EP1880816A2 - Verfahren zum Umformen eines Bereichs von Holzwerkstoffplatten und Vorrichtung hierfür - Google Patents

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EP1880816A2
EP1880816A2 EP07013583A EP07013583A EP1880816A2 EP 1880816 A2 EP1880816 A2 EP 1880816A2 EP 07013583 A EP07013583 A EP 07013583A EP 07013583 A EP07013583 A EP 07013583A EP 1880816 A2 EP1880816 A2 EP 1880816A2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a range of wood-based panels and a device therefor. Such continuous processes and the corresponding devices are used in the manufacture of ceiling, wall or floor panels.
  • wood-based materials for example, high-density or medium-density fiberboard are used, in the processing of which the side surfaces are profiled into panels.
  • the profiling of the side surfaces creates sharp edges that interfere with subsequent processing, or that are undesirable for optical reasons. These sharp-edged sections must either be crushed by means of a material-removing process or smoothed by means of a forming process. The resulting chamfered bevels are usually perceived as visually appealing.
  • the bevels are produced by milling, there are disadvantages.
  • the structural connection of the wood-based material is reduced by the engagement of the milling cutter.
  • the exposed base material must subsequently be laboriously sealed against moisture.
  • the exposed base material has a deviating from the remaining surface of the wood material, in particular of a decorative surface color.
  • the EP 1 086 791 proposes to heat the reshaped area of the wood material and the forming tool with hot air and then to achieve the desired deformation by a relative movement between the workpiece and the tool.
  • a disadvantage of this type of processing of the surface is the very low heat input per unit time, so that can be achieved with such an arrangement only low operating speeds.
  • An increase in the contact temperature is not unlimited, as it can cause burns at too high temperatures.
  • the device cost is very high, as to avoid heat loss, an enclosure o. ⁇ . Is provided. It is also to be expected with a very high energy consumption, since the heated air from the smooth workpiece surface reflects rather than absorbed and implemented.
  • a method for continuous forming of areas of a wood-based panel in which at least the area to be reshaped of the wood-based panel is doped with water and / or water vapor. Subsequently, the doped region is heated. The forming takes place by means of a forming tool, which acts on the heated area of the wood-based panel.
  • doping with water and / or water vapor contributes to enabling forming with a particularly homogeneous and high-quality result.
  • the introduced onto or in the reshaped area water can be heated quickly and contributes by the compared to the wood material very much higher thermal conductivity that even at relatively low energy consumption for heating a uniform and also a deeper than known penetrating into the wood material Temperature increase is enabled.
  • water vapor is introduced onto or into the region of the wood material to be reshaped.
  • Water and steam can also be used in mixture. Water vapor can be produced inexpensively or is available inexpensively and can be used to minimize or to further the energy that must be applied for the heating of the wood material replace.
  • the water and / or the water vapor with means for adjusting the surface tension also known as wetting or wetting agent
  • these are per se known means for lowering the surface tension, which cause a better wetting of the fiber surface.
  • the water and / or the water vapor penetrate faster and further into the reshaped area of the wood material with the aid of better wetting. This penetrating wetting of the fibers to be reshaped results in a particularly uniform and lasting forming result.
  • the application or introduction of the water and / or water vapor is possible in a variety and technically simple manner. It may preferably be applied by spraying onto the area to be reshaped, by rolling water, by dipping the wood material, and also by doctoring. Water and / or water vapor are sucked into the wood material by utilizing capillary forces along the fibers and into the fiber walls.
  • the doping of water and / or water vapor in the area to be reshaped of the wood material is particularly preferred.
  • the injection allows a three-dimensional distribution of water and / or water vapor on and under the surface of the area of the wood material to be reshaped. This not only transforms the surface itself, but also a three-dimensional area. This allows reshaping of the wood material with reduced force, alternatively a stronger forming, which goes beyond a few tenths of a millimeter and can be up to 1-2 mm. In addition, the result of the forming is particularly uniform.
  • Doping the area to be reshaped with water and / or water vapor is a crucial key to the accelerated reshaping of wood-based materials. Regardless of the energy or heat source, the heat is transferred more quickly to the surface and into the wood material after doping with water and / or water vapor.
  • a particularly high processing speed is achieved when a High-frequency device is used, which efficiently stimulates the water molecules and thereby generates heat.
  • the use of high-frequency devices is known per se.
  • the forming tool can be heated. This minimizes or eliminates a potential temperature gradient between the fibers at the surface of the area to be reshaped and the tool surface. At the same time a possible formation of layers in the reshaped region of the wood material is counteracted, which may u.U. u. U.U. in forming a highly heated wood material with a cold tool. can form on the surface of the wood material.
  • the process for forming a range of wood-based materials is carried out at least twice on the same area of the wood-based material to be reformed.
  • the easiest way to do this is by two inventive devices for forming are arranged one after another and the reshaped wood material passes through these devices.
  • An alternative embodiment of the method according to the invention is used when the area of the wood material doped with water and / or steam is still sufficiently heated after being processed by a first forming tool. Then, by the action of a second forming tool, the desired contour for the region of the wood material to be reshaped can be achieved.
  • the inventive method with its above-described alternatives and options is particularly suitable for reshaping the edge regions of wood-based materials. It is particularly focused on the transitions from the top and bottom to the side surfaces. Equally suitable is this method but also for forming of edges at the transition of surfaces resulting from the profiling of wood materials, for example for reshaping edges on wood materials with grooved surfaces.
  • the method according to the invention is preferably carried out with a device for reshaping a region of wood-based materials which has means for heating a region of wood-based materials and a tool for reshaping regions of a wood-based material.
  • a device for reshaping a region of wood-based materials which has means for heating a region of wood-based materials and a tool for reshaping regions of a wood-based material.
  • These components are known per se. According to the invention, they are supplemented by means for doping regions of a wood material to be reshaped with water and / or water vapor, wherein the means for heating are arranged so that they act on the doped regions of the wood material to be reshaped, and that the tool for forming on the heated region the reshaped wood material acts.
  • means for doping the area of the wood material to be reshaped with water and / or water vapor are arranged in front of the means for heating and before the forming tool.
  • the means for doping may be designed as spraying, rolling, dipping or doctoring means, but also as means for injecting.
  • Spray nozzles, application rollers or squeegees or immersion baths for applying or applying coatings to wood-based materials are quite common. They can be readily modified for the processing of water.
  • Means for injecting water and / or water vapor are preferably used.
  • You can z. B. be formed as a rotating spiked rollers with hollow spines whose spines at least partially penetrate into the region of the wood material to be doped. In this case, water and / or steam are then supplied from the interior of the roller and injected through the cavities in the spikes on or in the regions of the wood material to be doped.
  • the improved penetration of the area to be deformed with good heat-conducting water or steam results in a significantly improved deformability of the wood material. This manifests itself in a lower power requirement during forming.
  • the tool must therefore exert less pressure on the wood material to effect a given deformation.
  • larger volumes of wood-based material can be reshaped with the same force as in the prior art.
  • the doping with the undesirable water or water vapor thus causes significant improvements in the forming of wood materials, especially when the penetration of water or water vapor can be used in the wood material.
  • the advantage of the improved heat conduction and thus the improved plasticization of the wood-based material is used particularly efficiently if a high-frequency device, as described above, is used for heating the wood-based material.
  • the wood-based material is heated as far as water or water vapor has penetrated. This pervasive heating improves the plasticization - and thus the formability - of the wood material so that z. B. edge areas can be better provided with chamfers or curves. It proves to be an advantage for the quality of these transformations when the plasticizing and forming not only takes place on the surface of the wood material.
  • preferred embodiments of the device either comprise two successively arranged tools, which are connected downstream of the means for doping and the means for heating. Or the device has sequentially at least two times each means for doping, means for heating and means for forming, which passes through the wood material to be formed in the operating state in succession until the transformation is completed.
  • the tools can advantageously be shaped so that they each cause a partial deformation of the wood material.
  • the tools for forming the wood material are known per se. There are usually rotating rollers whose profile is tuned to the deformation to be generated.
  • the tools can be designed to be heatable.
  • the tools can also be designed to be stationary, depending on the type of deformation that is to be made.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a wood-based panel produced according to the invention, here as a floor panel 1, consisting of a support plate 2 with a coating 3.
  • the carrier plate 2 consists of a high-density fiberboard (HDF) and is cuboidal.
  • the support plate 2 has an upper cover surface 4, one of the upper cover surface 4 oppositely disposed lower support surface 5. Between the upper cover surface 4 and the lower support surface 5 extend opposite side surface pairs 6 and 6 ', which is perpendicular to the top surface 4 and to Support surface 5 are arranged.
  • opposite side surface pairs 6, 6 ' have connecting means in the form of groove 8 and spring 9, with which several floor panels 1 can be connected together to form a flat composite, not shown.
  • Both the groove 8 and the spring 9 are each provided with corresponding locking means, not shown, which lock connected floor panels 1 in the vertical and in the horizontal direction.
  • the connecting means groove 8 and spring 9 and the locking means, not shown, are made of wood-based material and are machined out of the support plate 2.
  • the coating 3 is arranged on the upper cover surface 4 over the entire surface and fixedly connected to the support plate 2.
  • the coating 3 consists either of at least one resin-impregnated paper layer or of at least one color or lacquer coating.
  • the coating 3 has an optically effective decoration, for example a wood grain and, moreover, an abrasion-resistant action which results either from abrasion-resistant particles or from a resistant paint surface.
  • the edge 7 is uniformly formed over its entire length and forms a chamfer 10.
  • the chamfer 10 is rounded in the illustrated embodiment. Bevel 10 may be shaped uniformly or non-uniformly beyond that shown in FIG.
  • the chamfer 10 may be rounded or square. The shape and size of the chamfer 10 depend on the selected degree of deformation.
  • FIG. 2 shows an enlarged region of FIG. 1 at the edge 7 of the carrier plate 2. Below the chamfer 10, a compacted region 11 is formed, wherein the compression also depends on the shape and size of the chamfer 10 and on the degree of deformation selected.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the device 12 according to the invention.
  • the device 12 comprises a roller 13 whose peripheral surface is provided with needles 14.
  • the needles 14 communicate with a conduit 15 which supplies water.
  • a high-frequency device 16 is arranged, which generates heat in the operating state on the floor panel 1.
  • a forming tool 17 is arranged, whose circumference is profiled. The profile is designed to reflect the contour of the reshaped area.
  • the above-described processing unit roller 13, high-frequency device 16 and forming tool 17 are arranged so that can act on a floor panel 1 that is positioned on a conveyor, not shown, and is guided past these processing units 13, 16 and 17.
  • a floor panel 1 which is provided with a sharp-edged profile, formed at the edge 7.
  • the forming takes place by firstly guiding the panel 1 past a rotating roller 13 whose peripheral surface is provided with needles 14.
  • the roller 13 is guided past the panel 1 in such a way that the needles 14 at least partially penetrate into the panel 1.
  • the perforated by the needles 14 portion of the panel 1 is acted upon by a line 15 with water, so that the edge 7 is moistened.
  • the water enters the panel 1 through the perforation created by the needles 14. Capillary forces support this Sucking in the water.
  • the water is warmed to a temperature of 80 ° C.
  • the elevated temperature also helps the water to penetrate.
  • the panel 1 is carried out in the working direction A under a high-frequency device 16.
  • This high-frequency device 16 acts on the moistened area of the panel 1.
  • the water is at least partially drawn into the panel 1.
  • the water is heated by the alternating magnetic field, according warms the wood material wherever water has penetrated.
  • the degree of heating may be predetermined by adjusting the corresponding power of the radio frequency device 16.
  • the heating is very fast, so that the working speed is 100 m / min.
  • the high-frequency device 16 is followed by the forming tool 17, here designed as a wheel, which acts under pressure on the heated area.
  • the forming takes place only by the brief action of the tool 17, a further fixation of the deformed area is not required.
  • the inventive method for forming the edges of wall, ceiling and / or floor panels is used.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines Bereichs (7) einer Holzwerkstoffplatte (1) mit den Schritten - Dotieren der umzuformenden Holzwerkstoffplatte (1) mit Wasser und/oder mit Wasserdampf - Erwärmen des dotierten Bereichs (7) und - Umformen des dotierten Bereichs (7) mittels mindestens eines Umform-Werkzeugs (17) sowie eine Vorrichtung (12) zur Durchführung des Verfahrens und eine erfindungsgemäße hergestellte Holzwerkstoffplatte (1) mit einem umgeformten Bereich.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines Bereichs von Holzwerkstoffplatten und eine Vorrichtung hierfür. Derartige kontinuierliche Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen werden bei der Herstellung von Decken-, Wand- oder Fußbodenpaneelen eingesetzt. Als Holzwerkstoffe werden beispielsweise hoch- oder mitteldichte Faserplatten eingesetzt, bei deren Verarbeitung zu Paneelen die Seitenflächen profiliert werden.
  • Bei der Profilierung der Seitenflächen entstehen scharfe Kanten, die bei der späteren Verarbeitung stören, oder die aus optischen Gründen unerwünscht sind. Diese scharfkantigen Abschnitte müssen entweder mittels eines materialabhebenden Verfahrens gebrochen oder mittels eines umformenden Verfahrens geglättet werden. Die dabei entstehenden fasenförmigen Abschrägungen werden in der Regel als optisch reizvoll wahrgenommen.
  • Werden die Abschrägungen durch Fräsen erzeugt, stellen sich Nachteile ein. Zum einen wird durch den Eingriff des Fräsers die Gefügeverbindung des Holzwerkstoffs vermindert. Zum anderen muss das freigelegte Grundmaterial nachfolgend aufwändig gegen Feuchtigkeit versiegelt werden. Darüber hinaus weist das freigelegte Grundmaterial eine von der restlichen Oberfläche des Holzwerkstoffs, insbesondere von einer Dekor-Oberfläche abweichende Farbe auf.
  • Es wird daher vermehrt zum Umformen der Kanten von Holzwerkstoffplatten übergegangen, bei dem Beschichtungen erhalten bleiben und damit eine Versiegelung des umgeformten Bereichs gewährleistet ist.
  • Vorschläge, mit denen sowohl scharfkantige Abschnitte beseitigt als auch unerwünschte Formänderungen behoben werden können, sind z. B. aus der DE 103 56 837 bekannt. Es wird vorgeschlagen, mit einem beheizten Werkzeug über die zu glättenden bzw. umzuformenden Bereiche der Oberfläche zu fahren und diese unter Druckeinwirkung umzuformen. Nachteilig bei dieser Art der Bearbeitung der Oberfläche ist der nur sehr geringe Wärmeeintrag pro Zeiteinheit, so daß sich mit einer solchen Anordnung nur geringe Arbeitsgeschwindigkeiten und geringe Umformgrade erzielen lassen. Eine Erhöhung der Kontakttemperatur ist auch nicht unbegrenzt möglich, da es bei erhöhten Kontakttemperaturen zu Verbrennungen an der Kontaktstelle der umzuformenden Oberfläche kommen kann.
  • Die EP 1 086 791 schlägt vor, den umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs und das Umform-Werkzeug mit Heißluft zu erwärmen und dann durch eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug die gewünschte Umformung zu erreichen. Nachteilig bei dieser Art der Bearbeitung der Oberfläche ist der nur sehr geringe Wärmeeintrag pro Zeiteinheit, so daß sich mit einer solchen Anordnung nur geringe Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen lassen. Eine Erhöhung der Kontakttemperatur ist nicht unbegrenzt möglich, da es bei zu hohen Temperaturen zu Verbrennungen kommen kann. Zudem ist der Vorrichtungsaufwand sehr hoch, da, um Wärmeverluste zu vermeiden, eine Einhausung o. ä. vorzusehen ist. Es ist auch mit einem sehr hohen Energieverbrauch zu rechnen, da die erwärmte Luft von der glatten Werkstückoberfläche eher reflektiert als aufgenommen und umgesetzt wird.
  • Die DE 10 2004 031 057 und die EP 1 621 304 der Anmelderin werden als nächstkommender Stand der Technik angesehen. Es wird dort vorgeschlagen, den umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs mittels Infrarot-Strahlung zu erwärmen, um dann mittels eines Umform-Werkzeugs die gewünschte Umformung zu erreichen. Dieses kontinuierliche Verfahren ist zwar für Arbeitsgeschwindigkeiten von 100 m/min und mehr ausgelegt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein zu hoher Aufwand zum Aufheizen mit Infrarot-Strahlern notwendig ist, so daß bei derartigen Arbeitsgeschwindigkeiten unter wirtschaftlichen Aspekten keine Umsetzung sinnvoll erscheint.
  • Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umformen von Bereichen einer Holzwerkstoffplatte vorzuschlagen, bei dem mit guter Qualität und unter wirtschaftlich akzeptablen Bedingungen Arbeitsgeschwindigkeiten von 100 m/min und mehr erreicht werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum kontinuierlichen Umformen von Bereichen einer Holzwerkstoffplatte vorgeschlagen, bei dem mindestens der umzuformende Bereich der Holzwerkstoffplatte mit Wasser und/oder Wasserdampf dotiert wird. Anschließend wird der dotierte Bereich erwärmt. Das Umformen erfolgt durch ein Umform-Werkzeug, das auf den erwärmten Bereich der Holzwerkstoffplatte einwirkt.
  • Bei der Be- und Verarbeitung von Holzwerkstoffen wie insbesondere MDF und HDF ist der Feuchtigkeitsgehalt bzw. das Entfernen und Aufnehmen von Wasser oder Wasserdampf kritisch. Schwankende Feuchtigkeitsgehalte bewirken unerwünschte Formänderungen und werden deshalb von Fachleuten abgelehnt. Angestrebt wird ein gleichmäßiger, unveränderter Feuchtegehalt. So wird z. B. beim Aufbringen von Leimen stets sorgfältig darauf geachtet, dass nur das notwendige Minimum an Wasser verwendet wird, um nicht im Bereich des Auftrags lokale Formänderungen auszulösen.
  • Erstaunlicherweise trägt jedoch das Dotieren mit Wasser und/oder Wasserdampf dazu bei, ein Umformen mit einem besonders homogenen und qualitativ hochwertigen Ergebnis zu ermöglichen. Das auf bzw. in den umzuformenden Bereich eingebrachte Wasser lässt sich schnell aufheizen und trägt durch die gegenüber dem Holzwerkstoff sehr viel höhere Wärmeleitfähigkeit dazu bei, dass schon bei verhältnismäßig geringem Energieaufwand für das Erwärmen eine gleichmäßige und zudem auch eine tiefer als bekannt in den Holzwerkstoff eindringende Temperatursteigerung ermöglicht wird.
  • Bereits geringe Mengen Wasser genügen, um diesen Vorteil zu nutzen, der erheblich dazu beiträgt, dass eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit beim Umformen möglich ist.
    Um das Erwärmen des umzuformenden Bereichs zu beschleunigen, wird nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Wasserdampf auf oder in den umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs eingebracht. Wasser und Wasserdampf können auch in Mischung eingesetzt werden. Wasserdampf kann preiswert erzeugt werden bzw. ist preiswert vorhanden und kann eingesetzt werden, um die weitere Energie, die für das Erwärmen des Holzwerkstoffs aufzubringen ist, zu minimieren oder zu ersetzen.
  • Es hat sich gemäß einer weiteren Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, das Wasser und/oder den Wasserdampf mit Mitteln zum Einstellen der Oberflächenspannung, auch als Netzmittel oder Benetzungsmittel bekannt, zu versetzen. In der Regel handelt es sich dabei um an sich bekannte Mittel zum Herabsetzen der Oberflächenspannung, die eine bessere Benetzung der Faseroberfläche bewirken. Das Wasser und/oder der Wasserdampf dringen mit Unterstützung der besseren Benetzung schneller und weiter in den umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs ein. Diese durchdringende Benetzung der umzuformenden Fasern bewirkt ein besonders gleichmäßiges und dauerhaftes Umform-Ergebnis.
  • Das Aufbringen bzw. Einbringen des Wassers und/oder Wasserdampfs ist auf vielfältige und technisch einfache Weise möglich. Es kann bevorzugt durch Sprühen auf den umzuformenden Bereich, durch Aufwalzen von Wasser, durch Tauchen des Holzwerkstoffs, und auch durch Rakeln aufgebracht werden. Wasser und/oder Wasserdampf werden unter Ausnutzung von Kapillarkräften entlang der Fasern und in die Faserwandungen in den Holzwerkstoff hineingesogen.
  • Besonders bevorzugt ist das Dotieren von Wasser und /oder Wasserdampf in den umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs. Das Injizieren ermöglicht eine dreidimensionale Verteilung von Wasser und/oder Wasserdampf auf und unter der Oberfläche des umzuformenden Bereichs des Holzwerkstoffs. Dadurch wird nicht nur die Oberfläche selbst sondern ein dreidimensionaler Bereich umformbar. Dies ermöglicht ein Umformen des Holzwerkstoffs mit reduziertem Kraftaufwand, alternativ ein stärkeres Umformen, das über einige Zehntel Millimeter hinausgeht und bis zu 1-2 mm betragen kann. Zudem ist das Ergebnis der Umformung besonders gleichmäßig.
  • Das Dotieren des umzuformenden Bereichs mit Wasser und/oder Wasserdampf ist ein entscheidender Schlüssel zum beschleunigten Umformen von Holzwerkstoffen. Unabhängig von der Energie- bzw. Heizquelle wird die Wärme auf der Oberfläche und in den Holzwerkstoff hinein nach Dotieren mit Wasser und/oder Wasserdampf schneller übertragen. Eine besonders hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit wird erreicht, wenn eine Hochfrequenz-Einrichtung eingesetzt wird, die die Wassermoleküle effizient anregt und dadurch Wärme erzeugt. Der Einsatz von Hochfrequenz-Einrichtungen an sich ist bekannt.
  • Um das Umformen weiter wirtschaftlich zu gestalten und um eine gute Qualität der Umformung zu gewährleisten, kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch das Umform-Werkzeug erwärmt sein. Dadurch wird ein mögliches Temperaturgefälle zwischen den Fasern an der Oberfläche des umzuformenden Bereichs und der Werkzeug-Oberfläche minimiert oder vermieden. Gleichzeitig wird damit einer möglichen Schichtbildung in dem umgeformten Bereich des Holzwerkstoffs entgegengewirkt, die sich beim Umformen eines hoch erwärmten Holzwerkstoffs mit einem kalten Werkzeug u.U. auf der Oberfläche des Holzwerkstoffs bilden kann.
  • Bei Holzwerkstoffen, die in kontinuierlichen Verfahren entweder bei niedrigen Temperaturen umgeformt werden oder bei Anwendungen, die eine weitgehende Umformung des Holzwerkstoffs erfordern, z. B. bei einer aufwändigen Kantenprofilierung, erweist sich eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft. Erfindungsgemäß wird das Verfahren zum Umformen eines Bereichs von Holzwerkstoffen mindestens zweimal an demselben, umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs durchgeführt. Am einfachsten erfolgt dies, indem zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen zum Umformen nacheinander angeordnet sind und der umzuformende Holzwerkstoff diese Vorrichtungen durchläuft.
  • Eine alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet dann Anwendung, wenn der mit Wasser und/oder Wasserdampf dotierte Bereich des Holzwerkstoffs nach Bearbeitung durch ein erstes Umform-Werkzeug noch ausreichend erwärmt ist. Dann kann durch Einwirken eines zweiten Umform-Werkzeugs die gewünschte Kontur für den umzuformenden Bereich des Holzwerkstoffs erreicht werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit seinen vorstehend geschilderten Alternativen und Optionen ist besonders geeignet, um die Kantenbereiche von Holzwerkstoffen umzuformen. Dabei wird besonders auf die Übergänge von Ober- und Unterseite zu den Seitenflächen abgestellt. Genauso geeignet ist dieses Verfahren aber auch zum Umformen von Kanten am Übergang von Flächen, die sich durch die Profilierung von Holzwerkstoffen ergeben, zum Beispiel zum Umformen von Kanten an Holzwerkstoffen mit genuteten Oberflächen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt mit einer Vorrichtung zum Umformen eines Bereichs von Holzwerkstoffen durchgeführt, die Mittel zum Erwärmen eines Bereichs von Holzwerkstoffen und ein Werkzeug zum Umformen von Bereichen eines Holzwerkstoffs aufweist. Diese Komponenten sind an sich bekannt. Sie werden erfindungsgemäß ergänzt durch Mittel zum Dotieren von umzuformenden Bereichen eines Holzwerkstoffs mit Wasser und/oder Wasserdampf, wobei die Mittel zum Erwärmen so angeordnet sind, dass sie auf die dotierten Bereiche des umzuformenden Holzwerkstoffs einwirken, und dass das Werkzeug zum Umformen auf den erwärmten Bereich des umzuformenden Holzwerkstoffs einwirkt.
  • Wesentlich um Umsetzen der Erfindung ist es, dass Mittel zum Dotieren des umzuformenden Bereichs des Holzwerkstoffs mit Wasser und / oder Wasserdampf vor den Mitteln zum Erwärmen und vor dem Umform-Werkzeug angeordnet sind.
  • Die Mittel zum Dotieren können als Mittel zum Sprühen, Walzen, Tauchen oder Rakeln, aber auch als Mittel zum Injizieren ausgelegt sein. Sprühdüsen, Auftragswalzen oder - Rakel oder Tauchbäder zum Auf- oder Einbringen von Beschichtungen auf Holzwerkstoffe sind durchaus üblich. Sie können ohne weiteres für die Verarbeitung von Wasser modifiziert werden. Mittel zum Injizieren von Wasser und/oder Wasserdampf werden bevorzugt eingesetzt. Sie können z. B. als rotierende Stachelwalzen mit Hohlstacheln ausgebildet sein, deren Stacheln mindestens abschnittsweise in den zu dotierenden Bereich des Holzwerkstoffs eindringen. Dabei werden dann aus dem Inneren der Walze Wasser und/oder Wasserdampf zugeführt und durch die Hohlräume in den Stacheln auf bzw. in die zu dotierenden Bereiche des Holzwerkstoffs injiziert. Durch diese Art des Dotierens kann eine genau festgelegte Menge Wasser bzw. Wasserdampf in den Holzwerkstoff eingebracht werden. Dabei ist es als Vorteil anzusehen, dass das Wasser bzw. der Wasserdampf nicht nur auf die Oberfläche des Holzwerkstoffs aufgebracht werden.
  • Die verbesserte Durchdringung des zu verformenden Bereichs mit gut wärmeleitendem Wasser oder Wasserdampf bewirkt eine deutlich verbesserte Verformbarkeit des HolzWerkstoffs. Dies äußert sich in einem geringeren Kraftbedarf beim Umformen. Das Werkzeug muss also weniger Druck auf den Holzwerkstoff ausüben, um eine vorgegebene Umformung zu bewirken. Alternativ können mit gleichem Kraftaufwand wie beim Stand der Technik größere Volumina des Holzwerkstoffs umgeformt werden. Das Dotieren mit dem an sich unerwünschten Wasser bzw. Wasserdampf bewirkt also wesentliche Verbesserungen beim Umformen von Holzwerkstoffen, insbesondere dann, wenn das Eindringvermögen des Wassers oder Wasserdampfs in den Holzwerkstoff genutzt werden kann.
  • Der Vorteil der verbesserten Wärmeleitung und damit der verbesserten Plastifizierung des Holzwerkstoffs wird besonders effiziert genutzt, wenn eine Hochfrequenz-Einrichtung -wie vorstehend beschrieben- zum Erwärmen des Holzwerkstoffs eingesetzt ist. Der Holzwerkstoff wird so weit erwärmt, wie Wasser oder Wasserdampf eingedrungen sind. Diese durchdringende Erwärmung verbessert die Plastifizierung -und damit die Umformbarkeit- des Holzwerkstoffs so dass z. B. Kantenbereiche besser mit Fasen oder Rundungen versehen werden können. Dabei erweist es sich als Vorteil für die Qualität dieser Umformungen, wenn die Plastifizierung und Umformung nicht nur an der Oberfläche des Holzwerkstoffs erfolgt.
  • Erfindungsgemäß weisen bevorzugte Ausführungen der Vorrichtung entweder zwei nacheinander angeordnete Werkzeuge auf, die den Mitteln zum Dotieren und den Mitteln zum Erwärmen nachgeschaltet sind. Oder die Vorrichtung weist nacheinander jeweils mindestens zwei Mal Mittel zum Dotieren, Mittel zum Erwärmen und Mittel zum Umformen auf, die der umzuformende Holzwerkstoff im Betriebszustand nacheinander passiert bis die Umformung vollständig abgeschlossen ist. Die Werkzeuge können dabei vorteilhaft so geformt sein, dass sie jeweils eine teilweise Umformung des Holzwerkstoffs bewirken.
  • Die Werkzeuge zum Umformen des Holzwerkstoffs sind an sich bekannt. Es sind meist rotierend angeordnete Walzen, deren Profil auf die zu erzeugende Umformung abgestimmt ist. Die Werkzeuge können beheizbar ausgelegt sein. Die Werkzeuge können auch feststehend ausgebildet sein, je nach Art der Umformung, die vorzunehmen ist.
  • Details der Erfindung werden an Hand der nachstehenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatte
    Fig. 2
    eine ausschnittsweise schematische Darstellung eines Holzwerkstoff-Paneels mit erfindungsgemäß umgeformter Kante
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß hergestellten Holzwerkstoffplatte, hier als ein Fußbodenpaneel 1, bestehend aus einer Trägerplatte 2 mit einer Beschichtung 3.
  • Die Trägerplatte 2 besteht aus einer hochdichten Faserplatte (HDF) und ist quaderförmig ausgeführt. Die Trägerplatte 2 besitzt eine obere Deckfläche 4, eine, der oberen Deckfläche 4 gegenüberliegend angeordnete untere Auflagefläche 5. Zwischen der oberen Deckfläche 4 und der unteren Auflagefläche 5 erstrecken sich jeweils gegenüberliegende Seitenflächenpaare 6 und 6', die rechtwinklig zu der Deckfläche 4 und zu der Auflagefläche 5 angeordnet sind. Zwischen benachbarten Flächen ergibt sich jeweils eine die Flächen verbindende Kante 7. Jeweils gegenüberliegende Seitenflächenpaare 6, 6' weisen Verbindungsmittel in Form von Nut 8 und Feder 9 auf, mit denen sich mehrere Fußbodenpaneele 1 miteinander zu einem nicht dargestellten flächigen Verbund verbinden lassen. Sowohl die Nut 8 als auch die Feder 9 ist jeweils mit korrespondierenden und nicht dargestellten Verriegelungsmitteln versehen, die verbundene Fußbodenpaneele 1 in vertikaler und in horizontaler Richtung verriegeln. Die Verbindungsmittel Nut 8 und Feder 9 sowie die nicht dargestellten Verriegelungsmittel bestehen aus Holzwerkstoff und sind aus der Trägerplatte 2 herausgearbeitet.
  • Die Beschichtung 3 ist auf der oberen Deckfläche 4 vollflächig und fest mit der Trägerplatte 2 verbunden angeordnet. Die Beschichtung 3 besteht entweder aus wenigstens einer harzgetränkten Papierlage oder aus wenigstens einer Farb- oder Lackbeschichtung. Die Beschichtung 3 weist ein optisch wirkendes Dekor, beispielsweise eine Holzmaserung und darüber hinaus eine abriebfeste Wirkung auf, die sich entweder aus abriebfesten Partikeln oder aus einer beständigen Lackoberfläche ergibt.
  • Die Kante 7 ist über ihre gesamte Länge gleichmäßig umgeformt und bildet eine Fase 10 aus. Die Fase 10 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel abgerundet ausgeführt. Die Fase 10 kann, über die Darstellung der Figur 1 hinausgehend, gleichmäßig oder ungleichmäßig geformt sein. Die Fase 10 kann abgerundet oder auch eckig ausgeführt sein. Form und Größe der Fase 10 hängen dabei von dem gewählten Umformgrad ab.
  • Die Figur 2 zeigt einen vergrößerten Bereich der Figur 1, an der Kante 7 der Trägerplatte 2. Unterhalb der Fase 10 ist ein verdichteter Bereich 11 ausgebildet, wobei die Verdichtung auch von der Form und der Größe der Fase 10 sowie von dem gewählten Umformgrad abhängt.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12. Die Vorrichtung 12 umfasst eine Walze 13, deren Umfangsfläche mit Nadeln 14 versehen ist. Die Nadeln 14 stehen mit einer Leitung 15 in Verbindung, die Wasser zuführt. Nach der Walze 13 ist eine Hochfrequenz-Einrichtung 16 angeordnet, die im Betriebszustand an dem Fußbodenpaneel 1 Wärme erzeugt. In Arbeitsrichtung, gekennzeichnet durch einen Pfeil A, nach der Hochfrequenz-Einrichtung 16 ist eine Umform-Werkzeug 17 angeordnet, dessen Umfang profiliert ist. Das Profil ist so ausgearbeitet, dass es die Kontur des umgeformten Bereichs abbildet. Die vorbeschriebenen Bearbeitungseinheiten Walze 13, Hochfrequenz-Einrichtung 16 und Umform-Werkzeug 17 sind so angeordnet, dass auf ein Fußbodenpaneel 1 einwirken können, dass auf einer nicht dargestellten Fördereinrichtung positioniert ist und an diesen Bearbeitungseinheiten 13, 16 und 17 vorbeigeführt wird.
  • Im Betriebszustand wird ein Fußbodenpaneel 1, das mit einem scharfkantigen Profil versehen ist, an der Kante 7 umgeformt. Das Umformen erfolgt, indem das Paneel 1 zunächst an einer rotierenden Walze 13 vorbeigeführt wird, deren Umfangsfläche mit Nadeln 14 versehen ist. Die Walze 13 wird in der Weise an dem Paneel 1 vorbeigeführt, dass die Nadeln 14 mindestens teilweise in das Paneel 1 eindringen. Der von den Nadeln 14 perforierte Bereich des Paneels 1 wird durch eine Leitung 15 mit Wasser beaufschlagt, so dass die Kante 7 befeuchtet wird. Das Wasser dringt durch die Perforation, die von den Nadeln 14 erzeugt wurde, in das Paneel 1 ein. Dabei unterstützen Kapillarkräfte das Einsaugen des Wassers. Das Wasser ist auf eine Temperatur von 80 °C angewärmt. Die erhöhte Temperatur unterstützt das Eindringen des Wassers ebenfalls.
  • In der Folge wird das Paneel 1 in Arbeitsrichtung A unter einer Hochfrequenz-Einrichtung 16 durchgeführt. Diese Hochfrequenz-Einrichtung 16 wirkt auf den befeuchteten Bereich des Paneels 1. Auf dem Weg zur Hochfrequenz-Einrichtung 16 ist das Wasser mindestens teilweise in das Paneel 1 eingezogen. Beim Passieren der Hochfrequenz-Einrichtung 16 wird das Wasser durch das wechselnde Magnetfeld erwärmt, entsprechend erwärmt sich der Holzwerkstoff überall dort, wo Wasser eingedrungen ist.
  • Das Ausmaß der Erwärmung kann durch die Einstellung der entsprechenden Leistung der Hochfrequenz-Einrichtung 16 vorgegeben werden. Die Erwärmung erfolgt sehr schnell, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit 100 m/min beträgt.
  • Auf die Hochfrequenz-Einrichtung 16 folgt das Umform-Werkzeug 17, hier als Rad ausgebildet, das unter Druck auf den erwärmten Bereich einwirkt. Die Umformung erfolgt nur durch das kurze Einwirken des Werkzeugs 17, eine weitere Fixierung des umgeformten Bereichs ist nicht erforderlich.
  • Typischerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Umformen der Kanten von Wand-, Decken- und/oder Fußbodenpaneelen eingesetzt.

Claims (17)

  1. Verfahren zum kontinuierlichen Umformen eines Bereichs (7) einer Holzwerkstoffplatte (1) mit den Schritten
    - Erhitzen des umzuformenden Bereichs (7) der Holzwerkstoffplatte (1) und
    - Formen der Holzwerkstoffplatte (1) unter Druck,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Erhitzen durch Dotieren der umzuformenden Holzwerkstoffplatte (19) mit Wasser und/oder mit Wasserdampf und Erwärmen des dotierten Bereichs erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dotieren mit Wasser und/oder Wasserdampf erfolgt, der mit Mitteln zum Einstellen der Oberflächenspannung versetzt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dotieren durch Sprühen, Walzen, Rakeln, Tauchen und/oder Injizieren von Wasser und/ oder Wasserdampf erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen des dotierten Bereichs mittels einer Hochfrequenz-Einrichtung (16) erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umform-Werkzeug (17) beim Umformen erwärmt ist.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein zweites Werkzeug zum Umformen eines Bereichs (7) einer Holzwerkstoffplatte (1) an demselben umzuformenden Bereich der Holzwerkstoffplatte (1) eingesetzt wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Umformen eines Bereichs (7) einer Holzwerkstoffplatte (1) mindestens zweimal an demselben umzuformenden Bereich (7) der Holzwerkstoffplatte (1) durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kanten (7) einer Holzwerkstoffplatte (1) umgeformt werden.
  9. Vorrichtung zum kontinuierlichen Umformen eines Bereichs von Holzwerkstoffplatten (1) mit
    - Mitteln (16) zum Erwärmen eines Bereichs (7) von Holzwerkstoffplatten (1) und mit
    - einem Werkzeug (17) zum Umformen von Bereichen einer Holzwerkstoffplatte (1),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - Mittel (12, 13, 14) zum Dotieren von umzuformenden Bereichen (7) der Holzwerkstoffplatte (1) mit Wasser und/oder Wasserdampf angeordnet sind, dass
    - die Mittel (16) zum Erwärmen so angeordnet sind, dass sie auf die dotierten Bereiche (7) der umzuformenden Holzwerkstoffplatte (1) einwirken, und dass
    - das Werkzeug (17) zum Umformen auf den erwärmten Bereich (7) der umzuformenden Holzwerkstoffplatte (1) einwirkt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (12, 13,14) zum Dotieren als Mittel zum Sprühen, Walzen, Tauchen und /oder Injizieren ausgelegt sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16) zum Erwärmen als Hochfrequenz-Heizeinrichtung ausgelegt sind.
  12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei nacheinander angeordnete Werkzeuge (17) zum Umformen vorgesehen sind.
  13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Vorrichtungen (12) zum Umformen von Bereichen (7) einer Holzwerkstoffplatte (1) hintereinander vorgesehen sind.
  14. Holzwerkstoffplatte, aufweisend einen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 umgeformten Bereich (7).
  15. Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 14, aufweisend einen umgeformten Bereich (7) zwischen Deckfläche (4) und Seitenfläche (6, 6').
  16. Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der umgeformte Bereich (7) gleichmäßig oder ungleichmäßig, gerundet oder ekkig geformt ist.
  17. Holzwerkstoffplatte nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb des umgeformten Bereichs (7) ein verdichteter Bereich (11) der Holzwerkstoffplatte befindet.
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