FI122312B

FI122312B - Menetelmä ja järjestely puuviilujen saumaamiseksi toisiinsa

Info

Publication number: FI122312B
Application number: FI20096043A
Authority: FI
Inventors: Pekka Runonen
Original assignee: Raute Oyj
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-11-30
Also published as: US20110083773A1; FI20096043A0; FI20096043A; ITMI20101816A1; JP2011079317A; IT1402513B1; DE102010042121A1

Description

Menetelmä ja järjestely puuviilujen saumaamiseksi toisiinsa

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä puuviilujen saumaamiseksi toisiinsa reunaliitoksella, jossa menetelmässä saumattavat viilut asennetaan 5 ensin saumattavat reunat vastakkain ja sen jälkeen suoritetaan viilujen sau-maaminen toisiinsa niiden välisen saumakohdan pituussuunnassa välin päässä toisistaan sijaitsevissa liitoskohdissa. Lisäksi keksinnön kohteena on järjestely puuviilujen saumaamiseksi toisiinsa.

10 Puuviiluja käytetään mm. vanerilevyjen ja LVL:n valmistamiseen. Viiluja valmistetaan tavallisesti viilusorvissa pöllistä vuolemalla, jolloin tuloksena on suhteellisen pitkiä kaistaleita, joissa kuidut ovat olennaisesti poikittain kaistaleen pituussuuntaan nähden. Näistä viilukaistaleista leikataan sitten käyttötarkoituksen mukaisesti viiluarkkeja, joita käytetään esim. vanerilevyjen val-15 mistukseen. Vanerilevyn tyypillinen mitta on 8 x 4 jalkaa (tai 4x8 jalkaa), ensimmäisen luvun ilmaistessa vanerilevyn mitan syiden suunnassa. Pöllin pituus on tyypillisesti noin 8 tuumaa suurempi kuin valmistettavan vanerilevyn syynsuuntainen mitta ja viiluarkit leikataan hieman lopullisen vanerilevyn leveyttä suuremmiksi, tyypillisesti n. 9 tuumaa leveämmäksi, kuivauksen ai-20 kana tapahtuvan kutistumisen huomioonottamiseksi 8x4 jalan vanerilla. Viilujen paksuus on tyypillisesti alueessa n. 1-4 mm.

Viilukaistaleissa esiintyy erilaisia luontaisia vikoja, kuten suuria oksanreikiä, ^ halkeamia, päävajavaisuutta eli pääraakkivikaa yms., jonka vuoksi niistä jou- o 25 dutaan usein leikkaamaan pienempiä arkkeja, kuin mitä lopullisen vanerile- ^ vyn koko edellyttää. Vanerilevyjen tuotannossa tyypillisesti n. 5-10 % viiluista | on vajaamittaisia, jolloin tällaisia pienempikokoisia viilupaloja joudutaan liit- co tämään toisiinsa lähes aina vanerilevyjen teollisessa tuotannossa riittävän o saannon varmistamiseksi. Liittäminen tai saumaaminen tehdään asettamalla o ° 30 viilujen liitettävät reunat vastakkain siten, että viilujen välinen sauma ulottuu olennaisesti poikittaissuunnassa viilujen syynsuuntaiseen pituuteen nähden.

2 Tällaisia toisiinsa liitettyjen vajaamittaisten viilujen muodostamista viiluma-toista leikataan sitten täysimittaista viilua vastaavat viiluarkit, joita käytetään tyypillisesti vanerilevyjen sisäkerroksissa. Viilut lajitellaan käyttötarkoituksen mukaan hyvällä tarkkuudella kuivauksen jälkeen ennen niiden viemistä liittä-5 misvaiheeseen. Lajittelua voidaan suorittaa jo märkänä, jolloin vain liittämis-vaiheeseen vietävät viilut erotellaan. Tekniikan tasossa tunnetaan erilaisia teippinauhoja ja ompelutekniikoita käyttäviä vajaamittaisten viilujen sau-maamismenetelmiä, jotka soveltuvat käytettäviksi kuitenkin vasta kuivauksen jälkeen. Julkaisussa WO 00/32370 on kuvattu eräs menetelmä pintaviilujen 10 saumaamiseksi toisiinsa liimasauman avulla. Käytössä on myös menetelmä, jossa viilut liitetään kuivauksen jälkeen viilujen välisiin saumoihin nähden poikittain ulottuvien liimalankojen avulla ja jossa menetelmässä saumattavien viilujen väliseen saumaan muodostetaan pistemäisiä liimauskohtia. Liimapis-teiden avulla pyritään estämään vanerilevyjen limittyminen jatkokäsittelyn 15 aikana ja liimalankojen avulla pyritään lisäämään liitoksen pituussuuntaista lujuutta. Julkaisussa US 4,545,845 on kuvattu eräs viilujen liittämismenetelmä liiman avulla. Julkaisussa US 3,732,833 on kuvattu viilujen liittäminen ompelemalla, jossa muodostetaan yksittäisiä reikiä, joiden avulla muodostetaan jatkuva, viilujen koko leveyden poikki ulottuva lankasauma. Tunnettujen 20 viilujen saumaamistapojen eräänä ongelmana on se, että saumattavat viilut ovat kuivauksen jälkeen hauraampia, jolloin niiden ompeleminen on vaikeaa ja ne halkeavat suhteellisen helposti, eikä niillä tehty saumakohdan liitos aina __ kestä jatkokäsittelyssä saumaan kohdistuvia rasituksia, vaan viilut voivat ^ mennä esim. osittain päällekkäin, jolloin niitä ei voida enää hyödyntää jatko- § 25 prosesseissa vaan ne joudutaan palauttamaan hylkynä. Näiden ongelmien $2 ratkaisemiseksi on kehitetty erilaisia märkäsaumausmenetelmiä, kuten viilu- | jen ompeleminen toisiinsa viilujen välisen sauman yli muodostettavalla ompe-

oo leella, kuten kuvattu esim. patenttijulkaisuissa US 3,856,600 ja US

o 3,919,954. Ompelemismenetelmiä on kuvattu myös patenttijulkaisuissa EP o ^ 30 0528717, GB 1166570. Märkäsaumauksella tarkoitetaan viilujen liittämistä toisiinsa ennen kuivausvaihetta viilujen kosteuspitoisuuden ollessa alueessa 3 n. 40-150 % niiden kuivapainosta. Kuivauksen jälkeen viilujen kosteuspitoisuus on tyypillisesti n. 2-12 % niiden kuivapainosta. Kuivauksen aikana viilut kutistuvat kuitusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa tyypillisesti 5-10 %. Märkäsaumausmenetelmän etuina on mm. energiansäästö, kun ei tarvitse 5 turhaan kuivata hylkytavaraa. Lisäksi etuna on se, ettei tarvitse syöttää kuivaajaan helposti tukkeutumia aiheuttavaa viilua ja että työ vähenee koska roskat otetaan heti pois.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada parannettu menetelmä 10 ja järjestely, jolla vierekkäiset viilut saadaan liitetyksi lujalla liitoksella, joka pitää vierekkäiset viilut kiinni toisissaan eri suuntiin koko saumaamisen jälkeisen jatkoprosessin ajan. Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu märkä-saumaukseen mahdollistaen liitoksen, joka kestää mm. kuivausprosessin aiheuttamat rasitukset, mutta sitä voidaan ajatella käytettäväksi myös kuiva-15 tuksen jälkeen tapahtuvaan viilujen saumaukseen.

Keksinnön päämäärien saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että menetelmässä saumattaviin viiluihin muodostetaan mainittuihin liitoskohtiin vähintään kolmen läpimenevän reiän rivi, joka 20 ulottuu saumattavien viilujen vastakkaisten reunojen välisen saumakohdan poikki siten, että yksi reisistä osuu olennaisesti saumakohtaan, ja sen jälkeen viilut kiinnitetään toisiinsa reikiin asennettavilla liitosvälineillä.

^ Keksinnön mukaiselle järjestelylle on puolestaan tunnusomaista se, että jär- i o 25 jestelyyn kuuluu välineet vähintään kolmen läpimenevän reiän rivin muodos- i ^ tamiseksi saumattaviin viiluihin mainituissa liitoskohdissa, joka reikärivi ulot- | tuu saumattavien viilujen vastakkaisten reunojen välisen saumakohdan poikki co siten, että yksi reiästä osuu olennaisesti saumakohtaan, ja reikiin asennetta- sfr o vat liitosvälineet viilujen kiinnittämiseksi toisiinsa, o S 30 4

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on se, että liitos muodostuu yksittäisistä lujista liitoskohdista, joiden paikka on suhteellisen helposti muunneltavissa tietyllä toleranssialueella, esim. kamerakuvauksen antamien tietojen perusteella, jolloin vältytään liitoskohdan edellyttämän rei'ityksen muodostamiselta 5 esim. oksakohtaan, jossa liitos ei pysy, koska oksakohta putoaa pois, tai rei'ityksen osuminen oksanreiän tai muun tyhjän paikan kohdalle, jolloin liitosta ei voitaisi tehdä asianmukaisella tavalla. Saumakohtaan tehtävä reikä sallii lukitusliitoksen tekemisen siihen, jolloin vierekkäiset viilut lukittuvat tehokkaasti sekä viilujen pituus- ja poikittaissuunnassa että niiden paksuus-10 suunnassa. Yksittäiset liitokset voidaan tehdä yhdellä työpäällä, joka tekee kussakin liitoskohdassa tarvittavat reiät ja sen jälkeen viilujen liittämisen langalla tai erillisellä liitoselimellä, ja sen jälkeen siirtyy sauman suunnassa eteenpäin seuraavaan liitoskohtaan. Liitokset voidaan tehdä myös yhtäaikaisesti olennaisesti koko sauman pituudelle ulottuvalla työasemalla, jossa on 15 useita työpäitä kutakin liitoskohtaa varten tehtävän rei'ityksen suorittamiseksi samanaikaisesti ja samoin sitä seuraavan liittämisen suorittamiseksi samanaikaisesti kussakin liitoskohdassa. Myös tässä jälkimmäisessä tapauksessa yksittäiset työpäät on edullisesti siirrettävissä sauman suuntaisesti tietyllä toleranssialueella esim. kamerakuvauksen antamien tietojen perusteella sen 20 varmistamiseksi, että kukin liitoskohta tulee sopivaan kohtaan. Työpäässä voi olla myös rajoitinvälineet, jotka estävät automaattisesti lävistystyökalun toiminnan jatkumisen liian kovan oksakohdan vuoksi, ja lisäksi niissä on edulli-^ sesti takaisinkytkentä ohjaukseen antamaan tieto siitä, että lävistys ei ole ^ onnistunut ja ko. liitoskohdan liittämisvaihe jätetään väliin.

§ 25 ^ Reikiä muodostetaan kuhunkin liitoskohtaan edullisesti vähintään kolme kap- ίο paletta reikäjaon ollessa esim. alueessa 5-20 mm, edullisesti n. 15 mm. Rei- co kien halkaisija on edullisesti alueessa n. 5-10 mm pyöreiden reikien tapauk-

O

sessa. Reikien muoto voi olla muukin kuin pyöreä. Liitoskohtien välinen etäi-o ^ 30 syys on edullisesti alueessa n. 150-400mm, mutta se voi poiketa huomatta- 5 vastikin tästä arvosta mm. puulajista, viilujen mitoista ja kosteuspitoisuudesta riippuen.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin oheisiin piirustuksiin viitaten, 5 joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviollisena periaatekuvantona kahta toisiinsa liitettävää viiluarkkia, 10 kuvio 2 esittää hieman suurennettuna kuvantona liitoskohtia, kuvio 3 esittää hieman suurennettuna kuvantona erästä keksinnön mu kaista liitoskappaletta paikoilleen liitettävien viiluarkkien ollessa esitettynä leikattuna liitoskohdassa, ja 15 kuvio 4 esittää yksityiskohtaisemmin kuvion 3 mukaista liitoskappaletta.

Seuraavassa kuvataan esimerkkinä eräitä saumauksen toteuttamistapoja.

20 Saumatun viilumaton takareuna ja viilumattoon saumattavan viilun etureuna ovat aluksi paikoitettuna saumausyksikön alle tiiviisti toisissaan kiinni. Liitoskohtien 7 välinen etäisyys määritetään tarpeen mukaan, esimerkiksi 100 mm. ___ Lävistystyökalulla lävistetään liitoskohtaan esim. kolme vierekkäistä reikää 5, g> joista keskimmäinen 5', on puoliksi kummassakin viilussa. Reikien optimaali- i g 25 nen muoto voidaan selvittää kokeellisesti, ja se voi olla esim. pyöreä, hai- i $5 kaislaltaan noin 5-6 mm oleva reikä. Lävistystyökalu voi olla esim. meisti- | tyyppinen lävistin tai poraustyökalu. Reikien lukumäärä on edullisesti kolme, eo mutta niitä voi olla useampiakin eikä niiden tarvitse välttämättä sijaita sym- § metrisesti sauman suhteen. Reikien tarkoituksena on mm. estää viilun hal-

CD

O

g 30 keaminen seuraavissa vaiheissa ja varmistaa, että liitosta ei yritetä tehdä sellaiseen kohtaan, johon rei'itystä ei voida suorittaa esimerkiksi liian kovan 6 oksankohdan vuoksi. Lävistystyökalussa on edullisesti ylikuormarajoitin ja anturointi ja takaisinkytkentä ohjaukseen siten, että mikäli lävistys ei onnistu, ei liitoksen tekemistä ko. kohtaan jatketa. Keskireiän 5'tarkoituksena on lukita sidos sauman 6 kohdalta joka suuntaan.

5

Reikien muodostamisen jälkeen suoritetaan viilujen la, Ib liittäminen toisiinsa liitosvälineillä, joita voivat olla esim. sidoslanka tai erityinen reikäjakoon sovitettu liitoskappale 2, joka muodostuu kahdesta osasta, jotka kulloinkin käsittävät liitososat 3 ja niitä yhdistävät yhdysosat 4. Liitososat 3 työnnetään 10 viilujen vastakkaisilta puolilta reikiin 5, 5'ja lukitaan toisiinsa. Liitoksista osa tai kaikki voidaan tehdä samalla liitospäällä siirtämällä joko viilua tai liitospää-tä uuteen liitospaikkaan. Paras kapasiteetti saavutetaan luonnollisesti, jos jokaisessa liitospaikassa on oma liitospäänsä ja liitokset tehdään samanaikaisesti.

15

Sidoslankaliitosta käytettäessä reiät 5, 5' helpottavat sidoslangan pujotusta sidokseen punontatyökalujen mahtuessa viilun läpi tehdystä reiästä.

Reikien lävistyksen yhteydessä muotoillaan edullisesti liitoskohtaan puristamalla painanteet lankoja varten. Painanteen puristamiseen voidaan käyttää 20 tarvittaessa myös lämmitettävää painannetyökalua. Painanteiden tarkoituksena on helpottaa kireämmän sidoksen tekemistä vähemmällä voimalla ja vahvistaa sidosta joka suuntaan langan sijoittuessa painanteeseen, jolloin se ^ ei voi kovin helposti siirtyä paikaltaan. Painanteet estävät lisäksi sidoslangan ^ näkymistä valmiissa tuotteessa. Painannetyökalulla voidaan tarvittaessa teh- o 25 dä myös lisäviilto ulommaisiin reikiin langan kiristyssuuntaan, jolloin lanka $5 kiristettynä hakeutuu viiltoon. Tämä vahvistaa edelleen sidoslangan pysymiset tä paikoillaan.

CO

o

Sidoksen tekemiseen voidaan käyttää alalla sinänsä tunnettuja lankoja, joko o 30 liiman kanssa tai ilman. Lanka on edullisesti sellaista, joka kutistuu kuivaus- 7 lämpötilassa, mieluummin enemmän kuin puun kutistuman verran, esimerkiksi 10...20 %, tehden sidoksesta kireämmän ja siten paremman.

Lankasidos voidaan tehdä esim. seuraavasti: 5 1. Vedetään lankaa rullalta reikärivin päälle sidoksen tekemiseen riittävä pituus.

2. Työnnetään lanka työkalulla keskireiän läpi lenkiksi viilun toiselle puolelle ja pidetään se ko. työkalulla siten, että langan lenkin suunta on muihin reikiin 10 nähden kohtisuorassa.

3. Suoritetaan langan leikkaus.

4. Työnnetään langan päät kumpikin omalla työkalullaan laitimmaisten reikien läpi.

5. Työnnetään tarttujat keskireiässä olevan lankalenkin läpi.

15 6. Vedetään keskireiän läpi viety työnnin perusasentoon.

7. Tartutaan kullakin tarttujalla vastapuolen reiästä läpi tuodun langan päähän.

8. Vedetään tarttujat lankojen päistä pitäen keskireiässä olevan lankalenkin lävitse samalla kiristäen lankasidos.

20 9. Viedään tarttujat toisiaan kohti siten, että langan päihin tarttujien ja sol mukohdan väliin jää lenkit.

10. Kolmannella tarttujalla suoritetaan otteen vaihto toiselta tarttujalta siten, ___ että lankojen päät menevät ristiin.

c> 11. Vedetään tarttujat uudelleen ulospäin sidoksesta, jolloin sidokseen muo- § 25 dostuu solmu keskireiän kohdalle.

^ 12. Tarvittaessa viimeistellään sidos katkaisemalla ylimääräinen pituus lanko- | jen päistä.

CO

o

Kohdat 9-11 voidaan tarvittaessa korvata varmistamalla sidoksen pitävyys o ^ 30 liimaamalla esimerkiksi PUR-liimalla, joka kestää kuivauslämpötilan.

8

Liitos voidaan tehdä myös erillisellä liitoskappaleella, joka koostuu esimerkiksi komposiitista, jossa kuituna käytetään esimerkiksi vastaavaa lankatyyppiä kuin edellä esitetyssä lankasidosratkaisussa, johon on valettu käytettävän reikäjaon mukaisesti kiinnitysosia 3 siten, että viilun molemmin puolin stans-5 sataan valmiisiin reikiin ko. liitososat ja että liitososat stanssatessa liittyvät toisiinsa pitävästi. Liitososat voivat muodostaa pitkänomaisen kiinnitysosa-nauhan, josta irrotetaan kuhunkin sidoskohtaan tarvittava pituus, esim. 3 liitososan pituus. Liitoskappale voi olla myös yhtenäisenä erillisenä kappaleena, esim. valamalla, muodostettu väline, jossa reikiin asettuvien kiinni-10 tysosien 3 välinen yhdysosa 4 on muodostettu lankamaiseksi tai nauhamaiseksi. Kiinnitysosien 3 korkeuden on oltava niin pieni, että kiinnitysosat eivät ylitä viilun paksuutta puristettaessa viiluista tuotetta, esim. 3,2 mm viilulle kiinnitysosan 3 paksuus on edullisesti noin 3 mm tai hieman pienempi. Kiinnitysosien halkaisijoiden tulee edullisesti olla hieman isompia kuin viiluun muo-15 dostettujen reikien 5, jotta kiinnitysosat mahdollisimman hyvin pysyisivät paikoillaan. Liitoskappaleen raaka-aineena on edullisesti muovi tai muovikomposiitti, jonka sulamislämpötila on yli 200 °C.

Liitoskappaletta käytettäessä viilujen liittäminen toisiinsa tapahtuu esim. seu-20 raavalla tavalla: 1. Siirretään uusi liitoskappale stanssaustyökaluihin reikien kohdalle viilun ^ molemmin puolin.

° 2. Stanssataan viilun molemmilta puolilta kiinnitysosat yhteen, jonka jälkeen § 25 ne muodostavat lujan sidoksen keskenään ja saumaan.

3. Samalla suoritetaan tarvittaessa liitoskappaleen irrotus kiinnitysosanauhas-Er ta.

CL

00 g Tämän vaihtoehdon etuna on mm. sidoksen tekemisen nopeus ja varsinaisen o £3 30 liitostyökalun yksinkertaisuus.

9

On myös mahdollista käyttää toteutusta, jossa viilut liitetään toisiinsa viilujen molemmilla puolilla reikien välillä ulottuvilla irtolangoilla, jotka lukitaan kuhunkin reikään esim. kuviossa 4 esitetyn osan 3 kaltaisilla erillisillä liitososilla. Tämä toteutus sallii suuremmat toleranssit reikien välisessä etäisyydessä.

5 δ

(M

σ> o i

CD

X

en

CL

CO

sj- o

CD

O) o o

(M

Claims

1. Menetelmä puuviilujen (la, Ib) saumaamiseksi toisiinsa reunaliitoksella, jossa menetelmässä saumattavat viilut asennetaan ensin saumattavat reunat 5 vastakkain ja sen jälkeen suoritetaan viilujen saumaaminen toisiinsa niiden välisen saumakohdan (6) pituussuunnassa välin päässä toisistaan sijaitsevissa liitoskohdissa (7), tunnettu siitä, että menetelmässä saumattaviin viilui-hin (la, Ib) muodostetaan mainittuihin liitoskohtiin (7) vähintään kolmen läpimenevän reiän (5, 5') rivi, joka ulottuu saumattavien viilujen (la, Ib) vas-10 takkaisten reunojen välisen saumakohdan (6) poikki siten, että yksi reilstä (S') osuu olennaisesti saumakohtaan (6), ja sen jälkeen viilut kiinnitetään toisiinsa reikiin asennettavilla liitosvälineillä.

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitosvälineenä 15 käytetään reikien läpi kulkevaa lankaa, johon muodostetaan langan kiristyksen jälkeen lukitussolmu saumakohdassa olevan reiän (50 kohdalle.

3. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitosvälineenä käytetään reikien läpi kulkevaa lankaa, jolle tehdään langan kiristyksen jäl- 20 keen liimalukitus saumakohdassa olevan reiän (50 kohdalle.

4. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitosvälineenä käytetään lankaa, joka kiristetään paikoilleen ainakin yhteen reikään asennet- ^ tavan lukitusvälineen avulla. § 25

^ 5. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liitosvälineenä | käytetään erityistä liitoskappaletta (2), joka muodostuu saumattavien viilujen oo molemmille puolille asettuvista, reikäjakoon sovitetuista yhtenäisistä liitoseli- o g mistä, joissa olevat liitososat (3) on sovitettu tarttumaan toisiinsa reikien si- o ^ 30 säilä muotolukituksen avulla.

6. Jonkin vaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reikien (5, 5') välille muodostetaan painanne reikien välillä ulottuvan liitosvälineen osuuden vastaanottamiseksi. 5

7. Järjestely puuviilujen saumaamiseksi toisiinsa reunaliitoksella, johon järjes telyyn kuuluu välineet saumattavien viilujen (la, Ib) asentamiseksi saumattavat reunat vastakkain ja välineet viilujen välisen liitoksen tekemiseksi niiden välisen saumakohdan (6) pituussuunnassa välin päässä toisistaan sijaitsevissa liitoskohdissa (7), tunnettu siitä, että järjestelyyn kuuluu välineet vähin-10 tään kolmen läpimenevän reiän (5, 50 rivin muodostamiseksi saumattaviin viiluihin mainituissa liitoskohdissa (7), joka reikärivi ulottuu saumattavien viilujen vastakkaisten reunojen välisen saumakohdan (6) poikki siten, että yksi reisistä (50 osuu olennaisesti saumakohtaan, ja reikiin asennettavat liitosväli-neet viilujen kiinnittämiseksi toisiinsa. 15

8. Vaatimuksen 7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että liitosvälineenä on lanka.

9. Vaatimuksen 7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että liitosvälineenä on 20 erityinen liitoskappale (2), joka muodostuu saumattavien viilujen (la, Ib) molemmille puolille asettuvista, reikäjakoon sovitetuista yhtenäisistä liitoselimistä, joissa olevat liitososat (3) on sovitettu tarttumaan toisiinsa reikien si- ^ säilä muotolukituksen avulla. δ (M CT) cp CO X cc CL CO o CD O) o o (M