EP0161371A1 - Procédé et dispositif pour la fabrication en continu de bois lamellé par autoserrage - Google Patents

Procédé et dispositif pour la fabrication en continu de bois lamellé par autoserrage Download PDF

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EP0161371A1
EP0161371A1 EP84440021A EP84440021A EP0161371A1 EP 0161371 A1 EP0161371 A1 EP 0161371A1 EP 84440021 A EP84440021 A EP 84440021A EP 84440021 A EP84440021 A EP 84440021A EP 0161371 A1 EP0161371 A1 EP 0161371A1
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grooves
boards
glue
knives
continuous press
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Raymond Burger
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M3/00—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles
    • B27M3/0013—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles
    • B27M3/0026—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally

Definitions

  • the rolling chain allows, using simple and reliable mechanical means, to bond continuously and, in particular, to make reconstituted wood by superimposing boards , called laminated wood.
  • the continuous press produced from this rolling chain, or by other means, can only be used, for the production of laminated wood, in combination with high-frequency heating, in order to obtain a sufficiently hardening. quick glue.
  • thumbwheel an essential device used for the application of the aforementioned process, is perfectly suitable for producing micro-grooves in a plane perpendicular to the axis of the wood fibers, the grooves cannot be produced by knurling or printing, in parallel to these: the elasticity of the fibers on the one hand, and their fissility on the other hand, oppose it.
  • the essential object of the invention is based on obtaining a self-tightening by making in the wood surfaces to be assembled, micro-grooves, by partial or total removal of material, avoiding stress, beyond certain limits, elasticity and fissility of the fibers.
  • the surfaces to be assembled are provided with microgrooves; they are glued and introduced by superimposing them in a continuous press by gradually compressing them between two flat surfaces.
  • a fixed knife separates by solid wood cutting in compression and translation inside a continuous press, in two parts.
  • the continuous press these functions being carried out, then exerts a significant compression on the boards provided with grooves and coated with glue, so that an effective self-tightening ensures a contact pressure for the curing of the glue after leaving these boards, the hurry.
  • the laminated timber at the press outlet can be stored in a heated or unheated enclosure, until the glue has completely hardened, before processing.
  • Figure 1 of these drawings is a schematic section of a device implementing the method according to the invention, parallel to the axis of the continuous press.
  • Figure 2 is a section perpendicular to the axis of two boards joined together by self-tightening.
  • a fixed body 1 of steel, having the shape of a lens is fixed inside the continuous press, in the same way as the knife fixed described in patent 81 19288.
  • a knife 2 made of steel, located at the front of the body 1 contributes to fulfilling the first function, that of separating 2 layers of boards.
  • the tapered part at the front of the body 1 is intended to spread the boards and direct them towards a parallel zone in which are housed the knives 3 for shaping micro-grooves which ensure the second function of the body 1.
  • the length of the conical part is a function of the thickness of the boards, the tolerable and generally accepted radius of curvature of the boards being equal to 160 times this thickness.
  • the boards are strongly compressed by the articulated belts of the continuous press not shown in the drawing, and pressed against the parallel faces of the body 1.
  • these faces are fixed knives 3, the position of which is adjustable and which act like a plane, the angle of attack of these knives being around 30 degrees.
  • the heel of the knives 3, on which the boards slide, is provided with grooves having the shape of those which it is desired to apply to the boards.
  • These knives 3 may be preceded by identical knives, but the heel of which has a flat surface, acting in the manner of a planer blade, the thickness of the chip being equal to the value of the protrusion of the surface of the heel relative to the sliding surface of the body 1.
  • a lateral adjustment of the knives 3 makes it possible to position the grooves so that one obtains, at the time of joining the glued planes, a rigorous fitting of these.
  • Recesses 4 preferably of circular shape, are provided to allow the evacuation of the chips generated by the knives 3.
  • these recesses are housed mechanical means for extracting the chips, for example an Archimedes screw. This extracts the chips from the body 1 through a chopper to obtain fragmented chips that can be removed pneumatically or by any other means.
  • the third function of the body 1, which consists in coating the bonding planes, is ensured by a gluing station, constituted by nozzles 5 located behind the profiling knives and in the parallel zone of the body 1.
  • the glue nozzles receive the glue by pressurized conduits fitted with valves controlled by photoelectric cells or other electromechanical means, dependent on the advancement of the boards 6.
  • These nozzles 5 can be replaced by glue rollers receiving the glue by tanks in which these rollers bubble. They will preferably be provided with grooves having the shape of grooves.
  • the fourth function is provided by a conical part identical to the front of the body 1 previously described.
  • the sliding faces of the body 1, located behind the profiling knives, are provided with grooves in which the grooves of the boards are fitted, in order to avoid any lateral displacement of the latter, before embedding the boards together.
  • the continuous press comprises, downstream of the body 1, a zone of pressure sufficient to obtain a powerful self-tightening, preventing any slackening after the release of the press.
  • a pressure zone Upstream of the body 1, a pressure zone, generally having a length twice the zone previously described, transmits to the plates 6 transla tion greater than the resistance forces due to the sliding surfaces of the body 1 plus the cutting forces of the knives 3.
  • Figure 2 shows in section two plates 6 assembled by micro-grooves.
  • the grooves 7 have a trapezoidal shape, the pitch generally being 4 times greater than the height and the latter less than or equal to 2 mm.
  • An angle of about 6 degrees of the walls ensuring self-tightening gives very satisfactory results, this angle being less than the friction angle.
  • the separator 2 may not be the subject of a separate device, the nose of the body 1 having the shape of a knife and a leading edge capable of separating the boards.
  • the tools 3 can be replaced by rotary tools, without departing from the spirit of the invention.
  • the grooves 7 may be of different shape, depending on whether one is looking for a more or less powerful self-tightening, a large bonding surface, or a maximum economy of wood.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication en continu de bois lamellé, celui-ci mettant en oeuvre une presse continue, à l'intérieur de laquelle se trouve un dispositif fixe et règlable (1) par lequel on réalise des micro-sillons sur les plans à assembler, que l'on enduit de colle avant autoserrage obtenu par compression en continu à la sortie de ce dispositif.

Description

  • La chaîne de roulement, objet du brevet français déposé le 1.9.81 sous le numéro 81 16738, permet, à l'aide de moyens mécaniques simples et fiables, de coller en continu et, notamment, de fabriquer du bois reconstitué par superposition de planches, appelé bois lamellé.
  • La presse continue, réalisée à partir de cette chaîne de roulement, ou par d'autres moyens, n'est utilisable, pour la production de bois lamellé, qu'en combinaison avec le chauffage haute-fréquence, afin d'obtenir un durcissement suffisamment rapide de la colle.
  • La difficulté d'application d'un tel chauffage, due à l'application nécessaire d'organes isolants, le coût élevé et le mauvais rendement des générateurs, l'hétérogénéité du matériau bois rendant le réglage et le fonctionnement délicats, ont conduit à rechercher de nouveaux moyens, permettant d'éviter l'apport de chaleur dans les plans de collage.
  • Le procédé de collage, objet du brevet français déposé le 1.10.81 sous le numéro 81 18661 et sous le titre de "procédé et dispositif de collage de deux surfaces de bois entre elles", constitue une réponse partielle au problème posé.
  • Alors que la molette, dispositif essentiel utilisé pour l'application du procédé précité, convient parfaitement pour la réalisation de micro-sillons dans un plan perpendiculaire à l'axe des fibres du bois, les sillons ne sont pas réalisables par molettage ou impression, parallèlement à celles-ci : l'élasticité des fibres d'une part, et leur fissilité d'autre part, s'y opposent.
  • L'objet essentiel de l'invention est basé sur l'obtention d'un autoserrage en réalisant dans les surfaces de bois à assembler, des micro-sillons, par enlèvement partiel ou total de matière, en évitant de solliciter, au-delà de certaines limites, l'élasticité et la fissilité des fibres.
  • Pour obtenir un tel résultat, il est fait usage des possibilités qu'offre la presse continue, celle notamment de transmettre des efforts de translation élevés sur le matériau en compression et véhiculé à travers la machine.
  • Afin de coller deux ou plusieurs pièces de bois entre elles par autoserrage, on munit les surfaces à assembler de microsillons ; on les encolle et on les introduit en les superposant dans une presse continue en les comprimant progressivement entre deux surfaces planes.
  • Ce procédé peut être rendu plus performant de la manière suivante :
    • Il a été pris pour base le procédé décrit dans le brevet français déposé le 12.10.81 sous le numéro 81 19288 et ayant pour titre : "Machine pour le débit, sans pertes de matières, de feuilles, planches et madriers à partir d'équarris en bois".
  • Dans une telle machine, un couteau fixe sépare par tranchage du bois massif en compression et translation à l'intérieur d'une presse continue, en deux parties.
  • Pour réaliser les micro-sillons, il a été prévu un dispositif analogue à celui du couteau fixe à l'intérieur de la presse continue, mais dont les fonctions successives sont les suivantes :
    • 1°) Séparer deux planches superposées à l'intérieur de la presse et destinées à être assemblées par collage.
    • 2°) Réaliser sur chaque plan de collage les microsillons à l'aide d'outils, par défilement de ces plans à travers la zone d'action de ces outils.
    • 3°) Couvrir les plans munis de sillons, de colle par défilement de ces plans à travers une zone d'enduction.
    • 4°) Réunir les planches séparées en phase 1, par emboîtage rigoureux des sillons les uns dans les autres.
  • La presse continue, ces fonctions étant réalisées, exerce ensuite une compression importante sur les planches munies de sillons et enduites de colle, pour qu'un autoserrage efficace assure une pression de contact pour le durcissement de la colle après sortie de ces planches, de la presse.
  • Autoserrés, les bois lamellés en sortie de presse pourront être stockés sous enceinte chauffée ou non, jusqu'à complet durcissement de la colle, avant mise en oeuvre.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés, décrivant et illustrant l'un des modes préférentiels de mise en oeuvre du procédé.
  • La figure 1 de ces dessins est une coupe schématique d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, parallèlement à l'axe de la presse continue.
  • La figure 2 est une coupe perpendiculaire à l'axe de deux planches réunies par autoserrage.
  • Selon la figure 1, un corps fixe 1 en acier, ayant la forme d'une lentille, est fixé à l'intérieur de la presse continue, de la même manière que le couteau fixe décrit dans le brevet 81 19288.
  • Ce corps 1 remplit 4 fonctions :
    • 1°) Séparer 2 planches entre elles,
    • 2°) Munir les plans à coller de micro-sillons,
    • 3°) Enduire ces plans de colle,
    • 4°) Reserrer les planches en les guidant pour éviter tout glissement latéral.
  • Un couteau 2 en acier, situé à l'avant du corps 1 contribue à remplir la première fonction, celle de séparer 2 couches de planches.
  • La partie cônique à l'avant du corps 1 est destinée à écarter les planches et à les diriger vers une zone parallèle dans laquelle se trouvent logés les couteaux 3 de façonnage des micro-sillons qui assurent la deuxième fonction du corps 1. La longueur de la partie cônique est fonction de l'épaisseur des planches, le rayon de courbure des planches tolérable et généralement admis étant égal à 160 fois cette épaisseur.
  • Dans cette zone parallèle, les planches sont fortement comprimées par les tapis articulés de la presse continue non figurés sur le dessin, et plaqués contre les faces parallèles du corps 1. Dans ces faces sont logés des couteaux fixes 3, dont la position est règlable et qui agissent à la manière d'un rabot, l'angle d'attaque de ces couteaux se situant autour de 30 degrés. Le talon des couteaux 3,sur lequel glissent les planches, est muni de sillons ayant la forme de ceux que l'on souhaite appliquer aux planches. Ces couteaux 3 pourront être précédés de couteaux identiques, mais dont le talon possède une surface plane, agissant à la manière d'une lame de rabot, l'épaisseur du copeau étant égale à la valeur du dépassement de la surface du talon par rapport à la surface de glissement du corps 1.
  • Un réglage latéral des couteaux 3 permet de positionner les sillons de telle manière à ce que l'on obtienne, au moment de la jonction des plans encollés, un emboîtage rigoureux de ceux-ci. Des évidements 4, de forme circulaire de préférence, sont prévus pour permettre l'évacuation des copeaux engendrés par les couteaux 3. Dans ces évidements sont logés des moyens mécaniques d'extraction des copeaux, par exemple une vis d'Archimède. Celle-ci extrait les copeaux du corps 1 à travers un hachoir pour obtenir des copeaux fragmentés évacuables pneumatiquement ou par tout autre moyen.
  • La troisième fonction du corps 1, qui consiste à enduire les plans de collage, est assurée par un poste d'encollage, constitué par des buses 5 situées derrière les couteaux de profilage et en zone parallèle du corps 1.
  • Les buses d'encollage reçoivent la colle par des conduits sous pression munis de vannes commandées par des cellules photoélectriques ou autres moyens électromécaniques, dépendantes de l'avancement des planches 6. Ces buses 5 peuvent être remplacées par des rouleaux encolleurs recevant la colle par des bacs dans lesquels ces rouleaux barbottent. Ils seront munis de préférence de cannelures ayant la forme des sillons.
  • La quatrième fonction est assurée par une partie cônique identique à l'avant du corps 1 précédemment décrit. Les faces de glissement du corps 1, situées derrière les couteaux de profilage, sont munies de rainures dans lesquelles viennent s'encastrer les sillons des planches, afin d'éviter tout déplacement latéral de celles-ci, avant encastrement des planches entre elles.
  • La presse continue comporte, en aval du corps l, une zone de pression suffisante pour l'obtention d'un autoserrage puissant, empêchant tout relachement après la sortie de la presse.
  • En amont du corps 1, une zone de pression, ayant en général une longueur double de la zone précédemment décrite, transmet aux planches 6 des efforts de translation supérieurs aux efforts de résistance dûs aux surfaces de glissement du corps 1 additionnés des efforts de coupe des couteaux 3.
  • La figure 2 montre en coupe deux planches 6 assemblées par micro-sillons. Selon ce dessin, les sillons 7 ont une forme trapézoïdale, le pas étant en général 4 fois supérieur à la hauteur et celle-ci inférieure ou égale à 2 mm. Un angle d'environ 6 degrés des parois assurant l'autoserrage donne des résultats très satisfaisants, cet angle étant inférieur à l'angle de frottement.
  • Cette description n'a pas de caractère restrictif, chaque caractéristique pouvant être combinée avec des moyens connus, sans pour autant sortir du champ d'application de l'invention et de son domaine de protection.
  • Le séparateur 2, par exemple, peut ne pas faire l'objet d'un dispositif séparé, le nez du corps 1 ayant la forme d'un couteau et un bord d'attaque apte à séparer les planches.
  • Pour réaliser les sillons, on peut mettre en oeuvre plusieurs outils 3, un premier outil agissant telle une lame de rabot, destiné à aplanir les planches, un second outil réalisant une partie des sillons, un troisième outil assurant la finition.
  • Les outils 3 peuvent être remplacés par des outils rotatifs, sans déroger à l'esprit de l'invention. Il en est de même des buses d'encollage 5, dont la fonction peut être effectuée par des rouleaux encolleurs, par exemple, de faible diamètre, munis ou non de cannelures.
  • Selon les besoins et la nature du bois, les sillons 7 pourront être de forme différente, selon que l'on recherche un autoserrage plus ou moins puissant, une surface de collage importante, ou une économie maximum de bois.
  • Par la combinaison de la compression en continu et de l'autoserrage, mettant en oeuvre des moyens simples et fiables, de nouvelles perspectives sont offertes à l'industrie du bois, libérant le matériau de ses servitudes dimensionnelles, en augmentant son homogénéité tout en préservant ses qualités mécaniques et esthétiques intrinsèques, et ceci au moindre coût.

Claims (11)

1. Procédé d'assemblage en continu de planches (6) en bois ou de composition fibreuse, caractérisé en ce qu'il consiste à munir les surfaces à assembler de sillons, de les encoller et de comprimer les pièces à assembler progressivement entre deux surfaces en déplacement d'une presse continue.
2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste successivement à comprimer les planches (6) et d'assurer leur translation entre deux surfaces en déplacement, à les séparer pour munir les plans à assembler de sillons (7), à encoller ces sillons, à les comprimer à nouveau afin d'obtenir un autoserrage.
3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une presse continue, à l'intérieur de celle-ci une ou plusieurs barres transversales en acier (1) parallélipédiques et de forme lenticulaire, à l'avant de celle-ci, intégrées à elles ou non, un ou plusieurs séparateurs (2), à l'intérieur de celle-ci un ou plusieurs couteaux (3) fixes ou rotatifs, un ou plusieurs postes d'encollage (5) également fixes ou rotatifs.
4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que le ou les séparateurs (2) sont solidaires et règlables par rapport au bâti de la presse continue, ont la forme d'un couteau avec un bord d'attaque muni, de préférence, de deux angles symétriques.
5. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que la ou les barres (1) sont solidaires du bâti de la presse continue et règlables par rapport à celui-ci, comportent à l'avant un nez de forme cônique avec des surfaces de glissement lisses, une partie médiane parallèle et une partie cônique à l'arrière avec des surfaces de glissement munies, de préférence, de cannelures pour le guidage latéral des planches (6).
6. Dispositif selon revendications 3 et 5, caractérisé en ce que la barre (1) supportant dans sa partie médiane un ou plusieurs couteaux (3), comporte des cavités (4), de préférence de section circulaire, pour l'évacuation des copeaux engendrés par les couteaux (3), ces cavités renferment des moyens, de préférence mécaniques, pour l'évacuation de ceux-ci, par exemple des vis d'Archimède.
7. Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que les couteaux fixes (3) ont un angle d'attaque d'environ 30 degrés, que le talon de ces outils se situe dans le prolongement des surfaces de glissement parallèles du corps (1), qu'ils dépassent d'une valeur correspondant à l'épaisseur du copeau ou à la profondeur des sillons à réaliser, que ces outils sont règlables latéralement et dans le sens de l'axe de la presse continue.
8. Couteau (3) selon revendication 7, caractérisé en ce que son talon est une surface plane, placée, de préférence, à l'avant d'un couteau (3) identique, mais dont le talon a le profil des sillons (7) à réaliser, un seul couteau muni de ce profil pouvant être installé contre une surface de planche (6) en défilement.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps (1) renferme dans sa partie médiane possédant des surfaces de glissement parallèles, des buses d'encollage (5), dont l'alimentation en colle sous pression est commandée par le passage de planches (6) au moyen de cellules photoélectriques ou vannes électro-mécaniques, ou renferme des rouleaux encolleurs en rotation recevant la colle par des bacs dans lesquels ils barbottent, ces rouleaux étant munis, de préférence, de cannelures.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le corps (1), dans sa partie arrière, possède deux surfaces courbes, ces deux surfaces allant en se rejoignant, le rayon de courbure étant en général supérieur ou égal à 160 fois l'épaisseur des planches (6) et ces surfaces étant munies, de préférence, de cannelures pour assurer le guidage latéral des planches à assembler.
11. Procédé et dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les micro- sillons (7) des assemblages (6) ont une forme trapézoïdale, les bords assurant l'autoserrage ayant en général une inclinaison égale ou inférieure à 7 degrés, la hauteur des sillons étant en général égale ou inférieure à 2 mm, le pas de ceux-ci étant en général égal ou supérieur à 3 fois cette hauteur.
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