NO771186L - Fremgangsm}te til forarbeiding av runde trematerialer til kantede trematerialer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til bearbeid-

else av rundlastavsnitt, hvis omkrets i tverrsnitt dannes av en rett linje og en buestrekning, til skurlast.

Som et typisk eksempel på hva som innbefattes av ut-trykket skurlast, skal det her vises til den tyske industri-

norm DIN 4071 som definerer såkalt "Kantholz" som trelast med rettvinklet tverrsnitt hvor sidelengdene ligger i samme størrelsesorden (for det meste kvadratisk og opp til et side-lengdeforhold på ca. 1:3). Vanligvis vil man av en i tverr-

snitt rund stokk få fire kvadratiske bokser.

Det skilles mellom forskjellige klasser av skurlast,

og forskjellen mellom klassene er den tillatte andel av den opprinnelige bueformede begrensning som er igjen i skurlasten,

eller størrelsen av skurflaten. Oppfinnelsen vedrører bare slike skurlastklasser hvor det er tillatt'~atf en "viss" alldel av tverrsnittsbegrensningen avviker fra den rettvinklede form og dannes av den bueformede begrensning av utgangstverrsnittet.

Jo større denne andel, ér,_ desfc6~^å~rTigere~er~kIå^s~en~.

Det er to ulemper forbundet med skurlast som har

krummede partier i omkretsbegrensningen. Den første ulempe er at fastheten reduseres, fordi det mangler en del i de for tre-virkets bøye- og knekkfasthet særlig viktige ytterområder i firkanttverrsnittet. Den andre ulempe er at fastheten og tet-ningsnøyaktigheten i en forbindelse mellom trevirket og andre byggedeler påvirkes i negativ retning når det mangler kantav-snitter på den overflaten av skurlasten som ligger i forbindelsen. Et eksempel her er f.eks. bruk av stendere i ferdighus, hvilke stendere skal forbindes med plater som danner veggene. Por

slike anvendelsesområder hair man hittil som regel benyttet skurlast i klasse A (DIN 4074), hvor det er en betingelse at minst to tredjedeler av hver tverrsnittsside kan være fri for avrundede kanter, dvs. at skurflatens størrelse ikke skal være mindre enn to trédjedeler.

Ved fremstillingen av skurlast av rundlastavsnitt

har man et betraktelig tap ved skjæringen av de rette tverr-snittssider. Dette tap er særlig stort ved rundlast med mindre diametre, f.eks. rundlast som man finner ved tømmer-stokkens smale ende.

Hensikten med oppfinnelsen er således å tilveiebringe en fremgangsmåte for bearbeidelse av rundlastavsnitt til skurlast med bedre utnyttelse av trevirket, idet man særlig tar sikte på å oppnå skurlast som til tross for en viss andel av vankant har en godt utnyttbar overflateform og gode fast-het se genskaper.

Ifølge oppfinnelsen benytter man de følgende frem-gangsmåtetrinn: a) de av en rett linje og en buestrekning begrensede rundlastavsnitt blir i området til buestrekningen skåret sideveis symmetrisk under motsatt rettede vinkler, lagt sammen i lag med vekslende retning og limt sammen ved de skårede flater; b) idet under dette omkretslengden til de skårede flater begrenses slik at den er kortere enn svarende til lagtykkelsen;

c) hvoretter lagene skjæres til skurlast.

Det er kjent å fremstille høyverdige fcreelementer ved

sammenliming av enkeltstykker. Oppfinnelsen har intet med denne kjente teknikk å gjøre, fordi skurlast i de betraktede klasser hører til de anvendelsesformål hvor det stilles mindre krav. Til de kjente fremgangsmåter som går ut på å fremstille verdi-fulle treelementer ved sammenliming hører eksempelvis den fremgangsmåte som er kjent i fra det britiske patentskrift nr. 11 828/1904, hvor det foreslås å dele opp trestammene i avsnitt med et trapestverrsnitt, limes sammen disse avsnittene og deretter skjære i brettenes treretning. Selv om man med denne fremgangsmåte kan fremstille forholdsmessig høyverdig trevirke har fremgangsmåten i praksis ikke slått igjennom fordi de derved oppnårbare materialbesparelser ikke rettferdiggjør omkostningene. Det var"således heller ikke å forutse at det ville lønne seg å treffe slike tiltak ved fremstillingen av forholdsmessig mindreverdig skurlast.

Med foreliggende oppfinnelse har man imidlertid erkjent at nettopp ved fremstilling av skurlast med bruk av de ovenfor nevnte trekk b) og c) fører til store fordeler,

noe som skal kommenteres nærmere nedenfor.

Oppfinnelsen gir avkall på helflateskjæring og sammenliming av hosliggende avsnitt. I steden forbinder man de hosliggende avsnitt bare over en del av de mot hverandre vendte omkretsflater. Dette•medfører naturligvis at det ved siden av de skårede og sammenlimte områder forblir kilehulrom. En fordel ved disse kilehulrom er den bedre trevirkeutnyttelse, som går frem av diagrammet i fig. 1. På abscissen er sentrumsvinkelen til skjæreflåtene på et rundlastavsnitt avmerket, hvilket rundlastavsnitt i tverrsnitt er begrenset av en dia-meter og en halvsirkel, dvs. at det dreier seg om halvparten av en rundsstokk. Verdien 60° svarer til en helflatebeskjæring av rundlasten ved de mot hverandre vendte sider samt ved toppunktet. Det er benyttet to parametre F . s og V, som har følgende betydning.

Utnyttelsen av trevirket er desto bedre jo mindre

den ved skjæringen fjernede tverrsnittsflate er. Et mål for den med oppfinnelsen oppnådde forbedring er således forskjellen F mellom den ved den bestemte skjære-sentrumsvinkel fjernede tverrsnittsflate og den ved helflateskjæring (sentrumsvinkel 60°) fjernede tverrsnittsflate. En betraktning utelukkende av denne størrelse vil imidlertid føre til at et tverrsnitt er desto bedre jo mindre sentrumsvinkelen er. Når sentrumsvinkelen blir mindre, synker imidlertid også den til rådighet stående sammenlimingsflate s mellom hosliggende avsnitt. En representativ verdi er derfor produktet F . s.

Man ser at ved enrrédusering av sentrumsvinkelen under 60° vil denne verdi hele tiden stige brått og når sitt maksimum i området 40°, hvoretter den faller igjen. Den steile stigning viser at allerede en liten redusering ay sentrumsvinkelen under 60° medfører en betydelig forbedring. Nesten den halve maksi-male verdi av vurderingsstørrelsen F . s når man ved en redusering av sentrumsvinkelen fra 60° til 55 • De ved de snitt som man må ta med på kjøpet ved den 60° beskjæring senkes ved denne vinkel mer enn 20%, mens den.,til rådighet stående for-bindelsesflate bare er redusert med ca. 7%. Denne sentrumsvinkel. på 55° er av betydning i så henseende at den forhånden-værende kantavrunding (på begge sider av et kilehulrom) ut-gjør omtrent en åttendedel av en sidelengde for skurlasten.

En slik skurlast kan altså innordnes i klasse A. Antall beskåret flate av totallengden til avsnittets runde begrensning utgjør ca. 31%- Valget av dette beskjæringsmål representerer en særlig viktig og fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen.

En ytterligere fordelaktig utførelse finner man ved

en sentrumsvinkel på omtrent 47° som svarer til en andel av beskåret flate av totallengden til den nnride begrensning på

28%. Totallengden til den runde tverrsnittsbegrensning i kilehulrommet utgjør da omtrent en tredjedel av en kantlengde for den oppnådde skurlast og muliggjør således en tilordning i klasse B. Faktoren F . s utgjør herved omtrent 40% og liggér altså nær sitt maksimum. Det materialtap man får under skjæringen er sunket til omtrent halvparten av det materialtap man må regne med ved helflatebeskjæring, Mens den sammenlimingsflate som står til rådighet bare er sunket ca. 20% i forhold til en helflate beskjæring.

Faktoren F . s når sint maksimalverdi under en sentrumsvinkel på 40°. Innenfor rammen av oppfinnelsen er det derfor også meget fordelaktig dersom omkretslengden til en beskåret flate i gjennomsnitt er mindre enn 25% av totallengden til den opprinnelige runde begrensning av det tilsvarende rundlastavsnitt.

Den andre for bedømmelse av trevirkeutnyttelsen egnede parameter får man når man sammenligner den etter sammensettingen av avsnittene oppnådde utnyttbare tverrsnittsstørrelse med den som rundlastavsnitt innsatte tverrsnittstørrelse. Etter det man kjenner til ligger forholdet mellom disse to tverrsnitt-størrelser alltid tydelig under 100%,hvilket skyldes de uunn-gåelige tap. Således ligger dette forhold ved 82% ved en geometrisk sett ideell utnyttelse av en halvrund stokk med helflatebeskjæring (sentrumsvinkel 60°), og tapet er altså 18%. Sammenligner man derved med de verdier man oppnår takket være oppfinnelsen så er det overraskende å se at forholdet kan stige over 100%. Dette er forsåvidt lett å forstå når man har det klart for seg at størrelsen av kilehulrommene kan overstige størrelsen til de tverrsnittstap man får ved skjæringen.^I diagrammet er derfor størrelsen V innført for å vise disse forholtd. Størrelsen V viser forholdet mellom den utnyttelses-gevinst man kan oppnå ifølge oppfinnelsen sammenlignet med helflatebeskjæring og det tap man har ved helflatebeskjæring. Det viser seg at allerede en redusering av sentrumsvinkelen

fra 60° til 55° medfører en tapforringelse på 20%. Med en sentrumsvinkel på 46% har man utlignet 60% av det tap man har ved helflatebeskjæring. Litt under 40° stiger kurven til 100%. Det betyr at man helt har utlignet de tap man har ved helflatebeskjæring og det oppnådde skurlasttverrsnitt svarer til det opprinnelige rundlasttverrsnitt. Under 34°blir det oppnådde skurlasttverrsnitt større enn det opprinnelige tverrsnitt.

Den andre fordel man oppnår med oppfinnelsen er en forbedring av overflateformen til skurlasten. Legger man snittet tvers gjennom lagplanet gjennom sentrum av et av avsnittene og gjennom sammenlimingsområdet med det hosliggende avsnitt, får man tre helt plane skurflater, mens den fjerde flate inneholder et kilehulrom. Dette kilehulrom ligger imidlertid et aller annet sted innenfor kantbegrensningene til denne fjerde side og virker ååtså ikke så forstyrrende som de av-rundinger man hittil har hatt langs kantene. Man får nemlig et bedre og sikrere anlegg for skurlasten mot andre byggedeler når flatefeil ligger innenfor flatebegrensningen og ikke ved kantene.

En tredje fordel ved oppfinnelsen er at fas.theten til den nye skurlasttype overfor bøyepåkjenninger og knekkpå-kjenninger er større. Det skyldes at feilstedene i firkanttverrsnittet, som skyldes den delvis avrundede begrensning, nå har en mindre avstand fra tverrsnittets nøytrale midtsone.

Det er hensiktsmessig å utføre skjæreflåtene på siden, dvs. de flater som tjener til den senere sammenliming, og på avsnittstoppene omtrent like lange i omkretsretningen. Særlig når den senere kapping skjer gjennom et avsnittsentrum og gjennom et sammenlimingsområde kan det være fordelaktig å

gjøre toppbeskjæringen noe større for derved å få skurlast med like sidelengder. I steden kan man også gå ut fra et rundlast-

avsnitt hvis topphøyde (tykkelse på- tvers av den plane begrensning) er tilsvarende mindre enn den halve tverrsnitts-lengden til den plane begrensning.

Det er kjent at man kan redusere limtiden ved å fore-ta en oppvarming i limpressen. Imidlertid har den derved oppnådde tidsbesparelse vært begrenset ved de hittil kjente fremgangsmåter, fordi tre er en dårlig varmeleder og varme-transporten fra overflaten og til limstedene derfor tar tilsvarende lengre tid. Ifølge oppfinnelsen imidlertid kan denne tid kortes betraktelig, idet man fører et oppvarmingsmedium gjennom kilehulrommene. Disse er direkte hosliggende i lim-flatene slik at varmemediets varme kan komme direkte frem til det ønskede sted. Som varmemedium anvendes i første rekke varmluft. Også damp kan benyttes, når man anvender fuktighets-bestandig lim. Det samme prinsipp kan anvendes når man til-streber en tørking av treverket. I dette tilfellet føres et tørkemiddel, eksempelvis oppvarmet luft, gjennom kilehulrommene. Denne fremgangsmåtekkan også anvendes når flere lag legges sammen til en blokk. Det er da viktig at man har omtrent jevn-store størrelser for kilehulrommene. Dette kan man sikre seg dersom rundlasten freses sylindrisk, som i og for seg kjent, før avsnittene skjæres ut.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det etterfølg-ende under henvisning til tegningene hvor

fig. 1 viser det allerede omtalte diagram,

fig. 2 viser et forholdsmessig stort rundlasttverrsnitt ,

fig. 3 viser et av rundlasttverrsnittet fremstilt

lag av rundlastavsnitt,

fig. 4 viser et mindre rundlasttverrsnitt og fig. 5 viser to derav fremstilte lag av rundlastavsnitt .

Av et rundlasttverrsnitt som vist i fig. 2, som er vesentlig større enn den dobbelte kantlengden til den skurlast man vil fremstille, får man ved hjelp av to snitt 1,2 i til-legg til de to rundlastavsnitt 3 et kjernestykke 4 som kan anvendes på vanlig måte. Hensiktsmessig freser man stammen sylindrisk før skjæringen, slik at man får helt like avsnitt 3. Disse beskjæres deretter på sidene ved hjelp av de antydede skjæresnitt 55og også toppen beskjæres som antydet med skjære-snittet 6. Deretter legges rundlastavsnittene sammen i lag

som vist i fig. 3. Et lag inneholder således et vilkårlig, større antall avsnitt, avhengig av størrelsen til den limpresse som står til rådighet. Etter, sammenlimingen blir lagene ved hjelp av snitt 7 eller 8 skåret opp til bokser, plank eller bjelker. Bjélkene vil eksempelvis, dersom de fremstilles .ved skjæring etter linjene 8, ha tre fullstendige skurflater, mens den fjerde siden inneholder to kiler 9- Bjelkene er imidlertid likevel utmerket egnet som sådan, fordi kantene 10 er rette og fullstendige.

Fremstiller man bjelker ved snitt etter linjene 7 så vil hver av de to lengste sideflatene til tverrsnittet inne-holde et kilehulrom 9. Mens den bjelke som fremstilles ved hjelp av snittene 8 således har den fordel at den har et

større antall plane flater eller skurflater, vil den bjelke som fremstilles ved hjelp av snittene 7 ha den fordel at den har rotasjonssymmetri og mindre tendens til å bli vindskjev.

Når det fremstilles boks ved hjelp av snittene 7 og

8 så vil disse ha tre skurflater mens den fjerde sideflate inneholdereet kilehulrom 9- Også på denne siden har man imidlertid uskadede rette sidekanter 10 og 11,og boksen egner seg derfor utmerket.til videre bruk.

Mindre rundlast av den type som er vist i fig. 4,

som likeledes hensiktsmessig først freses sylindrisk, skjæres gjennom på midten med snittet 12. Deretter beskjærer man rundlastavsnittene 13 på sidene og på toppunktet, på samme måte som nevnt foran, og setter dem sammen til lag som vist i fig. 5'De sammenlimte lag blir deretter viderebearbeidet, dvs. opp-skåret til skurlast. I fig. 5 ser man at selv en sentrumsvinkel på mindre enn 30° fører til betydelige og stort sett tilstrekkelige sammenlimingsflater.

Selvfølgelig kan det anvendes limpresser hvori bare ett, lag kan bearbeides av gangen og hvor eventuelt varmen over-føres med en kontaktoppvarming til laget. Det foretrekkes imidlertid å legge flere lag over hverandre og presse dem sam-tidig i en lsfeørre limpresse hvor varme da tilføres ved hjelp av hetgass som drives gjennom kilehulrommene ved hjelp av en vifte i et fortrinnsvis lukketkkretsløp.

Rundlasten bearbeides hensiktsmessig i standard-lengder, i samsvar med limpresserts lengde. Når det forlanges kortere lengder enn standardlengden, kappes lagene hensiktsmessig før tilskjæringen av skurlasten, idet endekappet da hensiktsmessig kan skjæres opptilsjikt på tvers av rundlast-avsnittets lengderetning, for dannelse av elementer som danner seg i kubbegulv.

Den nye fremgangsmåte kan lett gjøres Helautomatisk. Stokker med egnet lengde sorteres automatisk i tykkelses-grupper, sveises sylindrisk i grupper, skjæres opp i lengderet-ningen, beskjæres ifølge oppfinnelsen og settes sammen til lag som så etter sammenlimingen kappes i ønsket lengde og deretter bearbeides til skurlast.

Claims (9)

1.. Fremgangsmåte til bearbeidelse av rundlastavsnitt, hvis omkrets i tverrsnitt dannes av en rett linje og en buestrekning, til skurlast, karakterisert ved at' a) avsnittene i området til buestrekningen beskjæres sideveis med motsatt like vinkler, settes sammen i lag med motsatte retninger og limes sammen med hverandre i de beskårende flater, b) idet de beskårende flater begrenses til en mindre omkretslengde enn svarende til lagtykkelsen, c) og at lagene etter sammenlimingen skjæres til skurlast.

2. Fremgangsmåte ifølge krav lå karakterisert ved at omkretslengden til en beskåret flate i gjennomsnitt ikke er større enn 31% av totallengden til buestrekningen i avsnittet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at omkretslengden til en beskåret flate i gjennomsnitt ikke er større enn 28% av totallengden til buestrekningen i avsnittet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3>karakterisert ved at omkretslengden til en beskåret flate i gjennomsnitt er mindre enn 25% av totallengden til buestrekningen i avsnittet.

5. Fremgangsmåteifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at avsnittene i tverrsnittets topp be skjæres over omtrent samme omkretslengde som på sidene.

6. Fremgangsmåte i iføifcge et-av kravene 1-5,'karakterisert ved at skjæresnitt (8) for dannelse av skurlasten foretas i sammenlimingsområdet mellom to hosliggende avsnitt.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakt serri - sert ved at avsnittenes tverrsnittstopper beskjæres (6) så sterkt at lagtykkelsen (14") omtrent er halvparten så stor som delingsavstanden (7~7 , henholdsvis 8-8) til de hosliggende avsnitt (3,13).

8. , Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at lagene legges blokkvis sammen for sammenliming og/eller tørking og ved at de gjennom de av de ubeskårede omkretsområder til avsnittene dannede kiler (9) føres et oppvarmings- henholdsvis tørkemedium

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at rundlasten bearbeides sylindrisk før beskjæringen.