EP0371978B1

EP0371978B1 - Verfahren und einrichtung zur herstellung eines endlosen holzstranges

Info

Publication number: EP0371978B1
Application number: EP88905575A
Authority: EP
Inventors: Oskar Jun. Pfeifer; Oskar Sen. Pfeifer; Bernard Pfeifer
Original assignee: Pfeifer Oskar jun
Current assignee: Pfeifer Oskar jun
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1991-12-11
Anticipated expiration: 2008-07-25
Also published as: WO1989000909A1; DK613589D0; DK613589A; DE3866878D1; EP0371978A1; ATE70215T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines endlosen Holzstranges, in dem in mehreren Lagen Bretter mit versetzten Stößen verleimt sind, die bevorzugt durch verleimte Eingriffselemente gebildet sind, wobei jeweils beleimte in der Länge versetzt endende Bretter in einer Preß- und Leimhärtestrecke verbunden werden, währenddessen weitere Bretter beleimt und jeweils einzeln an die aus der Preß- und Leimhärtestrecke versetzt vorstehenden Enden der Bretter angedrückt werden, worauf die weiteren Bretter durch die Preß- und Leimhärtestrecke geführt und miteinander und mit den vorangehenden Brettern verbunden werden, sodaß aus dem entstehenden Holzstrang Holzbalken in beliebiger Länge abschneidbar sind sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Von einem endlosen Strang abgeschnittene Balken haben nicht nur den Vorteil der beliebig wählbaren Länge, sondern sind durch die Verleimung und Verpressung der Bretter wesentlich verzugsärmer und maßhaltiger als einstückige Balken. Des weiteren besteht in dieser Vorgangsweise die Möglichkeit Balken mit beliebigen Querschnittsmaßen, aus dünnerem bzw. schmäleren Ausgangsmaterial zu erzeugen, das anderweitig für tragende Elemente nicht verwendbar ist, sodaß die Herstellung der Stränge und das Ablängen zu Balken äußerst wirtschaftlich ist.
Ein aus der DE-A-1528135 bekanntes Verfahren der eingangs genannten Art sieht eine Preß- und Härtestrecke vor, durch die die Bretter hochkant geführt werden. Demgemäß sind horizontal wirkende Preßglieder in Form von Preßraupen vorgesehen, durch die das zu verbindende Bretterpaket kontinuierlich mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird. Zum Zuführen der Folgebretter ist eine weitere Vorschubeinrichtung vorgesehen, die pro Brett eine obere und eine untere angetriebene Rolle aufweist, sodaß jedes Brett einzeln transportiert werden kann. Die Vorschubgeschwindigkeit dieser Rollen ist dabei groß genug um jedes Folgebrett einzeln bis zu seiner Anlage am Ende des vorangehenden Brettes vorzuschieben, bevor dieses in die Preß- und Härtestrecke eingetreten ist, und wird nach der Anlage auf die Geschwindigkeit der Preßraupen reduziert, um den Anpreßdruck beizubehalten.
Dabei sind in der Zuführzone Abstandhalter vorgesehen, die die einzelnen, beleimten Bretter während des Einzelvorschubs über eine bestimmte Länge distanzieren, sodaß diese erst unmittelbar vor dem Eintritt in die Preß- und Härtestrecke aneinander zur Anlage kommen.
Ein wesentliches Problem bei der Zuführung und Anpressung der Folgebretter liegt dabei darin, daß die Vorschubbalken zur Ausübung des Längsanpreßdruckes an den Schmalseiten der Bretter Angriffsspuren hinterlassen, und je nach Festigkeit der Brettränder sich mehr oder weniger tief in das Brett eindrücken. Beim nachfolgenden Hobeln der Balken ist daher meist eine wesentlich dickere Schicht abzutragen als für ein bloßes Planhobeln der Oberflächen erforderlich wäre. Der apparative Aufwand für die einzelne Zuführung der Bretter ist außerdem sehr groß, da wie erwähnt pro Brett ein einzeln antreibbares und steuerbares Vorschubrollenpaar vorgesehen werden muß.
Aus der EP-A-184478 ist eine weitere, im Prinzip gleichartige Herstellungsweise von Holzsträngen aus Brettern bekannt. Dort werden in der Preß- und Härtestrecke Preßplatten von drei Seiten eingesetzt, sodaß auch eine vertikale Pressung erfolgt, die Überstände zwischen den enzelnen Brettern eines Paketes verringert. Der Einzelvorschub der Folgebretter wird aber auch hier über umfangsgeriffelte Rollen bewirkt, die natürlich ebenfalls ihre Spuren an den Brettschmalseiten hinterlassen.
Umfangsgezahnte oder geriffelte Rollen können unter Umständen, wenn ein plötzlich auftretender Widerstand nicht überwunden werden kann, wie ein Fräswerkzeug wirken, und Dellen in die Schmalseite fräsen, da ja die Kraftübertragungsfläche sehr klein ist. Sobald das erfolgt, ist der stetige Vorschub des Brettes kaum möglich, sodaß es zu nicht sofort erkennbaren Funktionsstörungen kommen kann. Es ist ohne weiteres möglich, daß der erzeugte Strang aus dem gestörten Vorschub resultierende Spalten an den Stößen aufweist, durch die die Festigkeit und Belastbarkeit der Holzbalken leidet.
Es wurde daher versucht, einen derartigen Holzstrang in anderer Weise zu erzeugen, wie aus der EP-A-192 532 bekannt ist. Dort werden zwar für den Vorschub der Bretter nach wie vor angetriebene Walzen verwendet, doch erfolgt der Aufbau der Schichten anders. Die Bretter werden liegend bzw. horizontal in voneinander weit beabstandeten Stationen eingebracht und von den Walzen jeweils an einer Breitseite ergriffen, wobei eine einseitige Beleimung jedes Brettes erst nach der Walzenangriffsstelle erfolgt. Ein Folgebrett der untersten Schicht wird also von seiner Vorschubwalze ergriffen und an das unterste aus den bereits bestehenden Bretterstapel am weitesten vorragende Brett angesetzt. Somit liegt die unterste Schicht mehr als eine Brettlänge frei. Beim weiteren Vorschub wird nun die unterste Schicht an der Oberseite beleimt, ein Brett der zweiten Schicht aufgelegt und von seiner Vorschubwalze erfaßt, und ein weiteres Brett der ersten Schicht zugeführt, das ebenfalls von seiner Vorschubwalze erfaßt wird. Während des gemeinsamen Vorschubs werden die Oberseiten wieder beleimt, weitere Bretter aufgelegt usw., bis der Bretterstapel die gewünschte Höhe aufweist. Sichtbare Angriffsspuren bleiben somit nur an der Oberseite der äußersten Bretterlage, der wesentliche Nachteil einer derartigen Anlage liegt jedoch darin, daß die Zuführeinrichtung pro Bretterlage eine die Länge des Brettes übersteigende Länge aufweisen muß, sowie pro Bretterlage jeweils eine eigene Beleimungseinrichtung und eine eigene Vorschubwalze samt Antrieb und Steuerung vorgesehen werden muß.
Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines zu Holzbalken zerschneidbaren Holzstranges zu schaffen, bei dem die Vorrichtung zum Einzelvorschub keine sichtbaren Spuren an den Brettern bzw. dem Holzstrang hinterläßt. Des weiteren soll bevorzugt die Länge der Einrichtung, insbesondere der Zuführeinrichtung möglichst gering und die übrige Ausstattung einen möglichst geringen apparativen Aufwand erfordern.
Erfindungsgemäß wird dies nun dadurch erreicht, daß jedes weitere Brett mittels einer in seine freie Stirnseite eingebrachten Kraft an das Ende seines vorangehenden Brettes angepreßt wird.
Durch die Einbringung der Kraft an der hinteren Stirnseite des Brettes verbleiben die sichtbaren Seiten jedes Brettes ohne Bearbeitungs- und Behandlungsspuren, sodaß sich die Dicke der zum Abschluß der Herstellung abzuhobelnden Schicht auf ein Minimum reduziert. Weiters kann die Größe der einzubringenden Kraft wesentlich exakter als bei seitlicher Einbringung dosiert werden, sodaß eine definierte Festigkeit der Leimverbindung am Stoß erzielbar ist. Der apparative Aufwand ist ebenfalls verringert, da im Vergleich zur DE-A-1528135 gegenüber zwei angetriebenen Vorschubrollen pro Brett nur ein etwa auf einem Schlitten geführter Durckkörper, bzw. im Vergleich zur EP-A-192532 nur eine einzige Beleimungsstation erforderlich ist.
Die Verweilzeit in der Preß- und Härtestrecke ist auch bei schnellstmöglicher Aushärtung des Leimes mittels hochfrequenter Wellenenergie lang genug um die Folgebretter einzeln zuzuführen und anzupressen. Die Anpreßkraft an der Stirnseite könnte daher ohne weiteres auch so lang aufrecht erhalten werden, bis das jeweilige Brett in die Preß- und Härtestrecke eingetreten ist.
Es hat sich aber gezeigt, daß unter bestimmten Voraussetzungen wesentlich kürzere Anpreßzeiten genügen. So verkürzt sich die Anpreßzeit mit zunehmender Versetzungslänge der Bretter, da damit auch die Größe der überlappenden beleimten Seitenflächen zunimmt und vom Leim Rückfederungskräfte übernommen werden. Die maximale Versetzungslänge wird dabei dann erreicht, wenn gleich lange Bretter verwendet werden, und als Versetzungslänge eine der Anzahl der Lagen entsprechender Teil der Bretterlänge gewählt wird.
Eine maximale Größe der leimwirksamen, überlappenden Seitenflächen wird dabei dann erzielt, wenn jedes weitere Brett jeweils an jenes vorangehende Brett angepreßt wird, dessen Ende den geringsten Abstand von der Preß- und Leimhärtestrecke aufweist. Insbesondere für die inneren Bretter sind so kürzere Anpreßzeiten ausreichend, da in dieser bevorzugten Ausführung jedes innere Brett in eine Lücke zwischen zwei Bretter eingeschoben werden muß, wodurch beide beleimten Seitenflächen des Brettes wirksam werden. Die Bretter können, insbesondere bei großen Versetzungslängen auch stumpf stoßend verleimt werden. Bevorzugt werden jedoch an den Stirnseiten Eingriffselemente ausgebildet, wodurch auch das Ansetzen jedes Brettes an die sich in der Preß- und Härtestrecke befindlichen Bretter erleichtet wird. Es genügt eine Ausbildung, die als Eingriffselement an einer Stirnseite eine parallel zur Brettebene verlaufende Nut und an der anderen Stirnseite einen korrespondierenden Steg aufweist. Die Anpreßzeit kann dabei weiter verkürzt werden, wenn den Eingriffselementen eine Form gegeben wird, die zu einem möglichst raschen Abbau des Leimüberschusses führt. Es hat sich gezeigt, daß die Ausbildung von Nut und Steg besonders günstig ist, wenn deren Querschnittsform zwar keilartig, jedoch mit geb auchten Seitenflächen ausgeführt wird und die Dicke des Eingriffselementes nur geringfügig kleiner als die Dicke des Brettes ist. Die Eingriffsfläche der Eingriffselemente verläuft daher jeweils von einem annähernd parallelen Ausgangsabschnitt an der Stirnseite spitzbogenartig zur gerundeten Kante. Durch diese Formgebung wird eine besonders rasche Verdrängung überschüssigen Leimes aus der Stoßfuge erzielt.
Durch die Kombination dieser Maßnahmen ist es beispielsweise gelungen, bei einer Anpreßkraft von 10000 N mit einer Anpreßzeit zwischen drei und zehn, insbesondere von fünf Sekunden pro Brett das Auslangen zu finden, wobei die Festigkeits- und Belastungsproben der hergestellten Holzbalken den vorgeschriebenen Anforderungen entsprechen.
Für die Herstellung der Holzbalken lassen sich beispielsweise bekannte Plattenpressen verwenden, mit denen etwa Schalungsplatten hergestellt werden. Derartige Pressen weisen eine untere und eine obere Preßplatte und längsseitige Preßleisten auf, die zwischen die Platten eingreifen. Die Länge der Preß- und Härtestrecke kann dort beispielsweise fünf Meter betragen. Die Verwendung von Plattenpressen erlaubt eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante, gemäß der die Bretter hochkant durch die Preß- und Leimhärtestrecke geführt und mehrere Holzstränge gleichzeitig erzeugt werden, wobei die aneinanderliegenden Bretter zweier Holzstränge nur an ihren voneinander weisenden Seiten beleimt werden. Zwischen den Strängen kann aufgrund der vertikalen Lagenanordnung auch kein Leimübertritt erfolgen.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Beleimungsstation zum doppelseitigen bzw. für äußere Bretter zum einseitigen Beleimen, einen Zuführtisch mit einer Vorrichtung für den Einzelvorschub hochkant aufzulegender Bretter und eine Preß- und Leimhärtestation auf, die die erwähnten vierseitigen Preßplatten mit einer Hochfequenzhärteeinrichtung enthält. Für die stirnseitige Krafteinbringung ist als Vorrichtung für den Einzelvorschub erfindungsgemäß am Aufgabeende des Zuführtisches eine an das jeweilige, beleimte Brett stirnseitig anlegbare Preßvorrichtung vorgesehen, die in Strangrichtung und senkrecht dazu bewegbar ist.
Die Ausbildung einer derartigen Preßvorrichtung wird dabei konstruktiv wesentlich erleichtert, wenn die Anpreßdauer durch zumindest eine der geschilderten Maßnahmen gering gehalten werden kann. Dadurch ist es nämlich weiters möglich, die Preßvorrichtung mit einem einzigen Druckkörper zu versehen, der über die Breite des Stranges verschoben werden kann, und an das jeweilige zuzuführende Brett angesetzt wird. Ein besonderer Vorteil ergibt sich dabei auch bei der im Patentanspruch 2 angeführten Vorgangsweise, da die Quer- und Längsbewegung der Preßvorrichtung nicht durch bereits überstehende angesetzte Bretter behindert wird.
Da bevorzugt die stirnseitige Nut ohnedies nicht beleimt wird, sieht eine bevorzugte Ausführung der Preßvorrichtung vor, daß sie einen Druckkörper in der Form des eingreifenden Stege aufweist, sodaß der Druckkörper nicht mit einer beleimten Fläche in Berührung kommt. Der Druckkörper kann beispielsweise gefedert an einem in Längsrichtung und in Querrichtung verfahrbaren Schlitten angeordnet sein.
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufes in Draufsicht,
Fig. 2 eine bevorzugte Stoßverbindung zweier Bretter,
Fig. 3 eine Variante der Stoßverbindung, und
Fig. 4 schematisch die Draufsicht auf eine stirnseitige Preßvorrichtung für Bretter mit einem Eingriffselement nach Fig. 2.

Gleich lange Bretter 1, deren Breite der Breite oder Höhe des herzustellenden Holzbalkens 3 entspricht, werden in der die Höhe oder Breite des Holzbalkens 3 ergebenden Anzahl zu einem endlosen Strang verleimt. Davon können dann Holzbalken in jeder gewünschten Länge ohne Abfall abgeschnitten werden. Der Verbund im Strang wird dabei durch Versetzung der Bretter 1 um die Versetzungslänge a erzielt, wobei die Bretter an den Stirnseiten stumpf oder gemäß den Fig. 2 und 3 auch ineinander greifend gestoßen werden können. Die Versetzungslänge a, die Dicke und die Anzahl der Bretter 1 bestimmen die Länge der Bretter, um innerhalb des Stranges gleiche Abstände zwischen den lageweise verbundenen Stößen 2 zu erzielen. Gemäß Fig. 1 besteht der Strang aus 8 Brettern, sodaß deren Länge dem Achtfachen der Versetzungslänge a entspricht. Eine Versetzungslänge von 50 cm führt daher zu einer Bretterlänge von 400 cm, wobei bei einer Dicke von 2 cm, 2,5 cm oder 3 cm Balkenbreiten oder -höhen von 16 cm, 20 cm oder 24 cm erreicht werden.
Die Bretter werden jeweils im Takt durch eine Preß- und Härtestrecke 7 geschoben, innerhalb der sie in von der Plattenherstellung bekannter Weise durch an vier Seiten ansetzbare Preßelemente 6 (obere und untere Preßplatte, seitliche Preßleisten) verpreßt werden und der Leim durch Anwendung von hochfrequenter Wellenenergie (Mikrowellen) gehärtet wird. Die Vorschublänge pro Takt ist etwas kürzer als die Länge der Preß- und Härtestrecke 7, sodaß eine Überlappung der Preß- und Härtezonen erreicht wird. Während der Verweilzeit in der Preß- und Härtestrecke 7 werden, wie strichliert dargestellt, weitere Bretter 1′, deren Breitseiten mit Leim versehen sind, stirnseitig an die aus der Preß- und Härtestrecke 7 vorstehenden Enden der Bretter 1 angesetzt. Die Bretter 1, 1′ weisen an der vorderen Stirnseite gemäß Fig. 2 eine annäherend keilförmige Nut 4 mit gebauchten Flanken und gemäß Fig. 3 eine parallelflächige Nut 4, und an der hinteren Stirnseite einen jeweils entsprechenden Steg 5 auf, die jeweils parallel zur Breitseite der Bretter 1, 1′ verlaufen.
Die von einer nicht gezeigten Beleimungsstation kommenden Bretter 1′, in der auch der Steg 5, nicht jedoch die Nut 4 beleimt wird, werden auf dem Zuführtisch 8 einzeln aufgelegt, wobei jedes Brett 1′ jeweils an das in der Preß- und Härtestrecke 7 liegende Brett 1 angesetzt wird, dessen Ende daraus am wenigsten vorsteht. Die Zuführung und Anpressung des Brettes 1′ erfolgt gemäß Fig. 4 mittels einer Preßvorrichtung 11, die einen Druckkörper 12 aufweist. Dieser entspricht in der Formgebung dem Steg 5, sodaß der Druckkörper 12 in die Nut 4 des zuzuführenden Brettes 1′ eingeführt werden kann, wobei bevorzugt vorgesehene Seitenteile 13 das Ende des Brettes 1′ seitlich erfassen. Dadurch wird ein eventuelles Aussplittern der endseitig sehr schmalen Begrenzungszungen der Nut 4 verhindert. Die auf einem bevorzugt überkopf verfahrbaren Schlitten aufgehängte Preßvorrichtung 11 wird nun in Strangrichtung bewegt, wobei sich das Brett 1′ in seine endgültige lageverschiebt und unter Eingriff des Steges 5 in die Nut 4 in das innerhalb der Preß- und Härtestrecke 7 fixierte Brett 1 anpreßt. Dabei wird ein Preßdruck von etwa 10000 N ausgeübt, der zur Verdrängung überschüssigen Leimes aus dem Stoß 2 führt. Aufgrund der gebauchten Querschnittsform der Eingriffselemente 4,5, die die Verdrängung des überschüssigen Leimes beschleunigen, und der Überlappung der beleimten Breitseiten des Brettes 1′ mit den Brettern 1 (Fig. 1) werden Rückfederungskräfte so weit reduziert, daß sie von den Leimschichten an den Breitseiten aufgenommen werden können. Der Preßdruck kann daher nach drei bis zehn Sekunden aufgehoben werden, sodaß die Preßvorrichtung 11 in eine Ausgangsstellung zurückgeführt und zum Vorschub des nächsten Brettes 1′ quer zur Strangrichtung verschoben werden kann.
Die kurzen Anpreßzeiten erlauben es problemlos, während der Verweilzeit in der Preß- und Härtestrecke von mehreren Minuten eine größere Zahl von Brettern 1′ einzeln zuzuführen, sodaß gleichzeitig mehrere Stränge 3 parallel erzeugt werden können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines endlosen Holzstranges (3), in dem in mehreren Lagen Bretter (1) mit versetzten Stößen verleimt sind, die bevorzugt durch verleimte Eingriffselemente (4, 5) gebildet sind, wobei jeweils beleimte in der Länge versetzt endende Bretter (1) in einer Preß- und Leimhärtestrecke (7) verbunden werden, währenddessen weitere Bretter (1′) beleimt und jeweils einzeln an die aus der Preß- und Leimhärtestrecke (7) versetzt vorstehenden Enden der Bretter (1) angedrückt werden, worauf die weiteren Bretter (1′) durch die Preß- und Leimhärtestrecke (7) geführt und miteinander und mit den vorangehenden Brettern (1) verbunden werden, sodaß aus dem entstehenden Holzstrang (3) Holzbalken in beliebiger Länge abschneidbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes weitere Brett (1′) mittels einer in seine freie Stirnseite eingebrachten Kraft an das Ende seines vorangehenden Brettes (1) angepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes weitere Brett (1′) jeweils an jenes vorangehende Brett (1) angepreßt wird, dessen Ende den geringsten Abstand von der Preß- und Leimhärtestrecke (7) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anpreßrichtung vordere Stirnseite jedes Brettes (1, 1′) mit einem Steg (5) und dessen hintere, freie Stirnseite mit einer Nut (4) versehen wird, wobei der Steg (5) jedes weiteren Brettes (1′) beleimt und die Anspreßkraft über die nicht beleimten Flächen der Nut (4) eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleich lange Bretter (1, 1′) verwendet werden, und als Versetzungslänge eine der Anzahl der Lagen entsprechender Teil der Bretterlänge gewählt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bretter (1, 1′) hochkant durch die Preß- und Leimhärtestrecke (7) geführt und mehrere Holzstränge (3) gleichzeitig erzeugt werden, wobei die aneinanderliegenden Bretter (1, 1′) zweier Holzstränge (3) nur an ihren voneinander weisenden Seiten beleimt werden.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Beleimungsstation, einem Zuführtisch (8), der eine Vorrichtung zum Einzelvorschub der weiteren Bretter (1′) aufweist, und mit einer Preß- und Leimhärtestation, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufgabeende des Zuführtisches (8) eine an das jeweilige, beleimte Brett (1′) stirnseitig anlegbare Preßvorrichtung (11) vorgesehen ist, die in Strangrichtung und senkrecht dazu bewegbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßvorrichtung (11) einen Druckkörper (12) aufweist, der eine dem Steg (5) an der vorderen Stirnseite jedes Brettes (1, 1′) entsprechende Form aufweist.