DE975846C - Holzspanbauteil und Vorrichtung zur Erzeugung seiner Spaene - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 31. OKTOBER 1962

KLASSE 38 i GRUPPE INTERNAT. KLASSE B 271

ρ 8420 Ic/381D

sind als Erfinder genannt worden

Die Verwendung von Holzspänen, gegebenenfalls zusammen mit Bindemitteln, zur Herstellung von Holzspanbauteilen ist an sich bekannt.

Es stehen hierfür zwei grundsätzliche Möglichkeiten zur Verfügung. Entweder werden die einzelnen Holzelementchen durch Zerkleinerung von stückigem Holz gewonnen und dann in Aufschwemmung nach der Art der Papierherstellung auf Sieben entwässert, oder es werden die Holzspäne mit oder ohne Bindemittel trocken aufgeschüttet und dann zumeist unter Einwirkung von Wärme verpreßt.

Die erstere Möglichkeit hat den Vorzug, daß man durch enge Verflechtung der einzelnen Holzelementchen feste Formkörper erhält, die vorteilhaft auch als Bauelemente verwendet werden können. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch der hohe Energiebedarf, der zur Umwälzung und Abscheidung der verhältnismäßig großen Wassermengen und zur Aufteilung des Holzes in seine kleinsten natürlichen Elemente, die Fasern, erforderlich ist.

Die zweite Möglichkeit, also die Herstellung von Holzbauelementen auf trockenem Wege, hat demgegenüber den Vorteil, daß dieser hohe Leistungsaufwand entfällt. Jedoch hatte sie bislang den Nachteil, daß die Festigkeit der auf diese Weise erzeugten Bauteile gegenüber den im Naßverfahren

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hergestellten Formungen verhältnismäßig- gering· war.

Der Erfindung liegt die klare Erkenntnis dieser

Verhältnisse und die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu suchen, der zwar die Vorteile der beiden bekannten Verfahren miteinander vereinigt, deren Nachteile jedoch vermeidet.

Gemäß der Erfindung ist dies in vollkommener und für die Fachwelt überraschender Weise unter ίο Verwendung gleichartiger, schüttfähiger, vorwiegend längsgefaserter, sich jedoch nicht kräuselnder und andererseits die Faserlänge nicht unterschreitender Holzelementchen dadurch gelungen, daß als Holzelementchen kurze, jedoch schlanke und somit nicht querbrechende Späne verwendet werden, die aus stückigem Holz zweckgebunden . auf eigens dafür bestimmten Zerspanuhgsmaschinen in einem einzigen Arbeitsgang erzeugt-werden. ·

Mit derart definierten Spänen kann man hochwertigen Holzspanbauteilen eine vorher genau bestimmbare Charakteristik hinsichtlich ihrer Festigkeit in ihren drei Dimensionen sowie ein ebenfalls vorher bestimmbares Steh- und Quellvermögen verleihen. Von besonderer Bedeutung ist dabei die vom Erfinder erkannte, von Sachverständigen früher aber nicht für möglich gehaltene Tatsache, daß es bei der durch die Erfindung erzielten Qualitätssteigerung und bei Erfüllung der Forderung, definierte Späne in einem einzigen Arbeitsgang herzustellen, wirtschaftlich tragbar ist, einen Bauteil der hier in Rede stehenden Art durch und durch aus solchen Holzelementchen zu erzeugen, die nicht etwa aus irgendwelchen Abfällen an sich zur Verfügung stehen, sondern durch ein verhältnismäßig aufwendiges Verfahren in teuren Maschinen einzeln hergestellt worden sind.

Es war bisher kein Arbeitsverfahren bekannt, bei dem längsgefaserte, schlanke, schüttfähige, sich also nicht kräuselnde Späne technisch und wirtschaftlich hergestellt werden können. Längsgefaserte Späne entstehen sowohl beim Handhobel wie auch bei den Hobelmaschinen mit rotierender Welle, jedoch sind sie infolge des Messerangriffs quer zur Faserrichtung immer gekräuselt und zudem, wenn sie mit rotierenden Messern erzeugt werden, vielfach quer zur Längsrichtung gebrochen. Die Späne mit den besonderen obigen Kennzeichen können aber überraschenderweise besonders zweckmäßig hergestellt werden, wenn man sie nach einer Weiterbildung der Erfindung durch kreisende Messer erzeugt, deren Schneiden mindestens so lang wie die zu erzeugenden Späne sind, tangential zu ihrem Flugkreis wirken und parallel oder im geringen Winkel zur Drehachse liegen, sowie durch übliche Vorschubeinrichtungen der Werkzeuge oder des parallel oder in leichter Neigung zur Drehachse beigestellten, mit der Faserrichtung quer zum Flugkreis liegenden Holzes bzw. durch solche Vorschubeinrichtungen zur Nachstellung im Umfange der Spandicke. Die so erhaltenen Späne sind nicht quergebrochen und zeigen auch keine Neigung zum Querbruch, noch kräuseln sie sich wie etwa Holzwolle oder Häcksel aus Holzwolle, sondern sie sind gerade, flache Stäbchen von überraschender Steifheit, die sich daher gut schütten lassen, das verwendete Bindemittel allseitig annehmen und sich schichtweise flach aufeinanderlagern, vorzugsweise in Richtung der Plattenebene, innerhalb der Einzelschicht aber kreuz und quer durcheinanderliegen.

Diese Zerspanungsmöglichkeit, die man zum Unterschied von dem bisher allein üblichen Längshobeln, bei dem eine Hobelschneide senkrecht oder leicht zur Senkrechten geneigt zur Holzfaserrichtung am Holz angreift und längs zur Faserrichtung gegenüber dem Holz bewegt wird, als »Querhobeln« bezeichnen könnte, bietet den besonderen Vorteil, daß man die Späne, beispielsweise unter Benutzung von an sich bekannten Ritzmessern, praktisch in jeder beliebigen Länge und Dicke herstellen kann. Es ist unter Umständen lediglich noch erforderlich, die durch die Messer vom Werkstück abgeschälten Späne, z. B. in Segmentmühlen, in die endgültig gewünschten schlanken Elementchen zu unterteilen. Die nach den bekannten A^erfahren hergestellten Bauteile unterscheiden sich gegenüber der Erfindung grundsätzlich dadurch, daß sie aus Abfallspänen der verschiedensten Größe und Form gebildet waren. Für sie war nämlich das einzige Ziel maßgeblich, Abfälle aus der Holzverarbeitung, die in früheren Zeiten bei dem enormen Holzanfall und -abfallüberschuß einfach verbrannt wurden, doch noch in irgendeiner Weise zu verwerten. Dadurch war aber der Nachteil bedingt, daß man entweder Bauteile ungleichmäßiger Eigenschaften mit entsprechenden Mängeln erhielt oder aber, daß man zusätzliche und deshalb aufwendige Verfahren benötigte, um aus den Massen der Abfallspäne gleiche Größen und Formen auszusortieren oder aber aus Holzabfällen Plättchen oder Stäbchen gleicher Große und Form zu schneiden oder zu stanzen. Zu diesem Zweck hat man namentlich Sperrholzabfälle, die im Krieg beispielsweise aus der Flugzeugindustrie in großen Mengen zur Verfügung standen, nachträglich in unter sich gleichartige, ganz oder vorwiegend längsgefaserte schüttfähige und damit entsprechend kurze, andererseits aber die jeweilige Faserlänge nicht unterschreitende Stäbchen unterteilt. Damit war aber ein verhältnismäßig hoher Aufwand verbunden, der dem Wunsch einer rationellen Abfallverwertung geradezu entgegenstand. Außerdem konnten Holzelemente, die in dieser Form erzeugt waren, nicht mit Sicherheit in ihrer Charakteristik untereinander gleich sein. Niemand war jedoch zur Zeit jenes älteren Vorschlags auf den scheinbar unvertretbaren Gedanken gekommen, gesundes Holz restlos in kleine Elementchen aufzuteilen, und zwar in einem einzigen Arbeitsgang und auf besonders dafür bestimmten Zerspanungsmaschinen, um alle diese mühsam erzeugten Teilchen dann in scheinbar widersinniger Weise wieder zu einem Formstück miteinander zu vereinigen.

Es war auch schon bekannt, Sperrholzplatten mit einem Deckfurnier zu versehen, das aus maschinell hergestellten und gleich großen Weichholzspänen derart gebildet war, daß eine dem Natur-

holz entsprechende Maserung entstand. Hierfür wurden jedoch quadratische Späne für erforderlich gehalten, die darüber hinaus nach den beiden Enden der Wuchsrichtung hin verjüngt ausliefen.
Derartige Späne waren für die Herstellung von Holzspanbauteilen gemäß der Erfindung völlig ungeeignet. Sie unterliegen nämlich dem Nachteil des Querbruchs, und dies bedeutet, daß sie während ihrer bei der Herstellung von Bauteilen nicht vermeidbaren Förderung, ihres Aufschüttens und insbesondere während des unerläßlichen Preßvorgangs vielfach quer zur Faserrichtung unterteilt würden. Das wiederum würde den Nachteil bedingen, daß sämtliche Holzelementchen verschieden, und zwar in weiten Grenzen willkürlich dimensioniert wären und somit vorbestimmbare Eigenschaften des Baukörpers nicht erreichen ließen. Außerdem würde die Festigkeit derartiger Bauteile auch mit dem zusätzlichen Unsicherheitsfaktor behaftet sein, daß die

ao Bruchstellen der Holzelementchen nicht mit Sicherheit von dem üblicherweise verwendeten Bindemittel gleichmäßig oder überhaupt abgedeckt wären. Abgesehen davon sollten jene Deckspäne nur dem einen Zweck dienen, der Oberfläche einer Sperrholzplatte ein dekoratives Aussehen zu verleihen. Dieser Stand der Technik vermochte deshalb für die Erfindung keine Anregung zu geben. Einerseits waren die hier in Rede stehenden Späne ungeeignet, zum anderen hielt man einen für eine dekorative Deckschicht voll vertretbaren Aufwand zur Bildung unsichtbarer Innenlagen eines Formlings schlechtweg für undiskutabel.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von Holzteilchen dargestellt, wie sie zur Erzeugung des neuen Bauteils verwendbar sind.

Gemäß Fig. 1 ist ein Messerkopf 1 mit zwei Messern (Schneiden) 2 und 3 besetzt, die um eine Antriebswelle 4 rotieren. Die Breite dieses Messerkopfes entspricht der Länge des Zerspanungsgutes 5 in der Wachstumsrichtung, die zur Welle 4 parallel verläuft. Der Messerkopf 1 ist mit Anritzern bzw. Vorschneidern 6 besetzt, die, jeder Schneide vorgeordnet, die Gesamtlänge des Holzes in quer zur Wachstumsrichtung laufende Bahnen zerlegen, deren Breite der gewünschten Spanlänge entspricht.

Die Vorschneider 6 sind besonders aus Fig. 1 ersichtlich. Das nach Pfeil 7 beigestellte Zerspanungsgut 5 wird in Richtung des Pfeiles 8 vorgeschoben. Die Vorschubrichtung kann aber auch dem mit der Schneidenstellung übereinstimmenden Drehsinn (Pfeil 9) der Messer 2, 3 entsprechen. Die Vorschneider 6 können auch auf einer dem Messerkopf 1 im Sinne der Vorschubrichtung vorgeordneten Welle angebracht werden.

Fig. 2 zeigt dieselbe Anordnung stirnseitig unter Weglassung des Zerspanungsgutes, dessen Führungstisch 10, 11 eingezeichnet ist. Aus der Darstellung ist erkennbar, daß der Tischteil 11 das um die Höhe der Beistellung 12 abgearbeitete Zerspanungsgut dieser Abarbeitung entsprechend übernimmt, so daß es auf diesem Tischteil an eine etwa anschließende Vorrichtung zur weiteren Abarbeitung herangeschoben werden kann, und daß eine beliebige Zahl solcher Werkzeuge hintereinander schaltbar ist.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist der Messerkopf in besonders zweckmäßiger Weise in eine Anzahl Einzelköpfe unterteilt. Dadurch ist als Grundelement ein einfaches, gebräuchliches, robustes, leicht auswechselbares und nachschleifbares Werkzeug zum Aufbau einer leistungsfähigen und wenig Raum beanspruchenden Vorrichtung zur Erzeugung von Spänen der erfindungsgemäßen Eigenschäften gegeben.

Bei dieser Ausführungsform ist eine Trägerwelle 13 mit einer Anzahl von Messerköpfen 14 besetzt, zwischen denen je ein ihrer Breite bzw. der Länge ihrer Schneiden 15 entsprechender Abstand verbleibt. Dieser Trägerwelle 13 nachgeordnet ist eine zweite in gleicher Weise mit Messerköpfen 16 besetzte Trägerwelle 17. Die Messerköpfe 16 stehen gegenüber den Messerköpfen 14 auf Lücke. Die Köpfe 16 der zweiten Welle 17 können an sich um ι bis 2 mm breiter sein als die Messerköpfe 14 der ersten Welle 13, oder es können die Zwischenräume zwischen den Messerköpfen 14 auf der ersten Welle 13 um ι mm enger sein als jene zwischen den Messerköpfen 16 auf der zweiten Welle 17. Die Summe der Nutzbreiten sämtlicher Messerköpfe 14, 16 entspricht der Länge des Zerspanungsgutes 5 in der Wachstumsrichtung, die auch bei dieser Vorrichtung zu den Trägerwellen 13, 17 parallel verläuft. In dieser Lage wird das Zerspanungsgut in Richtung des Pfeiles 18 beigestellt und in Richtung des Pfeiles 19 vorgeschoben. Der Drehsinn der Messerköpfe 14, 16 kann auch hier bei entsprechender Messeranordnung zum Vorschub gleichläufig oder gegenläufig sein. Die vorgeschlagene Anordnung der Messerköpfe 14, 16 bewirkt, daß die Bahnen des Zerspanungsgutes 5, die die erste Welle 13 in den Zwischenräumen passieren, von den Messerköpfen 16 der nachgeordneten Welle 17 abgearbeitet werden, und man erhält der wählbaren Breite der Messerköpfe 14, 16 entsprechend lange, in der Wachstumsrichtung des Zerspanungsgutes verlaufende Späne.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 11Q

1. Holzspanbauteil mit Eigenfestigkeit, z. B. Spanplatte, vollkommen aufgebaut aus gleichartigen, schüttfähigen, vorwiegend längsgefaserten, sich nicht kräuselnden und die Faserlänge nicht unterschreitenden Holzelementchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Holzelementchen kurze, jedoch schlanke und somit nicht querbrechende Späne verwendet sind, die aus stückigem Holz zweckgebunden auf eigens dafür bestimmten Zerspanungsmaschinen in einem einzigen Arbeitsgang erzeugt wurden.

2. Holzspanbauteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Späne, die durch Führung des Zerspanungsmessers vorzugsweise parallel oder leicht geneigt unter einem geringen Winkel zur Holzfaserrichtung erzeugt sind.

3· Vorrichtung zur Erzeugung eines Holzspanbauteils nach Anspruch ι oder 2, gekennzeichnet durch kreisende Messer, deren Schneiden mindestens so lang wie die zu erzeugenden Späne sind, tangential zu ihrem Flugkreis wirken und parallel oder im geringen Winkel zur Drehachse liegen, sowie durch übliche Vorschubeinrichtungen der Werkzeuge oder des parallel oder in leichter Neigung zur Drehachse beigestellten, mit der Faserrichtung quer zum Flugkreis liegenden Holzes bzw. durch solche Vorschubeinrichtungen zur Nachstellung Umfange der Spandicke.

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In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 666 447; schweizerische Patentschrift Nr. 193 139.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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