Einrichtungen läuft die Vereinzelung und die Positionierung der Stabsegmente (s. Abb. 5) nach folgendem Schema ab:

I. Segment 1 wird um seine Stabachse um 90° im Uhrzeigersinn gedreht und auf eine Ebene abgelegt, (von links nach rechts)
II. Segment 4 wie Segment 1, kommt rechts neben Segment 1 in einen noch festzulegenden Abstand
III. Trennwand
IV. Segment 2 kommt ohne gedreht zu werden rechts neben der Trennwand auf der Ebene
V. Segment 3 wird um 180° gedreht und kommt neben Segment 2 in einen noch festzulegenden Abstand.

Damit ist die Vereinzelung und Positionierung der Segmentstäbe beendet und es ergibt sich nachstehende Abbildung:

- Abbildung 6 -

Sollte der Ausgangszustand nicht der Abb. 5 entsprechen, so müssen o. g. Drehwinkel korrigiert werden.

b) Das Kanalsystem auf 2 Ebenen ist für die kombinierte Linien- und Querfertigung gedacht.

Durch entsprechende Einrichtungen läuft die Vereinzelung und die Positionierung der Stabsegmente (s. Abb. 2) nach folgendem Schema ab:
I. Entsprechend der Abb. 7 werden die Stabsegmente in 2 Ebenen kanalisiert (vereinzelt)

- Abbildung 7 - Vereinzelung

II. Mit je einer Drehvorrichtung - die vorzugsweise beide Stirnenden der Stabsegmente faßt - werden diese über eine opt. Abtastung derart in Position gedreht, daß alle Segmente der Abb. 8 entsprechen.

- Abbildung 8 - Positionierung

VS 8 - Verleimungsstation

Durch die Lücken der positionierten Stabsegmente (s. Abb. 6 + 8) wird nun ein geeigneter Holzleim im Walzverfahren auf die bereits vorhandenen Leimflächen aufgetragen.

Im Falle des Kanalsystems müssen die 4 Stabsegmente nunmehr gemeinsam in die Leimpresse. (Abb. 9)

Im Doppel-Dualsystem werden nur jeweils die Stäbe 1 und 4 sowie die Stäbe 2 und 3 in einem Gang verpreßt. Der Vorgang "Leimaufbringung und Verpressen" zu einem Verbundbalken muß hierbei 2mal stattfinden. (Abb. 10)

Die Preßdauer wäre idealerweise die Zeit in der der Leimfilm vollkommen ausgehärtet ist.

Da diese Zeit für den Produktionsablauf viel zu lange dauern würde, wird man die Zeit wählen in der der Leimfilm nicht mehr fließt und alle Stabsegmente ohne äußere Krafteinwirkung formstabil zusammenhalten.

Die Parameter für die sogenannte Topfzeit sind:
Segmentgeometrie (Querschnitte, Länge, Verkrümmung, Verdrehung)
Holzart
innere Feuchte, äußere Feuchte
Temperatur
Klebertyp
Druck

VS 9 - Leimaushärtungsstation

Nach Verlassen der Leimpresse kommt der Verbundbalken zur Aushärtung der Leimflächen auf geeignete Lagerplätze (natürliche Aushärtung) oder durchläuft eine Warmflutkammer oder ähnliches.

Eine Temperaturanhebung der Klebestellen verringert generell die Aushärtezeit.

VS 10 - Trocknung

Inwieweit eine Zwangstrockung erforderlich ist, sei dahingestellt.

Einige Nachteile seien genannt:

a) teuer (Investitionen, Betriebskosten)
b) teuer (hemmt die Weiterbearbeitung, Zeitverlust)
c) wird zusätzlich innere Spannungen freisetzen, welche die Klebestellen belasten.

Die Trocknung der Verbundbalken sollte in

1. normalen quer belüfteten Trockenkammern erfolgen oder
2. unter Beachtung der 3 beschriebenen Schwundrichtungen des Holzes bei der Trocknung und unter Beachtung der größten Feuchteansammlung im Verbundbalken in Längsrichtung über den mittleren Hohlraum erfolgen. Die Luftrichtung sollte in diesem Fall gewechselt werden können oder
3. in Trockenkammern mit normaler Querbelüftung und zusätzlicher Längsbelüftung wie in Pos. 2 beschrieben innerhalb des Verbundbalkens erfolgen.

Endbehandlung:
hobeln, 4seitig, evtl. profilieren, imprägnieren, beizen, lackieren.

Claims

1. Anspruch nach 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Aggregat konisches Rundholz dahingehend bearbeitet (gesägt, gefräst, gehobelt) wird, daß gleichzeitig zwei gegenüberliegende Seiten oder vier gegenüberliegende Seiten dem Stammverlauf folgend oder mit fest eingestellten Parametern, konische Leimflächen angearbeitet werden (siehe VS 4).

2. Anspruch nach 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Aggregat der vorher vierseitig konisch bearbeitete Stamm mittels Kreis- oder Bandsägen überkreuz in 4 symmetrische Segmente aufgetrennt wird (andere Auftrennungen sind denkbar)

3. Anspruch nach 3 erstreckt sich auf die Segment-Wendestation in der von vier Stücke Segmenten zwei Stücke um 180 Grad der Segmentlänge gedreht werden, so daß zwei Zopf- und zwei Stammenden zusammenliegen. Bei entsprechender Positionierung der Segmente ergibt sich nach der Verleimung wieder ein Kantholz mit parallelen Längs-Seitenflächen.

4. Anspruch nach 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) vier Segmente in einem Arbeitsgang beleimt und im darauf folgenden Arbeitsgang verpreßt werden oder
b) in zwei Arbeitsgängen je zwei Segmente verleimt werden und anschließend verpreßt werden und im nächsten Arbeitsgang die zwei verleimten Teile beleimt und anschließend zu einem Verbundbalken verpreßt werden.

Für beide Systeme gilt, daß für jede Leimfuge nur Leim auf eine Leimfläche aufgetragen werden muß. Das Aufbringen des Leimes erfolgt über Walzen mit Dosiereinrichtungen.

5. Anspruch nach 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Trocknung über herkömmliche quer belüftete klimagesteuerte Trockenkammern erfolgt und zusätzlich
b) eine Innenbelüftung des Verbundbalkens in Längsrichtung erfolgt. Klimasteuerung für die Innenbelüftung ist erforderlich. Die Luftrichtung muß während der Trocknung gewechselt werden.