EP1711320A1 - Method for compacting a surface of a piece of wood and device therefor - Google Patents

Method for compacting a surface of a piece of wood and device therefor

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EP1711320A1
EP1711320A1 EP05706178A EP05706178A EP1711320A1 EP 1711320 A1 EP1711320 A1 EP 1711320A1 EP 05706178 A EP05706178 A EP 05706178A EP 05706178 A EP05706178 A EP 05706178A EP 1711320 A1 EP1711320 A1 EP 1711320A1
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EP
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workpiece
wooden
wood
wooden workpiece
workpieces
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Dirk Harms
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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
    • B27M1/00—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/02—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by compressing

Definitions

  • the invention relates to a method for compacting a surface of a wooden workpiece and an apparatus for performing the method.
  • wooden workpiece is not only meant for solid workpieces made of wood, such as e.g. Spruce, fir, oak are produced, limited.
  • the method described below and the associated device are equally applicable to all materials that are wood-like in terms of material technology, e.g. bamboo, reeds and other wood-based materials, such as plywood, particle board and / or wood-containing or resin-enriched paper, can be used insofar as those components of the wood which are necessary for the production of the thermoplastic adhesive composition are present at least in the area subject to the process according to the invention are.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for performing the method with which a compacted surface of a wooden workpiece can be produced, wherein a particularly high density of the surface can be achieved, without the addition of foreign materials or chemical substances.
  • This object is achieved in a method of the type described at the outset in that the surface of the wooden workpiece - while avoiding the entry of oxygen - by supplying energy to the surface, which inputs a frictional relative movement on the wooden workpiece and thus heating the same, under pressure until the formation of thermoplastic adhesive mass originating from the wooden workpiece is heated in at least partial areas, whereupon the surface and a volume area below the surface is compressed while cooling the same while exerting pressure.
  • This process is characterized by the fact that no foreign materials or chemical substances have to be added before, during or after the process; rather, only the wooden workpiece is specifically modified in order to ensure that the areas of a wooden workpiece or several wooden workpieces subject to the described method are abrasion-resistant and to achieve a shock-resistant surface that is much harder than the untreated wood.
  • connections of wooden workpieces can be roughly divided into two groups (see also WO 00/97137; integral joining).
  • the first group consists in that the transmission of the forces between the wooden workpieces is accomplished by an element which transmits the forces and which is glued to the surfaces of the wooden workpieces to be connected, for example.
  • the material or positive connection thus produced is limited to the contact surfaces of the wooden workpieces. Those Workpiece areas that are outside the contact area have no influence on the mechanical properties of the connection.
  • connections belonging to this group are generally more resilient.
  • Another object of the invention is to provide a method and an apparatus for carrying out the method with which a connection of two wooden workpieces according to the second group described above can be carried out, the addition of foreign materials or chemical substances being avoided.
  • This object of the invention is achieved in that both the contact surface of a first wooden workpiece and the contact surface of a second wooden workpiece - while avoiding the entry of oxygen - by supplying energy to the contact surfaces, which supply of energy involves a rubbing relative movement between the wooden workpieces and thus Heating and especially by this heating and by the rubbing relative movement causes destruction of the cell structure, under pressure until the formation of thermoplastic adhesive is heated in at least partial areas of the surfaces in contact with one another, the two wooden workpieces being pressed against one another by pressure with their contact surfaces , whereupon the contact surfaces of the two wooden workpieces and volume areas below these surfaces are cooled, a surface area of at least one of the wooden workpieces is compressed under pressure and with the penetration of ther moplastic adhesive under the contact surface of the compacted wooden workpiece (s), the wooden workpiece is welded.
  • the adhesive is obtained from the wooden workpieces to be joined by a targeted supply of energy.
  • the wooden workpieces are compacted in and around the area of the joint surface, so that the strength of the joints produced in this way is significantly increased by the material properties of those parts in the joint area and the partial areas located inside the wooden workpieces. It is therefore a "press-weld connection" of the two wooden workpieces.
  • the wooden workpiece or the wooden workpieces are preferably conditioned to a predetermined maximum moisture content and / or to a predetermined minimum temperature and / or surface condition, such as roughness, during the energy supply, or the wooden workpiece or the wooden workpieces can be conditioned to a predetermined maximum moisture content, a predetermined minimum temperature and / or surface condition before the energy supply.
  • a preferred method variant is characterized in that the friction is generated by an oscillating relative movement between the surface of the wooden workpiece and the surface of a counter workpiece, in particular in the form of a linearly oscillating relative movement (movement device approximately parallel to the surface) or in the form of an ultrasound movement (direction of movement in any angle, preferably at right angles to the surface of the wooden workpiece), the relative movement advantageously being effected with the aid of ultrasound.
  • a connection according to the invention is to be created between two wooden workpieces, a second wooden workpiece is used as the counter workpiece.
  • the invention described here also has the task of producing a compacted surface of a wooden workpiece, in particular one that is particularly stable with regard to abrasion and impact resistance, with the counter workpiece being a counter workpiece with a higher melting and boiling temperature than the wooden workpiece and with a smooth one Surface with a low, non-sticking wetting angle, such as a metallic or mirrored surface, is used.
  • the natural material wood is characterized by its material properties which vary within the workpiece and which, like common woodworking methods, influence the process and the wood connection created in different ways.
  • the method presented here also has the task of adapting the method of compacting discussed here and the devices for this to the varying material properties of the natural material wood.
  • the degree of compaction according to the invention is thus possible to carry out as a function of properties of the wood workpiece (s), in particular as a function of density, and thus of the varying To prevent material properties of wood-related discontinuities in the areas subject to the process.
  • the compacting can also expediently be carried out as a function of a mechanical strength value of the wooden workpiece (s).
  • the method is first carried out over a partial surface of a wooden workpiece and then over further partial surfaces of the wooden workpiece, the method being carried out continuously progressively over the surface of a wooden workpiece in accordance with a particularly favorable time-saving variant.
  • the compression is expediently carried out by a force approximately perpendicular to the longitudinal axis of the wood fibers of a wood workpiece, preferably in the radial direction of the trunk.
  • the compacted surface or the welded joint of the wooden workpiece (s) is advantageously steamed to stabilize the dimension of the compaction according to the invention.
  • thermoplastic adhesive is preferably produced in an anaerobic atmosphere.
  • a device for carrying out the method according to the invention is characterized by: a workpiece holder for at least one wooden workpiece, a first station with an energy introduction device that can be directed against a surface of the wooden workpiece, a second station with a compression device that can be directed against a surface of the wooden workpiece, and a third station with a cooling device for the wooden workpiece.
  • Either a conveying device for conveying a wooden workpiece from station to station or a conveying device for conveying the individual stations to a wooden workpiece can be provided.
  • the compression device is expediently coupled to the cooling device.
  • the energy introduction device and / or the compression device and / or the cooling device can preferably be brought into direct contact with the surface of the wooden workpiece.
  • the workpiece holder is advantageously provided with a conditioning device, such as a drying device and / or heating device, for the wooden workpiece.
  • a conditioning device such as a drying device and / or heating device
  • the device is characterized in that the energy introduction device is designed as a device acting on a counterpart workpiece, which generates a rubbing relative movement between the counterpart workpiece and a wooden workpiece, advantageously the rubbing relative movement either parallel to the surface of a wooden workpiece to be treated or vertically is directed to this.
  • the device For the production of a particularly abrasion and impact resistant surface on a wooden workpiece, the device is characterized in that the counter workpiece has a smooth surface, such as a metallic or mirrored surface, with which it can be brought into direct contact with the surface of the wooden workpiece.
  • a smooth surface such as a metallic or mirrored surface
  • the counter workpiece is also expediently designed as a wooden workpiece and both wooden workpieces can be brought into direct contact with their contact surfaces to be connected.
  • a further station with an evaporation device for steaming a compacted wooden workpiece is advantageously provided.
  • the device has a testing device for the non-destructive testing of a wooden workpiece, intervention can be made during and / or immediately after the compression of a wooden workpiece described here if the desired parameters deviate, for example to ensure efficient series production.
  • the device is provided with a housing, at least in the area of the energy introduction device and preferably also in the area of the compression device, which is connected to a gas supply line, preferably to an anaerobic gas supply device.
  • the device is characterized in that the conveyor device has two conveyor belt systems, the conveyor belts of which are arranged opposite one another in such a way that at least one wooden workpiece of the opposing strands of the conveyor belts runs in one and the same direction and at one and the same speed can be driven, can be inserted, which wooden workpiece can be brought by means of the opposing dreams to the energy introduction device and further to the compression device and cooling device as well as to a possibly provided test device and possibly existing vapor deposition device, with one of the two conveyor belt systems expediently arranged in two in the running direction and into the same Has drivable conveyor belts, between which a feed for another wooden workpiece and / or an energy input device is provided.
  • FIG. 1 showing a section through a wooden workpiece transverse to the fiber direction in the undensified state and FIG. 2 in the state compressed according to the invention.
  • 3 illustrates the method according to the invention in diagram form.
  • 4 and 5 show computed tomography images of compacted surfaces of wooden workpieces.
  • 6 to 11 illustrate schematic representations of devices for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 Using a comparison of FIG. 1 with FIG. 2, which enlarges a wooden workpiece 1 cut under the microscope transversely to the grain direction of the wood on one and the same scale illustrate, it can be seen how the cross sections of the cells 2 are changed by compression. 2, the cells 2 are compressed and it can also be seen that a thermoplastic adhesive 3, which is formed by the wooden workpiece 1 itself, has penetrated between the compressed cells 2. At the lower left corner of the figure, a collection of thermoplastic adhesive 3 can be seen, as it forms, for example, when producing a weldment according to the invention with a second wooden workpiece.
  • the general quality of the compression of the wood-based material can be inferred from the extent of the loss of thickness during the sub-processes III to IV, in which the thermoplastic adhesive or the cells are compressed.
  • the device shown in Fig. 6 is used to produce a welded connection of two superimposed wooden workpieces 1, 1 '.
  • the device has a workpiece holder 4 for two stacked wooden workpieces 1, 1 ', a station 5 for conditioning the two stacked wooden workpieces 1, 1', further in the conveying direction 6 of the wooden workpieces 1, 1 ', a station with an energy introduction device 7, subsequently a station with a compression device 8, which is coupled to a further station, which is designed as a cooling device 9.
  • a conveyor device 10 For conveying the wooden workpieces 1, 1 ', a conveyor device 10 is provided, formed by two conveyor belt systems 11, 12, the conveyor belts 13 of which are arranged opposite one another in such a way that the two wooden workpieces 1, 1' rest on the mutually opposite runs 14 of the conveyor belts 13.
  • the individual stations, as described above, are located between the back and forth runs of a conveyor belt 13.
  • a clamping device a holder by means of negative pressure and / or a surface with high roughness may have to be provided, so that the introduction of energy into the contact surface 17 or connecting joint 18 in the form of vibrations in any desired, preferably 0 ° or 90 ° angle is guaranteed.
  • the gap 15 between the two runs 14 of the conveyor belts 13 is advantageously designed to taper, ie the two in the same direction
  • Running and opposite dreams 14 of the conveyor belts 13 are not exactly parallel to each other but aligned with each other to form a wedge-shaped gap 15.
  • the upper of the two conveyor belt systems 12 is formed by two conveyor belts 13 and 16 arranged one behind the other in the running direction and drivable in the same direction, between which the energy introduction device 7, which in this case is in direct contact with the surface 17 of a Wooden workpiece 1 can be brought, is provided.
  • This type of device serves to compact the surface 17 of an individual wooden workpiece 1 in order to form a particularly wear-resistant and impact-resistant surface on this wooden workpiece 1.
  • the wooden workpieces 1 and 1 ' are heated by a targeted supply of energy on the surfaces subjected to the method and / or in areas of the wooden workpiece 1, 1' while exerting a mechanical pressure by introducing energy.
  • energy is generated, for example, by a relative movement, preferably in the form of a linear circular movement (direction of movement parallel to the connecting joint 18 of the wooden workpieces 1, 1' ) or ultrasonic vibration (direction of movement in any, preferably right-angled, angle to the connecting joint 18 of the wooden workpieces 1, 1 ') between wooden workpieces.
  • the relative movement of the wooden workpieces must take place under a force directed at right angles to the connecting joint, so that a constant contact between the wooden workpieces 1, 1 'is ensured.
  • a wooden workpiece 1 is moved relative to a non-porous, for example metallic counter-workpiece 19 which has a higher melting and boiling temperature than the melting temperature of the Components of the wood-based material, which components have to be liquefied to form the thermoplastic adhesive 3.
  • the surface of the counter workpiece 19 must also have a high wetting angle, so that there is no non-positive connection between the thermoplastic adhesive 3 formed in the subsequent process steps and the counter workpiece 19 can.
  • a metal of type 1.43012R according to DIN EN 10088, for example, has the requirements; it is a "Teflon-like steel".
  • the introduction of the required energy by, for example, a linearly oscillating relative movement is also suitable for finishing surfaces 17 according to the invention in a continuous process, but also for connecting two wooden workpieces 1, 1 '.
  • the progressive heating of the surface of a wooden workpiece 1, 1 '(at least) in the area of the relatively moving contact surfaces between two wooden workpieces 1, 1' or between a wooden workpiece 1 and a counter workpiece 19 has several effects.
  • the introduction of energy causes material preparation and conditioning.
  • the material wood is conditioned at least in the areas relevant to the subsequent (sub) processes so that the subsequent processes described below can take place.
  • the condition of the surface of the wooden workpiece 1, 1 '(roughness, type of processing, etc.) and the physical condition (temperature, humidity, etc.) before the treatment have no effect on the subsequent compression of the wooden workpiece 1, 1'.
  • the method according to the invention does not exclude that such preparation and conditioning of the material can be created by pretreatment in a conditioning device and / or by measures external to the process.
  • thermoplastic adhesive 3 is formed.
  • this thermoplastic adhesive 3 is Prevent access to oxygen to prevent combustion or charring of the wood-based materials.
  • the air seal is on the one hand due to the perpendicular to the contact surface (connecting joint 18 or surface 17) mechanical pressure, on the other hand guaranteed by the wood material abrasion and the wood material softening caused by the energy supply.
  • the heating of the wood material also leads to an opening of the membranes 20 connecting the wood cells 2, so that the thermoplastic adhesive 3 penetrates the contact surface under low pressure and can be pressed into the wood material interior. (see Fig. 2).
  • thermoplastic adhesive 3 can also take place in an anaerobic atmosphere to prevent combustion and / or carbonization of the wood material, for which purpose the device is provided with a housing 21 into which an anaerobic gas Feed device 22 opens (see the illustration in FIG. 8).
  • thermoplastic adhesive 3 formed in this way consists largely of lignin and / or its chemical modifications; the viscous, adhesive properties of the thermoplastic adhesive 3 thus obtained from the material wood is used for the compression of the porous material according to the invention described below. Due to the constant destruction of the cell structure on the surface of the material to be compressed, lignin from volume areas that were below the surface at the beginning of the process can also be used to produce the thermoplastic adhesive.
  • thermoplastic adhesive After sufficient formation of the thermoplastic adhesive and heating of the wood material, further energy input is prevented; the wood material is compacted according to the invention.
  • the softened cells 2 are compressed by plastic deformation under high pressure. Because of the wood structure and, above all, because of the progressive softening of the cell structure caused by the progressive heating of the wood material, no compression or only an unavoidable deformation of the wood workpiece 1 or 1 'due to the compression of the cell cavities occurs in the compression due to the energy input 7 softened areas transverse to the direction of the applied force.
  • thermoplastic adhesive 3 hardens.
  • the cooling process can be accelerated by external measures.
  • thermoplastic adhesive In the event that the formation of the thermoplastic adhesive takes place between two wooden workpieces 1, 1 ', the adhesive properties and simultaneous compression of the wooden workpieces 1, 1' according to the invention occur at least on their surfaces, i.e. Impregnation by means of the thermoplastic mass and compression of the cells, for a positive connection of the wooden workpieces 1, 1 '.
  • the natural material wood is characterized by its properties which vary within the wooden workpiece 1, 1 ', which can be seen with the naked eye, for example, by means of the early and late annual rings.
  • the weakest parts of the wooden workpiece 1, 1 ' influence its use, such as in connection with other wooden workpieces.
  • the quality control described below offers the possibility of checking the formation of the thermoplastic adhesive 3, the compression by impregnation of the cells 2 by means of the adhesive 3 and a compression of the cells 2 without destruction.
  • thermoplastic adhesive 3 formed according to the invention as well as the compressed cell structure have a higher specific density than untreated wood.
  • the resulting changed physical properties of the modified areas of the wood make it possible to draw conclusions about, for example, the degree of compaction and / or the amount of the thermoplastic adhesive composition formed.
  • Common methods for non-destructive quality control such as ultrasound and computed tomography, can be used to control the quality of the compression produced according to the invention during and / or after the process.
  • 4 and 5 show computed tomography images of compacted surfaces of two wooden workpieces 1, 1 'welded together. On the one hand, the densified areas on the surfaces of the wooden workpieces are clearly recognizable due to the light color. 5 contains the representation of the measuring points of the local density relative to the ambient air.
  • Line A marks the approximate course of the welded joint, i.e. the joint 18;
  • Line B the annual ring position (late wood).
  • the described quality control is suitable in addition to a - -
  • the physical properties of the compressed wood workpieces 1, 1 ' are clearly dependent on the amount of thermoplastic adhesive 3 formed and - the extent and dimensional stability of the wood structure being compacted.
  • FIG. 3 shows the essential steps of the method according to the invention in diagram form, the change in thickness of a wooden workpiece 1 being shown over time.
  • the reduction in thickness is plotted on the ordinate; the abscissa serves as the time axis.
  • the negative area of the time axis is characterized by the energy supply, the positive area by the suppression of the further energy supply.
  • the subdivision of the overall process or approximation of the graph shown in FIG. 3 into partial processes discussed below is based on the subjective perception during the process and the change in the graph shown in FIG. 3.
  • the transition between sub-processes of the method according to the invention is generally smooth, the sub-processes being designated I to V below.
  • FIG. 8 illustrates a surface treatment of a large-sized wooden workpiece 1, the surface 17 of which is compressed.
  • the device used for this purpose is installed with its stations in a housing 21 which is connected to a gas supply device 22. Anaerobic gas is preferably supplied.
  • Fig. 9 shows a device without a housing with which smaller wooden workpieces 1 can be treated in a continuous process according to the invention, i.e. can be provided with a compressed surface 17.
  • FIG. 10 shows a variant according to which three wooden workpieces 1, 1 ', 1 "can be welded to one another, first a conveyor belt 13 welding two superimposed wooden workpieces 1, 1' to one another and subsequently a third wooden workpiece 1" to the two previously welded wooden workpieces 1, 1 'is applied and is welded to the previously welded two wooden workpieces 1, 1' by means of a further device, which also has a conveyor belt 16 as a means of conveyance.
  • the energy introduction device 7 is accommodated in each case in a deflection roller 23 for the conveyor belt 13 or 16, so that here there is no direct contact of the energy introduction device 7 with the wooden workpiece 1, 1 '. The energy is thus transferred via the conveyor belt 13 or 16 to the wooden workpieces 1, 1 ', 1 ".
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the drawing, but can be modified in various ways.

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Abstract

A method for compacting a surface of a wooden workpiece (1), wherein the addition of a foreign material is to be avoided, is characterized in that the surface (17) of the wooden workpiece (1)—while preventing the entry of oxygen—is heated in at least partial areas by supplying energy to the surface (17) and under pressure until a thermoplastic adhesive substance (3) coming from the wooden workpiece (1) is formed, whereupon the surface (17) and a volume area beneath the surface (17) are compacted under application of pressure while being cooled.

Description

Verfahren zum Verdichten einer Oberfläche eines Holzwerkstückes und Vorrichtung hierzuMethod for compacting a surface of a wooden workpiece and device therefor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten einer Oberfläche eines Holzwerkstückes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for compacting a surface of a wooden workpiece and an apparatus for performing the method.
Der Begriff des Holzwerkstückes sei im Rahmen der Beschreibung dieser Erfindung und der Patentansprüche nicht nur auf massive Werkstücke, welche aus Holz, wie z.B. Fichte, Tanne, Eiche hergestellt werden, begrenzt. Das im folgenden beschriebene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung sind in gleicher Weise auf alle in materialtechnischer Hinsicht holzähnliche Materialien, wie z.B. Bambus, Schilf und andere auf Holz basierende Werkstoffe, wie Sperrholz, Spanplatte und/oder holzhaltiges oder mit Harzen angereichertes Papier, anwendbar, insofern jene Bestandteile des Holzes, welche zur Herstellung der thermoplastischen Klebemasse nötig sind, zumindest in dem dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfenen Bereich vorhanden sind.Within the scope of the description of this invention and the claims, the term wooden workpiece is not only meant for solid workpieces made of wood, such as e.g. Spruce, fir, oak are produced, limited. The method described below and the associated device are equally applicable to all materials that are wood-like in terms of material technology, e.g. Bamboo, reeds and other wood-based materials, such as plywood, particle board and / or wood-containing or resin-enriched paper, can be used insofar as those components of the wood which are necessary for the production of the thermoplastic adhesive composition are present at least in the area subject to the process according to the invention are.
Verfahren, die eine Verdichtung von porösen Werkstoffen beinhalten, ermöglichen eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften dieser porösen Werkstoffe. Eine solche Verdichtung ist im allgemeinen gekennzeichnet durch eine Anhebung der spezifischen Dichte; dies geschieht bei porösen Werkstoffen, wie beispielsweise Holz, nach heutigem Stand der Technik durch erstens eine Kompression der Zellen und/oder zweitens eine Imprägnierung der von den Zellwänden eingeschlossenen Hohlräumen. 1. Durch eine Komprimierung der Holzzellen wird der von den Zellwänden eingeschlossene Hohlraum verringert. Wie in „KOLLMANN Franz, COTE Wilfried A.: Principals of Wood Science and Technology, Springer- Verlag Berlin Heidelberg New York 1968" und „Parviz NAVI, Fred GIRARDET: Effects of Thermo-Hydro-Mechanical Treatment on the Structure and Properties of Wood, Holzforschung 54 (2000) p. 287-293 (Offprint) Verlag Walter de Gruyter Berlin New York" beschrieben, erfolgt nach vorheriger Reduktion des Elastizitätmoduls eine solche Deformation der Holzzellen in Richtung der geringeren Knicklänge und geringeren Steifigkeit der Holzzellenwand, d.h. in der Hauptsache in der Querschnittsebene eines Stammes, also senkrecht zur Faserrichtung. Dadurch kommt es zu keiner Schädigung der Holzstruktur (vgl. DE 601 162 A; Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten von Holz). 2. Die Dichte eines porösen Werkstoffes kann durch das Imprägnieren des Werkstückes, d.h. das Ausfüllen der Zellenhohlräume des Holzes mit einem geeigneten Stoff erhöht werden. In Abhängigkeit der gewünschten Imprägnierungstiefe und der Porosität einer solchen Imprägnierung muss eine geeignete Imprägnierungsmasse gewählt beziehungsweise müssen äußere Umstände, wie beispielsweise Druck oder Temperatur geschaffen werden (vgl. „Franz F.P. KOLLMANN, Wilfried A. COTE Jr., Principals of Wood Science and Technology, Springer- Verlag Berlin Heidelberg New York 1968" und DE 636 413; Verfahren zum Herstellen von verdichteten Holzwerkstoffen).Processes that involve the compression of porous materials enable the mechanical properties of these porous materials to be improved. Such compression is generally characterized by an increase in specific gravity; In the case of porous materials such as wood, this is done according to the current state of the art by firstly compressing the cells and / or secondly by impregnating the cavities enclosed by the cell walls. 1. The cavity enclosed by the cell walls is reduced by compressing the wooden cells. As in "KOLLMANN Franz, COTE Wilfried A .: Principals of Wood Science and Technology, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1968" and "Parviz NAVI, Fred GIRARDET: Effects of Thermo-Hydro-Mechanical Treatment on the Structure and Properties of Wood , Holzforschung 54 (2000) p. 287-293 (offprint) published by Walter de Gruyter Berlin New York ", after the elastic module has been reduced, such a deformation of the wooden cells takes place in the direction of the shorter buckling length and lower rigidity of the wooden cell wall, ie mainly in the cross-sectional plane of a trunk, i.e. perpendicular to the grain. This does not damage the wood structure (cf. DE 601 162 A; method and device for compacting wood). 2. The density of a porous material can be increased by impregnating the workpiece, ie filling the cell cavities in the wood with a suitable material. Depending on the desired impregnation depth and the porosity of such an impregnation, one must A suitable impregnation compound must be chosen or external circumstances such as pressure or temperature must be created (see "Franz FP KOLLMANN, Wilfried A. COTE Jr., Principals of Wood Science and Technology, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1968" and DE 636 413 ; Process for the production of compressed wood materials).
Aus der US 6,047,751 A ist es bekannt, ein Holzwerkstück mittels Ultraschall zu erhitzen und sodann zu komprimieren, wodurch das Volumen des Holzwerkstückes insgesamt verringert und das Holz entwässert und verfestigt wird. Hierbei kommt es zu keiner Zerstörung der Zellen des Holzes.From US 6,047,751 A it is known to heat a wooden workpiece by means of ultrasound and then to compress it, as a result of which the volume of the wooden workpiece is reduced overall and the wood is dewatered and solidified. This does not destroy the cells of the wood.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen eine verdichtete Oberfläche eines Holzwerkstückes herstellbar ist, wobei eine besonders hohe Dichtheit der Oberfläche erzielbar ist, und zwar ohne Hinzufügung von fremdartigen Materialien oder chemischen Substanzen.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for performing the method with which a compacted surface of a wooden workpiece can be produced, wherein a particularly high density of the surface can be achieved, without the addition of foreign materials or chemical substances.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass die Oberfläche des Holzwerkstückes - unter Vermeidung eines Sauerstoffzutritts - durch eine Energiezufuhr zur Oberfläche, welche Energiezufuhr eine reibende Relativbewegung am Holzwerkstück und damit eine Erwärmung desselben bewerkt, unter Druck bis zur Bildung von von dem Holzwerkstück stammender thermoplastischer Klebemasse in zumindest Teilbereichen erhitzt wird, worauf die Oberfläche und ein Volumsbereich unter der Oberfläche unter Abkühlung derselben unter Druckausübung verdichtet wird. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass keine fremdartigen Materialien oder chemische Substanzen vor, während oder nach dem Prozess hinzugefügt werden müssen, vielmehr wird ausschließlich das Holzwerkstück gezielt modifiziert, um in den dem beschriebenen Verfahren unterworfenen Bereichen eines Holzwerkstückes bzw. mehrerer Holzwerkstücke eine abriebfeste und stoßfeste sowie eine gegenüber dem unbehandelten Holz wesentlich härtere Oberfläche zu erzielen.This object is achieved in a method of the type described at the outset in that the surface of the wooden workpiece - while avoiding the entry of oxygen - by supplying energy to the surface, which inputs a frictional relative movement on the wooden workpiece and thus heating the same, under pressure until the formation of thermoplastic adhesive mass originating from the wooden workpiece is heated in at least partial areas, whereupon the surface and a volume area below the surface is compressed while cooling the same while exerting pressure. This process is characterized by the fact that no foreign materials or chemical substances have to be added before, during or after the process; rather, only the wooden workpiece is specifically modified in order to ensure that the areas of a wooden workpiece or several wooden workpieces subject to the described method are abrasion-resistant and to achieve a shock-resistant surface that is much harder than the untreated wood.
Verbindungen von Holzwerkstücken lassen sich grob in zwei Gruppen aufteilen (vgl. auch WO 00/97137; Integral Joining). Die erste Gruppe besteht darin, dass die Übertragung der Kräfte zwischen den Holzwerkstücken durch ein die Kräfte übertragendes Element bewerkstelligt wird, welches an die Oberflächen der zu verbindenden Holzwerkstücke beispielsweise aufgeklebt ist. Die so hergestellte material- oder formschlüssige Verbindung ist in der Praxis auf die Kontaktoberflächen der Holzwerkstücke beschränkt. Jene Werkstückbereiche, die sich außerhalb der Kontaktfläche befinden, haben keinen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Verbindung.Connections of wooden workpieces can be roughly divided into two groups (see also WO 00/97137; integral joining). The first group consists in that the transmission of the forces between the wooden workpieces is accomplished by an element which transmits the forces and which is glued to the surfaces of the wooden workpieces to be connected, for example. In practice, the material or positive connection thus produced is limited to the contact surfaces of the wooden workpieces. Those Workpiece areas that are outside the contact area have no influence on the mechanical properties of the connection.
Die zweite Gruppe von Verbindungen beruht darauf, dass Teile des verbindenden Elementes in das Innere der Holzwerkstücke hineinreichen und dass auch jene Teile der Holzwerkstücke außerhalb der Kontaktfläche die mechanischen Eigenschaften der hergestellten Verbindung maßgeblich beeinflussen. Verbindungen, die dieser Gruppe angehören, sind im allgemeinen höher belastbar.The second group of connections is based on the fact that parts of the connecting element extend into the interior of the wooden workpieces and that those parts of the wooden workpieces outside the contact surface also have a significant influence on the mechanical properties of the connection produced. Connections belonging to this group are generally more resilient.
Die Erfindung stellt sich weiters die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen mit welchen eine Verbindung zweier Holzwerkstücke gemäß der oben beschriebenen zweiten Gruppe durchführbar ist, wobei das Hinzufügen fremdartiger Materialien oder chemischer Substanzen vermieden werden kann.Another object of the invention is to provide a method and an apparatus for carrying out the method with which a connection of two wooden workpieces according to the second group described above can be carried out, the addition of foreign materials or chemical substances being avoided.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass sowohl die Kontakt-Oberfläche eines ersten Holzwerkstückes als auch die Kontakt-Oberfläche eines zweiten Holzwerkstückes - unter Vermeidung eines Sauerstoffzutritts - durch eine Energiezufuhr in die Kontaktflächen, welche Energiezufuhr eine reibende Relativbewegung zwischen den Holzwerkstücken und damit eine Erwärmung und vor allem durch diese Erwärmung sowie durch die reibende Relativbewegung eine Zerstörung der Zellenstruktur bewirkt, unter Druck bis zur Bildung von thermoplastischer Klebemasse in zumindest Teilbereichen der einander kontaktierenden Oberflächen erhitzt werden, wobei die beiden Holzwerkstücke durch Druck mit ihren Kontakt-Oberflächen gegeneinander gepresst werden, worauf die Kontakt- Oberflächen der beiden Holzwerkstücke und Volumsbereiche unter diesen Oberflächen abgekühlt werden, ein Oberflächenbereich mindestens eines der Holzwerkstücke unter Druck verdichtet wird und unter Eindringen der thermoplastischen Klebemasse unter die Kontakt-Oberfläche des bzw. der verdichteten Holzwerkstücke(s) ein Verschweißen der Holzwerkstücke durchgeführt wird.This object of the invention is achieved in that both the contact surface of a first wooden workpiece and the contact surface of a second wooden workpiece - while avoiding the entry of oxygen - by supplying energy to the contact surfaces, which supply of energy involves a rubbing relative movement between the wooden workpieces and thus Heating and especially by this heating and by the rubbing relative movement causes destruction of the cell structure, under pressure until the formation of thermoplastic adhesive is heated in at least partial areas of the surfaces in contact with one another, the two wooden workpieces being pressed against one another by pressure with their contact surfaces , whereupon the contact surfaces of the two wooden workpieces and volume areas below these surfaces are cooled, a surface area of at least one of the wooden workpieces is compressed under pressure and with the penetration of ther moplastic adhesive under the contact surface of the compacted wooden workpiece (s), the wooden workpiece is welded.
Im Unterschied zu Verfahren, welche dem Stand der Holzverbindungstechnik entsprechen, wird erfindungsgemäß die Klebemasse aus den zu verbindenden Holzwerkstücken durch gezielte Energiezufuhr gewonnen. Zusätzlich findet eine Verdichtung der Holzwerkstücke in und um den Bereich der Fügefläche statt, so dass die Festigkeit der so hergestellten Verbindungen durch Materialeigenschaften jener Teile im Fugenbereich und der im Inneren der Holzwerkstücke befindlichen Teilbereiche maßgeblich erhöht wird. Es handelt sich somit um eine „Press-Schweißverbindung" der beiden Holzwerkstücke. Für das Erzielen besonders guter Ergebnisse wird vorzugsweise das Holzwerkstück bzw. werden die Holzwerkstücke während der Energiezufuhr auf einen vorbestimmten Höchst- Feuchtgehalt und/oder auf eine vorbestimmte Mindesttemperatur und/oder Oberflächenbeschaffenheit, wie Rauhigkeit, konditioniert, beziehungsweise kann das Holzwerkstück bzw. können die Holzwerkstücke vor der Energiezufuhr auf einen vorbestimmten Höchst-Feuchtgehalt, auf eine vorbestimmte Mindesttemperatur und/oder Oberflächenbeschaffenheit konditioniert werden.In contrast to methods which correspond to the state of the art of wood joining technology, according to the invention the adhesive is obtained from the wooden workpieces to be joined by a targeted supply of energy. In addition, the wooden workpieces are compacted in and around the area of the joint surface, so that the strength of the joints produced in this way is significantly increased by the material properties of those parts in the joint area and the partial areas located inside the wooden workpieces. It is therefore a "press-weld connection" of the two wooden workpieces. In order to achieve particularly good results, the wooden workpiece or the wooden workpieces are preferably conditioned to a predetermined maximum moisture content and / or to a predetermined minimum temperature and / or surface condition, such as roughness, during the energy supply, or the wooden workpiece or the wooden workpieces can be conditioned to a predetermined maximum moisture content, a predetermined minimum temperature and / or surface condition before the energy supply.
Eine bevorzugte Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung durch eine schwingende Relativbewegung zwischen der Oberfläche des Holzwerkstückes und der Oberfläche eines Gegenwerkstückes erzeugt wird, insbesondere in Form einer linear schwingenden Relativbewegung (Bewegungseinrichtung in etwa parallel zur Oberfläche) oder in Form einer Ultraschallbewegung (Bewegungsrichtung in einem beliebigen Winkel, vorzugsweise rechtwinkelig zur Oberfläche des Holzwerkstückes), wobei vorteilhaft die Relativbewegung mit Hilfe von Ultraschall bewirkt wird.A preferred method variant is characterized in that the friction is generated by an oscillating relative movement between the surface of the wooden workpiece and the surface of a counter workpiece, in particular in the form of a linearly oscillating relative movement (movement device approximately parallel to the surface) or in the form of an ultrasound movement (direction of movement in any angle, preferably at right angles to the surface of the wooden workpiece), the relative movement advantageously being effected with the aid of ultrasound.
Soll eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen zwei Holzwerkstücken geschaffen werden, so wird als Gegenwerkstück ein zweites Holzwerkstück verwendet.If a connection according to the invention is to be created between two wooden workpieces, a second wooden workpiece is used as the counter workpiece.
Die hier beschriebene Erfindung stellt sich weiters die Aufgabe der Herstellung einer verdichteten Oberfläche eines Holzwerkstückes, insbesondere einer, die in Hinblick auf Abrieb und Stoßfestigkeit besonders stabil ist, wobei als Gegenwerkstück ein Gegenwerkstück mit einer höheren Schmelz- und Siedetemperatur als das Holzwerkstück und mit einer glatten Oberfläche mit einem geringen, ein Haften vermeidenden Benetzungswinkel, wie eine metallische oder verspiegelte Oberfläche, verwendet wird.The invention described here also has the task of producing a compacted surface of a wooden workpiece, in particular one that is particularly stable with regard to abrasion and impact resistance, with the counter workpiece being a counter workpiece with a higher melting and boiling temperature than the wooden workpiece and with a smooth one Surface with a low, non-sticking wetting angle, such as a metallic or mirrored surface, is used.
Der natürliche Werkstoff Holz wird durch seine innerhalb des Werkstückes variierenden Werkstoffeigenschaften charakterisiert, die gleichermaßen, wie bei gängigen Holzbearbeitungsarten, das Verfahren und die danach geschaffene Holzverbindung unterschiedlich beeinflussen. Das hier vorgestellte Verfahren stellt sich in bezug auf die oben vorgestellten anwendungsspezifischen Aufgaben auch die Aufgabe, das hier diskutierte Verfahren des Verdichtens und die Vorrichtungen hierzu an die variierenden Materialeigenschaften des natürlichen Werkstoffes Holz anzupassen. Im Unterschied zu Verfahren, welche dem Stand der Schweißtechnik und/oder der Holzverbindungstechnologie entsprechen, ist es somit möglich, den Grad des erfindungsgemäßen Verdichtens in Abhängigkeit von Eigenschaften des bzw. der Holzwerkstücke, insbesondere in Abhängigkeit der Dichte, durchzuführen, somit das Entstehen von von den variierenden Materialeigenschaften von Holz herrührenden Diskontinuitäten in den dem Verfahren unterworfenen Bereichen zu verhindern.The natural material wood is characterized by its material properties which vary within the workpiece and which, like common woodworking methods, influence the process and the wood connection created in different ways. In relation to the application-specific tasks presented above, the method presented here also has the task of adapting the method of compacting discussed here and the devices for this to the varying material properties of the natural material wood. In contrast to processes which correspond to the state of the art in welding technology and / or wood joining technology, it is thus possible to carry out the degree of compaction according to the invention as a function of properties of the wood workpiece (s), in particular as a function of density, and thus of the varying To prevent material properties of wood-related discontinuities in the areas subject to the process.
Das Verdichten kann auch zweckmäßig in Abhängigkeit eines mechanischen Festigkeitswertes des bzw. der Holzwerkstücke(s) durchgeführt werden.The compacting can also expediently be carried out as a function of a mechanical strength value of the wooden workpiece (s).
Für großflächige Holzwerkstücke hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verfahren zunächst über eine Teiloberfläche eines Holzwerkstückes und nachfolgend über weitere Teiloberflächen des Holzwerkstückes durchgeführt wird, wobei gemäß einer besonders günstigen zeitsparenden Variante das Verfahren über die Oberfläche eines Holzwerkstückes kontinuierlich fortschreitend durchgeführt wird.For large-area wooden workpieces, it has proven to be advantageous if the method is first carried out over a partial surface of a wooden workpiece and then over further partial surfaces of the wooden workpiece, the method being carried out continuously progressively over the surface of a wooden workpiece in accordance with a particularly favorable time-saving variant.
Das Verdichten wird zweckmäßig durch eine Kraft etwa senkrecht zu der Längsachse der Holzfasern eines Holzwerkstückes, vorzüglich in radialer Richtung des Stammes durchgeführt.The compression is expediently carried out by a force approximately perpendicular to the longitudinal axis of the wood fibers of a wood workpiece, preferably in the radial direction of the trunk.
Es ist jedoch auch möglich, die Verdichtung in einem von 0° abweichenden Winkel zur Längsrichtung der Holzfasern eines Holzwerkstückes durchzuführen, insofern dass der aus der aufgebrachten Kraft resultierende Spannungszustand ein Komprimieren der Holzzellen gemäß oben gegebener Beschreibung zulässt, wobei jedoch die Richtung der resultierenden Kraft eine Abweichung geringer als 90° zur Längsrichtung der Holzfasern aufweist, zumal bei Aufbringung einer Kraft in Längsrichtung der Holzfasern kein Verdichten sondern ein Stauchen stattfindet.However, it is also possible to carry out the compaction at an angle deviating from 0 ° to the longitudinal direction of the wood fibers of a wood workpiece, insofar as the stress state resulting from the applied force allows the wood cells to be compressed as described above, but the direction of the resulting force is one Deviation less than 90 ° to the longitudinal direction of the wood fibers, especially since when applying a force in the longitudinal direction of the wood fibers there is no compression but a compression.
Zur Stabilisierung des oberflächenbehandelten Holzwerkstückes bzw. der miteinander verbundenen Holzwerkstücke wird zweckmäßig nach der Oberflächenverdichtung bzw. nach dem Verschweißen ein Dampfen der verdichteten Oberfläche bzw. der Schweißverbindung des bzw. der Holzwerkstücke(s) zur Stabilisierung der Dimension der erfindungsgemäßen Verdichtung durchgeführt.In order to stabilize the surface-treated wooden workpiece or the interconnected wooden workpieces, after the surface compaction or after welding, the compacted surface or the welded joint of the wooden workpiece (s) is advantageously steamed to stabilize the dimension of the compaction according to the invention.
Bevorzugt wird die Herstellung der thermoplastischen Klebemasse in einer anaeroben Atmosphäre durchgeführt.The thermoplastic adhesive is preferably produced in an anaerobic atmosphere.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch: - eine Werkstückaufnahme für mindestens ein Holzwerkstück, eine erste Station mit einer gegen eine Oberfläche des Holzwerkstückes richtbaren Energieeinbringeinrichtung, eine zweite Station mit einer gegen eine Oberfläche des Holzwerkstückes richtbaren Verdichtungseinrichtung und - eine dritte Station mit einer Kühleinrichtung für das Holzwerkstück.A device for carrying out the method according to the invention is characterized by: a workpiece holder for at least one wooden workpiece, a first station with an energy introduction device that can be directed against a surface of the wooden workpiece, a second station with a compression device that can be directed against a surface of the wooden workpiece, and a third station with a cooling device for the wooden workpiece.
Hierbei kann entweder eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Holzwerkstückes von Station zu Station bzw. eine Fördereinrichtung zum Fördern der einzelnen Stationen zu einem Holzwerkstück vorgesehen sein.Either a conveying device for conveying a wooden workpiece from station to station or a conveying device for conveying the individual stations to a wooden workpiece can be provided.
Zweckmäßig ist die Verdichtungseinrichtung mit der Kühleinrichtung gekoppelt.The compression device is expediently coupled to the cooling device.
Vorzugsweise sind die Energieeinbringeinrichtung und/oder die Verdichtungseinrichtung und/oder die Kühleinrichtung an die Oberfläche des Holzwerkstückes in direkten Kontakt bringbar.The energy introduction device and / or the compression device and / or the cooling device can preferably be brought into direct contact with the surface of the wooden workpiece.
Zur Vorbehandlung eines Holzwerkstückes ist vorteilhaft die Werkstückaufnahme mit einer Konditioniereinrichtung, wie einer als Trocknungseinrichtung und/oder Aufheizeinrichtung, für das Holzwerkstück versehen.For pretreating a wooden workpiece, the workpiece holder is advantageously provided with a conditioning device, such as a drying device and / or heating device, for the wooden workpiece.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Energieeinbringeinrichtung als auf ein Gegenwerkstück wirkende Einrichtung, die zwischen dem Gegenwerkstück und einem Holzwerkstück eine reibende Relativbewegung erzeugt, ausgebildet ist, wobei vorteilhaft die reibende Relativbewegung entweder parallel zur zu behandelnden Oberfläche eines Holzwerkstückes oder senkrecht hierzu gerichtet ist.According to a preferred variant, the device is characterized in that the energy introduction device is designed as a device acting on a counterpart workpiece, which generates a rubbing relative movement between the counterpart workpiece and a wooden workpiece, advantageously the rubbing relative movement either parallel to the surface of a wooden workpiece to be treated or vertically is directed to this.
Für das Herstellen einer besonders abrieb- und stoßfesten Oberfläche an einem Holzwerkstück ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenwerkstück eine glatte Oberfläche, wie eine metallische oder verspiegelte Oberfläche aufweist, mit der es in direkten Kontakt mit der Oberfläche des Holzwerkstückes bringbar ist.For the production of a particularly abrasion and impact resistant surface on a wooden workpiece, the device is characterized in that the counter workpiece has a smooth surface, such as a metallic or mirrored surface, with which it can be brought into direct contact with the surface of the wooden workpiece.
Soll eine Verbindung zwischen zwei Holzwerkstücken hergestellt werden, ist zweckmäßig das Gegenwerkstück ebenfalls als Holzwerkstück ausgebildet und sind beide Holzwerkstücke in direkten Kontakt mit ihren zu verbindenden Kontakt-Oberflächen bringbar. Zum Stabilisieren eines verdichteten Holzwerkstückes ist vorteilhaft eine weitere Station mit einer Bedampfungseinrichtung zum Bedampfen eines verdichteten Holzwerkstückes vorgesehen.If a connection is to be established between two wooden workpieces, the counter workpiece is also expediently designed as a wooden workpiece and both wooden workpieces can be brought into direct contact with their contact surfaces to be connected. To stabilize a compacted wooden workpiece, a further station with an evaporation device for steaming a compacted wooden workpiece is advantageously provided.
Weist die Vorrichtung eine Prüfeinrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen eines Holzwerkstückes auf, kann während und/oder unmittelbar nach dem hier beschriebenen Verdichten eines Holzwerkstückes bei Abweichen von gewünschten Parametern eingegriffen werden, beispielsweise um eine effiziente Serienfertigung sicherzustellen.If the device has a testing device for the non-destructive testing of a wooden workpiece, intervention can be made during and / or immediately after the compression of a wooden workpiece described here if the desired parameters deviate, for example to ensure efficient series production.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Vorrichtung zumindest im Bereich der Energieeinbringeinrichtung und vorzugsweise auch im Bereich der Verdichtungseinrichtung mit einer Einhausung versehen, die an eine Gaszufuhrungsleitung, vorzugsweise an eine Anaerobgas-Zuführungseimichtung, angeschlossen ist.According to a preferred variant, the device is provided with a housing, at least in the area of the energy introduction device and preferably also in the area of the compression device, which is connected to a gas supply line, preferably to an anaerobic gas supply device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrimgsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung zwei Förderbandanlagen aufweist, deren Förderbänder derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass zumindest ein Holzwerkstück von den einander gegenüberliegenden Trumen der Förderbänder, die in ein und dieselbe Richtung und mit ein und derselben Geschwindigkeit antreibbar sind, einlegbar ist, welches Holzwerkstück mittels der einander gegenüberliegenden Trume zur Energieeinbringeinrichtung und weiters zur Verdichtungseinrichtung und Kühleinrichtung sowie zu einer ggf. vorgesehenen Prüfeinrichtung und ggf. vorhandenen Bedampfungseinrichtung bringbar ist, wobei zweckmäßig eine der beiden Förderbandanlagen zwei in Laufrichtung hintereinander angeordnete und in dieselbe Richtung antreibbare Förderbänder aufweist, zwischen denen eine Zuführung für ein weiteres Holzwerkstück und/oder eine Energieeinbringeinrichtung vorgesehen ist.According to a further preferred embodiment, the device is characterized in that the conveyor device has two conveyor belt systems, the conveyor belts of which are arranged opposite one another in such a way that at least one wooden workpiece of the opposing strands of the conveyor belts runs in one and the same direction and at one and the same speed can be driven, can be inserted, which wooden workpiece can be brought by means of the opposing dreams to the energy introduction device and further to the compression device and cooling device as well as to a possibly provided test device and possibly existing vapor deposition device, with one of the two conveyor belt systems expediently arranged in two in the running direction and into the same Has drivable conveyor belts, between which a feed for another wooden workpiece and / or an energy input device is provided.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Beschreibung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Schnitt durch ein Holzwerkstück quer zur Faserrichtung im unverdichteten und Fig. 2 im erfindungsgemäß verdichteten Zustand zeigt. Fig. 3 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren in Diagrammform. Die Fig. 4 und 5 zeigen Computertomografiebilder verdichteter Oberflächen von Holzwerkstücken. Die Fig. 6 bis 11 veranschaulichen schematische Darstellungen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungemäßen Verfahrens.The invention is explained in more detail below on the basis of the description with the aid of several exemplary embodiments, FIG. 1 showing a section through a wooden workpiece transverse to the fiber direction in the undensified state and FIG. 2 in the state compressed according to the invention. 3 illustrates the method according to the invention in diagram form. 4 and 5 show computed tomography images of compacted surfaces of wooden workpieces. 6 to 11 illustrate schematic representations of devices for carrying out the method according to the invention.
Anhand eines Vergleichs der Fig. 1 mit Fig. 2, die ein Holzwerkstück 1 geschnitten quer zur Faserrichtung des Holzes in ein und demselben Maßstab unter dem Mikroskop vergrößert veranschaulichen, ist zu erkennen, wie durch ein Verdichten die Querschnitte der Zellen 2 verändert werden. Gemäß Fig. 2 sind die Zellen 2 komprimiert und es ist auch erkennbar, dass eine thermoplastische Klebemasse 3, die vom Holzwerkstück 1 selbst gebildet ist, zwischen die komprimierten Zellen 2 eingedrungen ist. Am linken unteren Eck der Fig. ist eine Ansammlung von thermoplastischer Klebemasse 3 zu erkennen, wie sie sich beispielsweise bei Herstellen einer erfmdungsgemäßen Verschweißung mit einem zweiten Holzwerkstück bildet.Using a comparison of FIG. 1 with FIG. 2, which enlarges a wooden workpiece 1 cut under the microscope transversely to the grain direction of the wood on one and the same scale illustrate, it can be seen how the cross sections of the cells 2 are changed by compression. 2, the cells 2 are compressed and it can also be seen that a thermoplastic adhesive 3, which is formed by the wooden workpiece 1 itself, has penetrated between the compressed cells 2. At the lower left corner of the figure, a collection of thermoplastic adhesive 3 can be seen, as it forms, for example, when producing a weldment according to the invention with a second wooden workpiece.
Anhand des Ausmaßes des Dickenschwundes während der Teilprozesse III bis IV, in denen es zur Bildung der thermoplastischen Klebemasse beziehungsweise der Verdichtung der Zellen kommt, kann auf die allgemeine Qualität der Verdichtung des Holzwerkstoffes geschlossen werden.The general quality of the compression of the wood-based material can be inferred from the extent of the loss of thickness during the sub-processes III to IV, in which the thermoplastic adhesive or the cells are compressed.
Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung dient zum Herstellen einer Schweißverbindung zweier übereinandergelegter Holzwerkstücke 1, 1 '. Die Vorrichtung weist eine Werkstückaufnahme 4 für zwei übereinandergelegte Holzwerkstücke 1, 1 ', eine Station 5 zur Konditionierung der beiden übereinanderliegenden Holzwerkstücke 1, 1 ', weiters in Förderrichtung 6 der Holzwerkstücke 1, 1 ' eine Station mit einer Energieeinbringeinrichtung 7, nachfolgend eine Station mit einer Verdichtungseinrichtung 8, die mit einer weiteren Station, die als Kühleinrichtung 9 ausgebildet ist, gekoppelt ist, auf.The device shown in Fig. 6 is used to produce a welded connection of two superimposed wooden workpieces 1, 1 '. The device has a workpiece holder 4 for two stacked wooden workpieces 1, 1 ', a station 5 for conditioning the two stacked wooden workpieces 1, 1', further in the conveying direction 6 of the wooden workpieces 1, 1 ', a station with an energy introduction device 7, subsequently a station with a compression device 8, which is coupled to a further station, which is designed as a cooling device 9.
Zum Fördern der Holzwerkstücke 1, 1 ' ist eine Fördereinrichtung 10 gebildet von zwei Förderbandanlagen 11, 12 vorgesehen, deren Förderbänder 13 derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass die beiden Holzwerkstücke 1, 1 ' an den einander gegenüberliegenden Trumen 14 der Förderbänder 13 anliegen. Die einzelnen Stationen, wie sie oben beschrieben sind, befinden sich zwischen den hin- und hergehenden Trumen jeweils eines Förderbandes 13.For conveying the wooden workpieces 1, 1 ', a conveyor device 10 is provided, formed by two conveyor belt systems 11, 12, the conveyor belts 13 of which are arranged opposite one another in such a way that the two wooden workpieces 1, 1' rest on the mutually opposite runs 14 of the conveyor belts 13. The individual stations, as described above, are located between the back and forth runs of a conveyor belt 13.
Zum Fixieren der Holzwerkstücke 1,1 ' ist ggf. eine Einspannvorrichtung, eine Halterung mittels Unterdruck und/oder eine Oberfläche mit hoher Rauhigkeit, vorzusehen, sodass die Energieeinbringung in die Kontaktfläche 17 bzw. Verbindungsfuge 18 in Form von Schwingungen in einem beliebigem, vorzugweise 0° oder 90° betragenden Winkel gewährleistet ist.To fix the wooden workpieces 1, 1 ', a clamping device, a holder by means of negative pressure and / or a surface with high roughness may have to be provided, so that the introduction of energy into the contact surface 17 or connecting joint 18 in the form of vibrations in any desired, preferably 0 ° or 90 ° angle is guaranteed.
Zwecks Verdichtung der aneinander anliegenden Oberflächen der beiden übereinander angeordneten Holzwerkstücke 1, 1 ' ist vorteilhaft der Spalt 15 zwischen den beiden Trumen 14 der Förderbänder 13 verjüngend ausgebildet, d.h. die beiden in gleiche Richtung laufenden und einander gegenüberliegende Trume 14 der Förderbänder 13 sind nicht genau parallel zueinander sondern unter Bildung eines keilförmigen Spaltes 15 gegeneinander ausgerichtet.For the purpose of compacting the surfaces of the two wooden workpieces 1, 1 'lying one above the other, the gap 15 between the two runs 14 of the conveyor belts 13 is advantageously designed to taper, ie the two in the same direction Running and opposite dreams 14 of the conveyor belts 13 are not exactly parallel to each other but aligned with each other to form a wedge-shaped gap 15.
Gemäß der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung ist die obere der beiden Förderbandanlagen 12 von zwei in Laufrichtung hintereinander angeordneten und in dieselbe Richtung antreibbaren Förderbändern 13 und 16 gebildet, zwischen denen die Energieeinbringeinrichtung 7, die in diesem Fall in direkten Kontakt mit der Oberfläche 17 eines Holzwerkstückes 1 bringbar ist, vorgesehen. Diese Art der Vorrichtung dient zur Verdichtung der Oberfläche 17 eines einzelnen Holzwerkstückes 1, um eine besonders verschleißfeste und stoßfeste Oberfläche an diesem Holzwerkstück 1 auszubilden.According to the device shown in FIG. 7, the upper of the two conveyor belt systems 12 is formed by two conveyor belts 13 and 16 arranged one behind the other in the running direction and drivable in the same direction, between which the energy introduction device 7, which in this case is in direct contact with the surface 17 of a Wooden workpiece 1 can be brought, is provided. This type of device serves to compact the surface 17 of an individual wooden workpiece 1 in order to form a particularly wear-resistant and impact-resistant surface on this wooden workpiece 1.
Die Funktion der Einrichtungen nach den Fig. 6 und 7 ist nachstehend näher erläutert:The function of the devices according to FIGS. 6 and 7 is explained in more detail below:
Die Holzwerkstücke 1 bzw. 1 ' werden durch eine gezielte Energiezufuhr an den dem Verfahren unterworfenen Oberflächen und/oder in Bereichen des Holzwerkstückes 1, 1 ' unter Ausübung eines mechanischen Druckes durch das Einbringen von Energie erwärmt. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer Vorrichtung nach Fig. 6 zum stoffreinen Verbinden von zwei Holzwerkstücken 1, 1 ' wird Energie beispielsweise durch eine Relativbewegung, vorzugsweise in Form einer linearen zirkulären Bewegung (Bewegungsrichtung parallel zur Verbindungsfuge 18 der Holz Werkstücke 1, 1 ') oder Ultraschallschwingung (Bewegungsrichtung in einem beliebigen, vorzugsweise rechtwinkeligen, Winkel zur Verbindungsfuge 18 der Holzwerkstücke 1, 1 ') zwischen Holzwerkstücken eingebracht. Die Relativbewegung der Holzwerkstücke hat unter einer rechtwinkelig zur Verbindungsfuge gerichteten Kraft zu erfolgen, so dass ein stetiger Kontakt zwischen den Holzwerkstücken 1, 1 ' sichergestellt ist.The wooden workpieces 1 and 1 'are heated by a targeted supply of energy on the surfaces subjected to the method and / or in areas of the wooden workpiece 1, 1' while exerting a mechanical pressure by introducing energy. When using the method according to the invention by means of a device according to FIG. 6 for the material-free connection of two wooden workpieces 1, 1 ', energy is generated, for example, by a relative movement, preferably in the form of a linear circular movement (direction of movement parallel to the connecting joint 18 of the wooden workpieces 1, 1' ) or ultrasonic vibration (direction of movement in any, preferably right-angled, angle to the connecting joint 18 of the wooden workpieces 1, 1 ') between wooden workpieces. The relative movement of the wooden workpieces must take place under a force directed at right angles to the connecting joint, so that a constant contact between the wooden workpieces 1, 1 'is ensured.
Bei Anwendung des Verfahrens zum Verdichten einer Oberfläche eines einzelnen Holzwerkstückes 1 mit einer in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung zur Oberflächenveredelung wird ein Holzwerkstück 1 relativ zu einem nicht porösen, beispielsweise metallischen Gegenwerkstück 19 bewegt, welches eine höhere Schmelz- und Siedetemperatur hat als die Schmelztemperatur der Komponenten des Holzwerkstoffes, welche Komponenten zur Bildimg der thermoplastischen Klebemasse 3 verflüssigt werden müssen. Die Oberfläche des Gegenwerkstückes 19 muss darüber hinaus einen hohen Benetzungswinkel aufweisen, so dass zwischen der in den folgenden Prozessschritten gebildeten thermoplastischen Klebemasse 3 und dem Gegenwerkstück 19 keine kraftschlüssige Verbindung entstehen kann. Ein Metall der Type 1.43012R nach DIN EN 10088 weist beispielsweise die gestellten Anforderungen auf; es handelt sich um einen „teflonartigen Stahl".When using the method for compacting a surface of an individual wooden workpiece 1 with a device for surface refinement shown in FIG. 7, a wooden workpiece 1 is moved relative to a non-porous, for example metallic counter-workpiece 19 which has a higher melting and boiling temperature than the melting temperature of the Components of the wood-based material, which components have to be liquefied to form the thermoplastic adhesive 3. The surface of the counter workpiece 19 must also have a high wetting angle, so that there is no non-positive connection between the thermoplastic adhesive 3 formed in the subsequent process steps and the counter workpiece 19 can. A metal of type 1.43012R according to DIN EN 10088, for example, has the requirements; it is a "Teflon-like steel".
Die Anwendung der Ultraschalltechnologie erweist sich insbesondere beim gleichzeitigen stoffschlüssigen Verbinden von mehreren Holzwerksstücken 1, 1 ' oder der Veredelung der Oberflächen 17 von Holzwerkstücken 1 in einem kontinuierlichen Verfahren als vorteilhaft.The use of ultrasound technology has proven to be particularly advantageous in the case of the simultaneous integral connection of several wooden workpieces 1, 1 'or the finishing of the surfaces 17 of wooden workpieces 1 in a continuous process.
Die Einbringung der erforderlichen Energie durch beispielweise eine linear schwingende Relativbewegung eignet sich ebenfalls zum erfindungsgemäßen Veredeln von Oberflächen 17 in einem kontinuierlichen Verfahren , aber auch zum Verbinden von zwei Holz Werkstücken 1, 1 '.The introduction of the required energy by, for example, a linearly oscillating relative movement is also suitable for finishing surfaces 17 according to the invention in a continuous process, but also for connecting two wooden workpieces 1, 1 '.
Durch die Relativbewegung zwischen den Holzwerkstücken 1, 1 ' bzw. zwischen dem Holzwerkstücke 1 und dem Gegenwerkstück 19 und der dadurch aktivierten Reibungskräfte kommt es zu einer fortschreitenden Erwärmung des Holzwerkstoffes eines Holzwerkstückes 1 bzw. 1' an seiner Oberfläche bzw. in der Verbindungsfuge 18.Due to the relative movement between the wooden workpieces 1, 1 'or between the wooden workpieces 1 and the counter workpiece 19 and the frictional forces thereby activated, the wood material of a wooden workpiece 1 or 1' progressively heats up on its surface or in the connecting joint 18.
Die fortschreitende Erwärmung der Oberfläche eines Holzwerkstückes 1, 1 ' (zumindest) im Bereich der sich relativ zueinander bewegenden Kontaktflächen zwischen zwei Holzwerkstücken 1, 1 ' oder zwischen einem Holzwerkstück 1 und einem Gegenwerkstück 19 zieht mehrere Effekte mit sich. Bei geringen Temperaturen verursacht die Ernergieeinbringung eine Werkstoffaufbereitung und -konditionierung. Der Werkstoff Holz wird zumindest in den für die nachfolgenden (Teil)Prozesse relevanten Bereichen so konditioniert, dass die im weiteren beschriebenen Folgeprozesse ablaufen können. Dadurch haben die Beschaffenheit der Oberfläche des Holzwerkstückes 1, 1 ' (Rauhigkeit, Art der Bearbeitung etc.) sowie der physikalische Zustand (Temperatur, Feuchtigkeit etc.) vor der Behandlung keinen Einfluss auf die nachfolgende Verdichtung des Holzwerkstückes 1, 1 '. Das erfindungsgemäße Verfahren schließt nicht aus, dass eine solche Aufbereitung sowie Konditionierung des Werkstoffes durch die Vorbehandlung in einer Konditioniereinrichtung und/oder durch prozessexterne Maßnahmen geschaffen werden können.The progressive heating of the surface of a wooden workpiece 1, 1 '(at least) in the area of the relatively moving contact surfaces between two wooden workpieces 1, 1' or between a wooden workpiece 1 and a counter workpiece 19 has several effects. At low temperatures, the introduction of energy causes material preparation and conditioning. The material wood is conditioned at least in the areas relevant to the subsequent (sub) processes so that the subsequent processes described below can take place. As a result, the condition of the surface of the wooden workpiece 1, 1 '(roughness, type of processing, etc.) and the physical condition (temperature, humidity, etc.) before the treatment have no effect on the subsequent compression of the wooden workpiece 1, 1'. The method according to the invention does not exclude that such preparation and conditioning of the material can be created by pretreatment in a conditioning device and / or by measures external to the process.
Bei weiterer Erwärmung des Holzwerkstoffes bis zu Temperaturen um ca. 400 °C kommt es zu einer Verflüssigung eines oder mehrerer Bestandteile des Holzes, wie z.B. von Lignin, d.h. es kommt zur Bildung einer thermoplastischen Klebemasse 3. Bei der Bildung dieser thermoplastischen Klebemasse 3 ist der Zutritt von Sauerstoff zu unterbinden, um eine Verbrennung oder Verkohlung der Holzwerkstoffe zu verhindern. Der Luftabschluss wird einerseits durch den senkrecht auf die Kontaktfläche (Verbindungsfuge 18 bzw. Oberfläche 17) wirkenden mechanischen Druck, andererseits durch den Holz-Materialabrieb und die durch die Energiezufuhr verursachte Holz-Materialerweichung gewährleistet. Die Erwärmung des Holzwerkstoffes führt auch zu einem Öffnen der die Holzzellen 2 verbindenden Membranen 20, so dass unter geringem Druck die thermoplastische Klebemasse 3 die Kontaktfläche durchdringen und in das Holzwerkstoffinnere eingepresst werden kann. (vgl. Fig. 2).If the wood material is heated further up to temperatures of approx. 400 ° C., one or more components of the wood, such as lignin, liquefy, ie a thermoplastic adhesive 3 is formed. When this thermoplastic adhesive 3 is formed, this is Prevent access to oxygen to prevent combustion or charring of the wood-based materials. The air seal is on the one hand due to the perpendicular to the contact surface (connecting joint 18 or surface 17) mechanical pressure, on the other hand guaranteed by the wood material abrasion and the wood material softening caused by the energy supply. The heating of the wood material also leads to an opening of the membranes 20 connecting the wood cells 2, so that the thermoplastic adhesive 3 penetrates the contact surface under low pressure and can be pressed into the wood material interior. (see Fig. 2).
Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren schließt nicht aus, dass die Bildung der thermoplastischen Klebemasse 3 auch in einer anaeroben Atmosphäre zur Unterbindung einer Verbrennung und/oder Nerkohlung des Holzwerkstoffes stattfinden kann, zu welchem Zweck die Vorrichtung mit einer Einhausung 21 versehen ist, in die eine Anaerobgas- Zuführungseinrichtung 22 mündet, (vgl. die Darstellung in Fig. 8).The described method according to the invention does not exclude that the formation of the thermoplastic adhesive 3 can also take place in an anaerobic atmosphere to prevent combustion and / or carbonization of the wood material, for which purpose the device is provided with a housing 21 into which an anaerobic gas Feed device 22 opens (see the illustration in FIG. 8).
Die so gebildete thermoplastische Klebemasse 3 besteht größtenteils aus Lignin und/oder dessen chemischer Modifikationen; die zähflüssigen, klebenden Eigenschaften der so aus dem Werkstoff Holz gewonnenen thermoplastischen Klebemasse 3 wird für die im folgenden beschriebene erfmdungsgemäße Verdichtung des porösen Werkstoffes genutzt. Durch das stetige Zerstören der Zellenstruktur an der Oberfläche des zu verdichtenden Werkstoffes kann auch Lignin aus Volumsbereichen, welche zu Beginn des Verfahrens unterhalb der Oberfläche sich befanden, zur Herstellung der thermoplastischen Klebemasse herangezogen werden.The thermoplastic adhesive 3 formed in this way consists largely of lignin and / or its chemical modifications; the viscous, adhesive properties of the thermoplastic adhesive 3 thus obtained from the material wood is used for the compression of the porous material according to the invention described below. Due to the constant destruction of the cell structure on the surface of the material to be compressed, lignin from volume areas that were below the surface at the beginning of the process can also be used to produce the thermoplastic adhesive.
Nach ausreichender Bildung der thermoplastischen Klebemasse sowie Erwärmung des Holzwerkstoffes wird ein weiterer Energieeintrag unterbunden; der Holzwerkstoff wird erfmdungsgemäß verdichtet.After sufficient formation of the thermoplastic adhesive and heating of the wood material, further energy input is prevented; the wood material is compacted according to the invention.
Zum einen werden die erweichten Zellen 2 durch eine plastische Deformation unter hohem Druck komprimiert. Wegen der Holzstruktur und vor allem wegen der durch die fortschreitende Erwärmung des Holzwerkstoffes hervorgerufenen ausreichenden Erweichung der Zellenstruktur, tritt bei der Verdichtung durch plastische Kompression keine oder nur eine durch das Komprimieren der Zellenhohlräume unvermeidbare Deformation des Holzwerkstückes 1 bzw. 1 ' in jene durch die Energieeinbringung 7 erweichte Bereiche quer zur Richtung der aufgebrachten Kraft auf.First, the softened cells 2 are compressed by plastic deformation under high pressure. Because of the wood structure and, above all, because of the progressive softening of the cell structure caused by the progressive heating of the wood material, no compression or only an unavoidable deformation of the wood workpiece 1 or 1 'due to the compression of the cell cavities occurs in the compression due to the energy input 7 softened areas transverse to the direction of the applied force.
Zum andern führt das zuvor eingetretene Öffnen der Membranen 20 zu einer Imprägnierung der Zellenhohlräume unter geringem Druck, sowie wegen der klebenden Eigenschaften der thermoplastischen Klebemasse 3 zum Verkleben der Zellenwände. Beide Teilprozesse des Verdichtens, die Komprimierung als auch Imprägnierung verbessern stark die mechanischen Eigenschaften der verdichteten Zone in Hinblick auf die beiden erwähnten erfindungsgemäßen Anwendungsfälle: Oberflächen veredeln und Herstellen einer S chweißverbindung.On the other hand, the previously occurring opening of the membranes 20 leads to impregnation of the cell cavities under low pressure, and to the cell walls because of the adhesive properties of the thermoplastic adhesive 3. Both subprocesses of the Compacting, the compression as well as the impregnation greatly improve the mechanical properties of the compressed zone with regard to the two mentioned use cases according to the invention: refining surfaces and producing a welded joint.
Mit der Unterbindung des Energieeintrages tritt ein Temperaturausgleich zwischen den erwärmten Teilen der Holzwerkstücke 1, 1 ' bzw. der Umgebung, somit ein Aushärten der thermoplastischen Klebemasse 3 ein. Selbstverständlich kann der Prozess des Abkühlens durch externe Maßnahmen beschleunigt werden.With the suppression of the energy input, a temperature equalization between the heated parts of the wooden workpieces 1, 1 'or the environment occurs, and thus the thermoplastic adhesive 3 hardens. Of course, the cooling process can be accelerated by external measures.
In jenem Fall, dass die Bildung der thermoplastischen Klebemasse zwischen zwei Holzwerkstücken 1, 1 ' erfolgt, kommt es unter Anwendung der klebenden Eigenschaften und gleichzeitiger erfindungsgemäßer Verdichtung der Holzwerkstücke 1, 1' zumindest an deren Oberflächen, d.h. Imprägnierung mittels der thermoplastischen Masse und Kompression der Zellen, zu einem stόffschlüssigen Verbinden der Holzwerkstücke 1, 1 '.In the event that the formation of the thermoplastic adhesive takes place between two wooden workpieces 1, 1 ', the adhesive properties and simultaneous compression of the wooden workpieces 1, 1' according to the invention occur at least on their surfaces, i.e. Impregnation by means of the thermoplastic mass and compression of the cells, for a positive connection of the wooden workpieces 1, 1 '.
Bei Verwendung eines nicht porösen Materials als Gegenwerkstück 19 zu einem Holzwerkstück 1 wird wegen des geringen Benetzungs winkeis ein stoffschlüssiges Verbinden zwischen den Werkstücken 1 und 19 verhindert. Die Zellenstruktur an und nahe der Oberfläche 17 des Holzwerkstückes 1 wird komprimiert und mittels der thermoplastischen Klebemasse 3 imprägniert. Aufgrund der Eigenschaften der gemäß des beschriebenen Verfahrens gebildeten thermoplastischen Klebemasse kommt es zusätzlich zu einer Verklebung der Zellen 2 des Holzwerkstückes 1.When using a non-porous material as a counterpart 19 to a wooden workpiece 1, a material connection between the workpieces 1 and 19 is prevented due to the low wetting angle. The cell structure on and near the surface 17 of the wooden workpiece 1 is compressed and impregnated by means of the thermoplastic adhesive 3. Due to the properties of the thermoplastic adhesive formed according to the described method, the cells 2 of the wooden workpiece 1 are additionally bonded.
Bei der plastischen Deformation der Zellenstruktur bzw. während des Abkühlens des Holzwerkstoffes bzw. von Teilen des Holzwerkstoffes können — auch bei optimalen Maschinenparametern - werkstoffinterne Spannungen entstehen, die bei Wasserlagerung oder ähnlicher Lagerung des komprimierten Holzwerkstoffes eine Redeformation der komprimierten Zellen 2 hervorrufen können. Die Stabilisierung der verformten Zellen 2 mittels Wasserdampf unter Einspannung des verdichteten Holzwerkstückes 1 bzw. 1, 1 ' ist ein gängiges Verfahren, um durch die plastische Deformation entstandene Spannungen abzubauen, das auch beim vorliegenden Verfahren angewandt werden kann.During the plastic deformation of the cell structure or during the cooling of the wood material or parts of the wood material - even with optimal machine parameters - material-internal tensions can arise, which can cause speech compression of the compressed cells 2 when the compressed wood material is stored in water or in a similar way. The stabilization of the deformed cells 2 by means of steam while clamping the compressed wooden workpiece 1 or 1, 1 'is a common method for relieving stresses caused by the plastic deformation, which can also be used in the present method.
Der natürliche Werkstoff Holz wird durch seine innerhalb des Holzwerkstückes 1, 1 ' variierenden Eigenschaften charakterisiert, welche beispielsweise anhand der Früh- und Spätjahresringe mit dem freien Auge erkennbar sind. Gleichermaßen wie bei gängigen Bearbeitungsarten von Holz beeinflussen die schwächsten Teile des Holzwerkstückes 1, 1 ' dessen Anwendung, wie z.B. bei Verbindung mit anderen Holzwerkstücken. Die im folgenden beschriebene Qualitätskontrolle bietet die Möglichkeit, die Bildung der thermoplastischen Klebemasse 3, die Verdichtung durch Imprägnierung der Zellen 2 mittels der Klebemasse 3 und einer Komprimierung der Zellen 2 zerstörungsfrei zu überprüfen.The natural material wood is characterized by its properties which vary within the wooden workpiece 1, 1 ', which can be seen with the naked eye, for example, by means of the early and late annual rings. In the same way as with common types of processing of wood, the weakest parts of the wooden workpiece 1, 1 'influence its use, such as in connection with other wooden workpieces. The quality control described below offers the possibility of checking the formation of the thermoplastic adhesive 3, the compression by impregnation of the cells 2 by means of the adhesive 3 and a compression of the cells 2 without destruction.
Die erfindungsgemäß gebildete thermoplastische Klebemasse 3 als auch die verdichtete Zellenstruktur weisen im Vergleich zu unbehandeltem Holz eine höhere spezifische Dichte auf. Die daraus resultierenden veränderten physikalischen Eigenschaften der modifizierten Bereiche des Holzes erlauben es, Rückschlüsse über beispielsweise den Verdichtungsgrad und/oder die Menge der gebildeten thermoplastischen Klebemasse zu ziehen. Gängige Verfahren zur zerstörungsfreien Qualitätsüberprüfung, wie zum Beispiel Ultraschall und Computertomografie, können dafür angewandt werden, die Güte der erfindungsgemäß hergestellten Verdichtung während und/oder nach dem Prozess zu kontrollieren.The thermoplastic adhesive 3 formed according to the invention as well as the compressed cell structure have a higher specific density than untreated wood. The resulting changed physical properties of the modified areas of the wood make it possible to draw conclusions about, for example, the degree of compaction and / or the amount of the thermoplastic adhesive composition formed. Common methods for non-destructive quality control, such as ultrasound and computed tomography, can be used to control the quality of the compression produced according to the invention during and / or after the process.
Die Fig. 4 und 5 zeigen Computertomografiebilder verdichteter Oberflächen zweier miteinander verschweißter Holzwerkstücke 1, 1 '. Zum einen sind die verdichteten Bereiche an den Oberflächen der Holzwerkstücke aufgrund der hellen Farbe deutlich zu erkennen. Fig. 5 beinhaltet die Darstellung der Messpunkte der lokalen Dichte relativ zu der Umgebungsluft.4 and 5 show computed tomography images of compacted surfaces of two wooden workpieces 1, 1 'welded together. On the one hand, the densified areas on the surfaces of the wooden workpieces are clearly recognizable due to the light color. 5 contains the representation of the measuring points of the local density relative to the ambient air.
Zum anderen sind sogenannte Diskontinuitäten in der verdichteten Zone sichtbar. Diese entstehen bei mangelnder Anpassung der Verfahrensparameter an die lokal variierenden Eigenschaften des oben definierten Werkstoffes Holz.On the other hand, so-called discontinuities are visible in the densified zone. These arise when the process parameters are not adapted to the locally varying properties of the wood defined above.
Die Linie A markiert den ungefähren Verlauf der Schweißverbindung, d.h. der Verbindungsfuge 18; Linie B die Jahresringlage (Spätholz).Line A marks the approximate course of the welded joint, i.e. the joint 18; Line B the annual ring position (late wood).
In Hinblick auf die variierenden Eigenschaften des Werkstoffes Holz, deren vielseitige Einflüsse auf das erfindungsgemäße Verfahren des fremdstoffreinen Verdichtens und/oder auf das Endprodukt, eignet sich die beschriebene Qualitätskontrolle neben einer - -With regard to the varying properties of wood as a material, and its diverse influences on the process of compacting contaminant-free and / or on the end product, the described quality control is suitable in addition to a - -
Wegmessung zur Steuerung des Verfahrens, insbesondere der Parameter der Energiezufuhr und jener der Verdichtung der dem Verfahren unterworfenen Bereiche des Holzwerkstückes 1, 1 '. Anhand beispielsweise eines Zeit- Weg-Diagramms kann der Ablauf der (Teil)Prozesse kontrolliert werden und eine Aussage über die Eigenschaften der stattgefundenen stoffreinen Verdichtung getroffen werden. Die Messung der sich lokal durch die erfindungsgemäße Modifikation des Holzwerkstückes 1, 1 ' während des Verfahrens sich verändernden physikalischen Eigenschaften und das Ziehen entsprechender Rückschlüsse über den Verlauf der erfindungsgemäßen Modifizierung der dem Verfahren unterworfenen Bereiche des Holzwerkstoffes ist allerdings als das genauere Steuerungsverfahren anzusehen. Im Unterschied zu bestehenden Verfahren der Holzbehandlung werden die Verfahrensparameter des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht global an das gesamte Holzwerkstück 1, 1' angewandt, sondern an die lokalen Eigenschaften desselben angepasst.Distance measurement for controlling the method, in particular the parameters of the energy supply and that of the compression of the areas of the wooden workpiece 1, 1 'which are subject to the method. Using a time-path diagram, for example, the course of the (sub) processes can be checked and a statement made about the properties of the material-free compression that has taken place. The measurement of the physical properties that change locally as a result of the modification of the wooden workpiece 1, 1 'during the method and the drawing of corresponding conclusions about the course of the modification of the areas of the wooden material subject to the method according to the invention is, however, to be regarded as the more precise control method. In contrast to existing methods of wood treatment, the method parameters of the method according to the invention are not applied globally to the entire wood workpiece 1, 1 ', but are adapted to the local properties thereof.
Lokale Diskontinuitäten in nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Bereichen können so während des und/oder nach dem Verfahren aufgefunden und behoben werden. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen den physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise der mechanischen Festigkeit oder Wasserfestigkeit der gemäß dem erfϊndungsgemäßen Verfahren verdichteten Bereiche von Holzwerkstücken 1, 1'.Local discontinuities in areas treated by the method according to the invention can thus be found and eliminated during and / or after the method. There is a direct connection between the physical properties, such as, for example, the mechanical strength or water resistance of the areas of wooden workpieces 1, 1 'compacted according to the method according to the invention.
Um eine stoffreine Verdichtung mit hohen mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise einer hohen Festigkeit oder Wasserfestigkeit, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen, ist es vorteilhaft, eine wie oben beschriebene Qualitätskontrolle zur Steuerung des Verfahrens anzuwenden.In order to produce a substance-free compression with high mechanical properties, such as high strength or water resistance, according to the method according to the invention, it is advantageous to use a quality control as described above to control the method.
Die physikalischen Eigenschaften der verdichteten Holzwerkstücke 1, 1 ' stehen in eindeutiger Abhängigkeit zu der Menge der gebildeten thermoplastischen Klebemasse 3 und - dem Ausmaß und der dimensionalen Stabilität der erfolgten Verdichtung der Holzstruktur.The physical properties of the compressed wood workpieces 1, 1 'are clearly dependent on the amount of thermoplastic adhesive 3 formed and - the extent and dimensional stability of the wood structure being compacted.
Fig. 3 zeigt die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in Diagrammform, wobei die Dickenänderung eines Holzwerkstückes 1 über der Zeit dargestellt ist. Die Reduktion der Dicke ist an der Ordinate aufgetragen; die Abszisse dient als Zeitachse. Der negative Bereich der Zeitachse ist geprägt durch die Energiezufuhr, der positive Bereich durch die Unterbindung der weiteren Energiezufuhr. Die im folgenden diskutierte Unterteilung des Gesamtprozesses bzw. Annäherung des in Fig. 3 dargestellten Graphen in Teilprozesse basiert auf der subjektiven Wahrnehmung während des Prozesses und der Änderung des in Fig. 3 dargestellten Graphen. Der Übergang zwischen Teilprozessen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in der Regel fließend, wobei die Teilprozesse nachfolgend mit I bis V bezeichnet sind.3 shows the essential steps of the method according to the invention in diagram form, the change in thickness of a wooden workpiece 1 being shown over time. The reduction in thickness is plotted on the ordinate; the abscissa serves as the time axis. The negative area of the time axis is characterized by the energy supply, the positive area by the suppression of the further energy supply. The subdivision of the overall process or approximation of the graph shown in FIG. 3 into partial processes discussed below is based on the subjective perception during the process and the change in the graph shown in FIG. 3. The transition between sub-processes of the method according to the invention is generally smooth, the sub-processes being designated I to V below.
Nach einer Aufnahme I eines oder mehrerer Holzwerkstücke(s) erfolgt die Einbringung, die zuerst eine Konditionierung II der Holzwerkstücke 1, dann die Bildung III der thermoplastischen Klebemasse 3 bedingt. Der Teilprozess II ist durch einen (zeitlich gesehen) langsamen, der letztere Teilprozess III durch einen schnellen Materialschwund gekennzeichnet. Nach Unterbindung des Energieeintrages (Schnittpunkt der Abszisse mit der Ordinate) wird eine Verdichtung IV gemäß obiger Beschreibung durchgeführt. Anschließend kommt es -bedingt durch eine Auskühlung - zu einer Aushärtung V der Verdichtung.After a recording I of one or more wooden workpieces (s), the introduction takes place, which is first conditioning II of the wooden workpieces 1, then formation III of the thermoplastic adhesive 3 conditional. Sub-process II is characterized by a (temporally) slow, the latter sub-process III by a fast loss of material. After the energy input has been prevented (intersection of the abscissa with the ordinate), compression IV is carried out as described above. Subsequently, due to cooling, the compression cures.
Fig. 8 veranschaulicht eine Oberflächenbehandlung eines großdimensionierten Holzwerkstückes 1, wobei dessen Oberfläche 17 verdichtet wird. Die hierfür dienende Vorrichtung ist mit ihren Stationen in einer Einhausung 21 eingebaut, die an eine Gaszuführungseinrichtung 22 angeschlossen ist. Vorzugsweise wird anaerobes Gas zugeführt.8 illustrates a surface treatment of a large-sized wooden workpiece 1, the surface 17 of which is compressed. The device used for this purpose is installed with its stations in a housing 21 which is connected to a gas supply device 22. Anaerobic gas is preferably supplied.
Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung ohne Einhausung, mit der hintereinander kleinere Holzwerkstücke 1 im Durchlaufverfahren erfindungsgemäß behandelt werden können, d.h. mit einer verdichteten Oberfläche 17 versehen werden können.Fig. 9 shows a device without a housing with which smaller wooden workpieces 1 can be treated in a continuous process according to the invention, i.e. can be provided with a compressed surface 17.
In Fig. 10 ist eine Variante dargestellt, gemäß der drei Holzwerkstücke 1, 1 ', 1 " miteinander verschweißt werden können, wobei zunächst ein erstes Förderband 13 zwei übereinandergelegte Holzwerkstücke 1, 1 ' miteinander verschweißt und nachfolgend ein drittes Holzwerkstück 1 " auf die beiden zuvor verschweißten Holzwerkstücke 1, 1 ' aufgebracht wird und mittels einer weiteren Vorrichtung, die ebenfalls als Fördermittel ein Förderband 16 aufweist, mit den zuvor verschweißten beiden Holzwerkstücken 1, 1 ' verschweißt wird. Die Energieeinbringeinrichtung 7 ist in diesem Fall jeweils in einer Umlenkrolle 23 für das Förderband 13 bzw. 16 untergebracht, sodass hier kein direkter Kontakt der Energieeinbringeinrichtung 7 mit dem Holzwerkstück 1, 1' gegeben ist. Die Energie wird also über das Förderband 13 bzw. 16 auf die Holzwerkstücke 1, 1 ', 1" übertragen.10 shows a variant according to which three wooden workpieces 1, 1 ', 1 "can be welded to one another, first a conveyor belt 13 welding two superimposed wooden workpieces 1, 1' to one another and subsequently a third wooden workpiece 1" to the two previously welded wooden workpieces 1, 1 'is applied and is welded to the previously welded two wooden workpieces 1, 1' by means of a further device, which also has a conveyor belt 16 as a means of conveyance. In this case, the energy introduction device 7 is accommodated in each case in a deflection roller 23 for the conveyor belt 13 or 16, so that here there is no direct contact of the energy introduction device 7 with the wooden workpiece 1, 1 '. The energy is thus transferred via the conveyor belt 13 or 16 to the wooden workpieces 1, 1 ', 1 ".
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiele, sondern kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden'. Beispielsweise ist es auch möglich, neben dem Verschweißen von Holzwerkstücken 1, 1 ', 1" mit jeweils in etwa parallel zueinander liegenden Fasern auch ein Holzwerkstück mit seiner Stirnseite an ein Holzwerkstück senkrecht zu dessen Faserrichtungen anzuschweißen, wie z.B. zum Herstellen einer Eckverbindung. The invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the drawing, but can be modified in various ways. For example, it is also possible, in addition to welding wooden workpieces 1, 1 ', 1 ", each with fibers lying approximately parallel to one another, to also weld a wooden workpiece with its end face to a wooden workpiece perpendicular to its fiber directions, such as for producing a corner connection.

Claims

P atentansprüche : Patent claims:
1. Verfahren zum Verdichten einer Oberfläche (17) eines Holzwerkstückes (1), wie eines massiven Holzwerkstückes oder eines von holzähnlichen Materialien gebildeten Werkstück, wie z.B. aus Bambus, aus Schilf oder aus anderen auf Holz basierenden Werkstoffen, wie aus Sperrholz, aus Spanplatten und/oder aus holzhaltigem oder mit Harzen angereichertem Papier, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (17) des Holzwerkstückes (1) - unter Vermeidung eines Sauerstoffzutritts - durch eine Energiezufuhr zur Oberfläche (17), welche Energiezufuhr eine reibende Relativbewegung am Holzwerkstück (1) und damit eine Erwärmung und eine Zerstörung der Zellenstruktur desselben bewirkt, unter Druck bis zur Bildung von von dem Holzwerkstück (1) stammender thermoplastischer Klebemasse (3) in zumindest Teilbereichen erhitzt wird, worauf die Oberfläche (17) und ein Volumsbereich unter der Oberfläche (17) unter Abkühlung derselben unter Druckausübung verdichtet wird.1. A method for compacting a surface (17) of a wooden workpiece (1), such as a solid wooden workpiece or a workpiece formed from wood-like materials, e.g. made of bamboo, reed or other wood-based materials, such as plywood, particle board and / or wood-containing or resin-enriched paper, characterized in that the surface (17) of the wooden workpiece (1) - while avoiding the ingress of oxygen - by supplying energy to the surface (17), which supply of energy causes a rubbing relative movement on the wooden workpiece (1) and thus heating and destroying the cell structure thereof, under pressure until the formation of thermoplastic adhesive (3) from the wooden workpiece (1) in at least partial areas is heated, whereupon the surface (17) and a volume area below the surface (17) is compressed while cooling the same while exerting pressure.
2. Verfahren zum Verbinden zweier sich kontaktierender Holzwerkstücke (1, 1 '), dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Kontakt-Oberfläche eines ersten Holzwerkstückes (1) als auch die Kontakt-Oberfläche eines zweiten Holzwerkstückes (1 ') - unter Vermeidung eines Sauerstoffzutritts - durch eine Energiezufuhr in die Kontaktflächen, welche Energiezufuhr eine reibende Relativbewegung zwischen den Holzwerkstücken (1, 1 ') und damit eine Erwärmung und eine Zerstörung der Zellenstruktur zumindest eines Holzwerkstückes bewirkt, unter Druck bis zur Bildung von thermoplastischer Klebemasse in zumindest Teilbereichen der einander kontaktierenden Oberflächen erhitzt werden, wobei die beiden Holzwerkstücke (1, 1 ') durch Druck mit ihren Kontakt-Oberflächen gegeneinander gepresst werden, worauf die Kontakt-Oberflächen der beiden Holzwerkstücke (1, 1 ') und Volumsbereiche unter diesen Oberflächen abgekühlt, ein Oberflächenbereich mindestens eines der Holzwerkstücke (1, 1 ') unter Druck verdichtet wird und unter Eindringen der thermoplastischen Klebemasse (3) unter die Kontakt-Oberflächen der Holzwerkstücke (1, 1 ') ein Verschweißen der Holzwerkstücke (1, 1 ') durchgeführt wird.2. A method for connecting two contacting wooden workpieces (1, 1 '), characterized in that both the contact surface of a first wooden workpiece (1) and the contact surface of a second wooden workpiece (1') - while avoiding the entry of oxygen - by supplying energy to the contact surfaces, which supply of energy causes a rubbing relative movement between the wooden workpieces (1, 1 ') and thus heating and destroying the cell structure of at least one wooden workpiece, under pressure until the formation of thermoplastic adhesive in at least partial areas of the surfaces in contact with one another are heated, the two wooden workpieces (1, 1 ') being pressed against one another by pressure with their contact surfaces, whereupon the contact surfaces of the two wooden workpieces (1, 1') and volume areas below these surfaces are cooled, a surface area of at least one of the Wooden workpieces (1, 1 ') under Compressed pressure and penetration of the thermoplastic adhesive (3) under the contact surfaces of the wooden workpieces (1, 1 ') welding the wooden workpieces (1, 1') is carried out.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Holzwerkstück (1) bzw. Holzwerkstücke (1, 1 ') während der Energiezufuhr auf einen vorbestimmten Höchst-Feuchtgehalt und/oder auf eine vorbestimmte Mindesttemperatur und/oder auf eine Oberflächenbeschaffenheit, wie Rauhigkeit, konditioniert wird (werden).3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the wooden workpiece (1) or wooden workpieces (1, 1 ') during the energy supply to a predetermined maximum moisture content and / or to a predetermined minimum temperature and / or to a surface texture, how roughness is (are) conditioned.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Holzwerkstück bzw. Holzwerkstücke (1, 1 ') vor der Energiezufuhr auf einen vorbestimmten Höchst-Feuchtgehalt und/oder auf eine vorbestimmte Mindesttemperatur und/oder auf eine Oberflächenbeschaffenheit, wie Rauhigkeit, konditioniert wird (werden).4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the wooden workpiece or wooden workpieces (1, 1 ') before the energy supply to a predetermined Maximum moisture content and / or to a predetermined minimum temperature and / or to a surface condition, such as roughness, is (are) conditioned.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung durch eine schwingende Relativbewegung zwischen der Oberfläche des Holzwerkstückes (1) und der Oberfläche eines Gegenwerkstückes (19) erzeugt wird, insbesondere in Form einer linear schwingenden Relativbewegung (Bewegungsrichtung in etwa parallel zur Oberfläche) oder in Form einer Ultraschallbewegung (Bewegungsrichtung in einem beliebigen Winkel), vorzugsweise rechtwinkelig zur Oberfläche des Holzwerkstückes durch eine senkrecht zur Oberfläche des Holzwerkstückes (1) schwingende Relativbewegung.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the friction is generated by an oscillating relative movement between the surface of the wooden workpiece (1) and the surface of a counter workpiece (19), in particular in the form of a linearly oscillating relative movement ( Direction of movement approximately parallel to the surface) or in the form of an ultrasound movement (direction of movement at any angle), preferably at right angles to the surface of the wooden workpiece, by means of a relative movement oscillating perpendicular to the surface of the wooden workpiece (1).
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung mit Hilfe von Ultraschall bewirkt wird.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the relative movement is effected with the aid of ultrasound.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegen Werkstück (19) ein zweites Holzwerkstück (1 ') verwendet wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that a second wooden workpiece (1 ') is used as the counter workpiece (19).
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenwerkstück (19) mit einer glatten Oberfläche mit einem geringen, ein Haften vermeidenden Benetzungswinkel, wie eine metallische oder verspiegelte Oberfläche, verwendet wird.8. The method according to claim 5 or 6, characterized in that a counter workpiece (19) with a smooth surface with a low, a sticking-avoiding wetting angle, such as a metallic or mirrored surface, is used.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad des Verdichtens in Abhängigkeit von Eigenschaften des bzw. der Holzwerkstücke(s) (1, 1 ') durchgeführt wird.9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the degree of compaction is carried out as a function of properties of the wood workpiece (s) (1, 1 ').
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad des Verdichtens in Abhängigkeit der Dichte des bzw. der Holzwerkstücke(s) (1, 1 ') durchgeführt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the degree of compaction is carried out as a function of the density of the wooden workpiece (s) (1, 1 ').
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichten in Abhängigkeit eines mechanischen Festigkeitswertes des bzw. der Holzwerkstücke(s) (1, 1 ') durchgeführt wird.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the compression is carried out as a function of a mechanical strength value of the wood workpiece (s) (1, 1 ').
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zunächst über eine Teiloberfläche eines Holzwerkstückes (1, 1 ') und nachfolgend über weitere Teiloberflächen des Holzwerkstückes (1, 1 ') durchgeführt wird.12. The method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the method first over a partial surface of a Wood workpiece (1, 1 ') and subsequently over other partial surfaces of the wood workpiece (1, 1') is carried out.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren über die Oberfläche eines Holzwerkstückes (1, 1 ') kontinuierlich fortschreitend durchgeführt wird.13. The method according to claim 12, characterized in that the method is carried out continuously progressively over the surface of a wooden workpiece (1, 1 ').
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Holzwerkstückes (1, 1 ') während des Verfahrens fortlaufend, vorzugsweise kontinuierlich fortlaufend, gemessen und die Verdichtung und/oder die Bildung des thermoplastischen Klebstoffes (3) in Abhängigkeit der Messwerte durchgeführt wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the density of the wooden workpiece (1, 1 ') measured continuously, preferably continuously continuously during the process, and the compression and / or formation of the thermoplastic adhesive (3) depending on the Measured values is carried out.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung durch eine Kraft etwa senkrecht zu der Längsachse der Holzfasern eines Holzwerkstückes (1, 1 '), vorzüglich in radialer Richtung des Stammes, durchgeführt wird.15. The method according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the compression is carried out by a force approximately perpendicular to the longitudinal axis of the wood fibers of a wood workpiece (1, 1 '), preferably in the radial direction of the trunk.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung in einem von 0° abweichenden Winkel zur Längsrichtung der Holzfasern eines Holzwerkstückes (1, 1') durchgeführt wird, welche Abweichung jedoch geringer ist als 90° zur Längsrichtung der Holzfasern.16. The method according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that the compression at an angle deviating from 0 ° to the longitudinal direction of the wood fibers of a wood workpiece (1, 1 ') is carried out, which deviation is however less than 90 ° to Longitudinal direction of the wood fibers.
17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, das dadurch gekennzeichnet ist, dass nach der Oberflächenverdichtung bzw. nach dem Verschweißen ein Dampfen der verdichteten Oberfläche bzw. der Schweißverbindung des bzw. der Holzwerkstücke(s) (1, 1 ') zur Stabilisierung der Dimension der Verdichtung durchgeführt wird.17. The method according to claim 1 to 16, characterized in that after the surface compaction or after welding, a vaporization of the compacted surface or the welded joint of the wooden work piece (s) (1, 1 ') to stabilize the dimension the compression is carried out.
18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Herstellung der thermoplastischen Klebemasse (3) in einer anaeroben Atmosphäre durchgeführt wird.18. The method according to claim 1 to 17, characterized in that the production of the thermoplastic adhesive (3) is carried out in an anaerobic atmosphere.
19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch: eine Werkstückaufnahme (4) für mindestens ein Holzwerkstück (1, 1 '), eine erste Station mit einer gegen eine Oberfläche des Holzwerkstückes (1, 1 ') richtbaren Energieeinbringeinrichtung (7), - eine zweite Station mit einer gegen eine Oberfläche des Holzwerkstückes (1, 1 ') richtbaren Verdichtungseinrichtung (8) und - eine dritte Station mit einer Kühleinrichtung (9) für das Holzwerkstück (1, 1 ').19. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 18, characterized by: a workpiece holder (4) for at least one wooden workpiece (1, 1 '), a first station with a against a surface of the wooden workpiece (1, 1 ') directable energy introduction device (7), - a second station with a compacting device (8) directed against a surface of the wooden workpiece (1, 1') and - A third station with a cooling device (9) for the wooden workpiece (1, 1 ').
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (10), mit der ein Holzwerkstück (1, 1 ') mit der Werkstückaufnahme (4) von Station zu Station bringbar ist.20. The apparatus according to claim 19, characterized by a conveyor (10) with which a wooden workpiece (1, 1 ') with the workpiece holder (4) can be brought from station to station.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung, mit der einzelne Stationen zu einem Holzwerkstück (1, 1 ') bringbar sind.21. The apparatus according to claim 19 or 20, characterized by a conveyor, with which individual stations can be brought to a wooden workpiece (1, 1 ').
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungseinrichtung (8) mit der Kühleinrichtung (9) gekoppelt ist.22. The device according to one or more of claims 19 to 21, characterized in that the compression device (8) is coupled to the cooling device (9).
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieeinbringeinrichtung (7) und/oder die Verdichtungseinrichtung (8) und/oder die Kühleinrichtung (9) an die Oberfläche (17) des Holzwerkstückes (1) in direkten Kontakt bringbar sind (ist).23. The device according to one or more of claims 19 to 22, characterized in that the energy introduction device (7) and / or the compression device (8) and / or the cooling device (9) on the surface (17) of the wooden workpiece (1) in can be brought into direct contact.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahme (4) mit einer als Trocknungseinrichtung und/oder Aufheizeinrichtung ausgebildeten Konditioniereinrichtung (5) für das Holzwerkstück (1, 1 ') versehen ist.24. The device according to one or more of claims 19 to 23, characterized in that the workpiece holder (4) is provided with a conditioning device (5) designed as a drying device and / or heating device for the wooden workpiece (1, 1 ').
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieeinbringeinrichtung (7) als auf ein Gegenwerkstück (19) wirkende Einrichtung, die zwischen dem Gegenwerkstück (19) und einem Holzwerkstück (1) eine reibende Relativbewegung erzeugt, ausgebildet ist.25. The device according to one or more of claims 19 to 24, characterized in that the energy introduction device (7) acts as a device on a counterpart workpiece (19) which generates a rubbing relative movement between the counterpart workpiece (19) and a wooden workpiece (1), is trained.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die reibende Relativbewegung parallel zur zu behandelnden Oberfläche (17) eines Holzwerkstückes (1) gerichtet ist.26. The apparatus according to claim 25, characterized in that the rubbing relative movement is directed parallel to the surface to be treated (17) of a wooden workpiece (1).
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die reibende Relativbewegung etwa senkrecht zur zu behandelnden Oberfläche (17) eines Holzwerkstückes (1) gerichtet ist. 27. The apparatus of claim 25 or 26, characterized in that the rubbing relative movement is approximately perpendicular to the surface to be treated (17) of a wooden workpiece (1).
28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenwerkstück (19) eine glatte Oberfläche, wie eine metallische oder verspiegelte Oberfläche aufweist, mit der es in direkten Kontakt mit der Oberfläche des Holzwerkstückes (1) bringbar ist.28. The device according to one or more of claims 19 to 27, characterized in that the counter workpiece (19) has a smooth surface, such as a metallic or mirrored surface, with which it can be brought into direct contact with the surface of the wooden workpiece (1) ,
29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenwerkstück ebenfalls als Holzwerkstück (1 ') ausgebildet ist und beide Holzwerkstücke (1, 1 ') in direkten Kontakt mit ihren zu verbindenden Kontakt- Oberflächen bringbar sind.29. The device according to one or more of claims 25 to 27, characterized in that the counter workpiece is also designed as a wooden workpiece (1 ') and both wooden workpieces (1, 1') can be brought into direct contact with their contact surfaces to be connected.
30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Station mit einer Bedampfungseinrichtung zum Bedampfen eines verdichteten Holzwerkstückes (1, 1 ') vorgesehen ist.30. The device according to one or more of claims 19 to 29, characterized in that a further station with an evaporation device for evaporation of a compressed wooden workpiece (1, 1 ') is provided.
31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 30, gekennzeichnet durch eine Prüfeinrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen des behandelten Holzwerkstückes (1, 1 ')-31. The device according to one or more of claims 19 to 30, characterized by a test device for non-destructive testing of the treated wooden workpiece (1, 1 ' ) -
32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest im Bereich der Energieeinbringeinrichtung (7) und vorzugsweise auch im Bereich der Verdichtungseinrichtung (8) mit einer Einhausung (21) versehen ist, die an eine Gaszuführungsleitung (22), vorzugsweise an eine Anaerobgas-Zuführungseinrichtung, angeschlossen ist.32. Device according to one or more of claims 19 to 31, characterized in that the device is provided at least in the area of the energy introduction device (7) and preferably also in the area of the compression device (8) with a housing (21) which is connected to a gas supply line (22), preferably connected to an anaerobic gas supply device.
33. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (10) zwei Förderbandanlagen (11, 12) aufweist, deren Förderbänder (13) derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass zumindest ein Holzwerkstück (1, 1 ') von den einander gegenüberliegenden Trumen (14) der Förderbänder (13), die in ein und dieselbe Richtung und mit ein und derselben Geschwindigkeit antreibbar sind, einlegbar ist, welches Holzwerkstück (1, 1 ') mittels der einander gegenüberliegenden Trume (14) zur Energieeinbringeinrichtung (7) und weiters zur Verdichtungseinrichtung (8) und Kühleinrichtung (9) sowie zu einer ggf. vorgesehenen Prüfeinrichtung und ggf. vorhandenen Bedampfungseinrichtung bringbar ist.33. Device according to one or more of claims 20 to 32, characterized in that the conveyor device (10) has two conveyor belt systems (11, 12), the conveyor belts (13) of which are arranged opposite one another in such a way that at least one wooden workpiece (1, 1 ') of the opposing strands (14) of the conveyor belts (13) which can be driven in one and the same direction and at one and the same speed, which wooden workpiece (1, 1') can be inserted by means of the opposing strands (14) can be brought to the energy introduction device (7) and further to the compression device (8) and cooling device (9) as well as to a test device which may be provided and any vaporization device which may be present.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Förderbandanlagen (12) zwei in Laufrichtung hintereinander angeordnete und in dieselbe Richtung antreibbare Förderbänder (13, 16) aufweist, zwischen denen eine Zuführung für ein weiteres Holzwerkstück (1 ") und/oder eine Energieeinbringeimichtung (7) vorgesehen ist. 34. Device according to claim 33, characterized in that one of the two conveyor belt systems (12) two arranged one behind the other in the running direction and in the same Has conveyor belts (13, 16) which can be driven in the direction between which a feed for a further wooden workpiece (1 ") and / or an energy introduction device (7) is provided.
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