Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Furnierwerkstückes nach dem einleitenden Teil des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 15 zu dessen Durchführung.
Aus der US-A-1,876,330 ist ein Verfahren dieser Art bekannt, bei dem die Basislage, aus einem Holzkern bestehend, zusammen mit dem aus Holz bestehenden Deckfurnier in ein Preßstanzwerkzeug eingelegt werden, in welchem unter Anwendung von Druck und Wärme das Deckfurnier mit der Basislage verbunden wird. Die im Umfangsrandbereich des Furnierwerkstückes ggf. überstehenden Teile des Deckfurniers werden im Preßstanzvorgang abgeschnitten. Mittels dieses bekannten Verfahrens lassen sich nur verhältnismäßig dicke Furnierwerkstücke mit hinreichender Steifigkeit herstellen.
Andererseits sind in der DE-A-3 636 587 (nachveröffentlicht) ein Verfahren sowie ein Preßstanzwerkzeug der eingangs genannten Art beschrieben, die sich durchaus bewährt haben und die Herstellung von Furnierwerkstücken mit Ausschnitten unter wesentlich geringerem Arbeitsaufwand als bis dahin ermöglichen. Dabei werden die Ausschnittkanten mit Deckfurnier bekleidet, wobei die Vorgehensweise kostengünstig und das ästhetische Aussehen des hergestellten Furnierwerkstückes einwandfrei ist.
Es hat sich allerdings als wünschenswert herausgestellt, Furnierwerkstücke erzeugen zu können, deren Oberfläche vorzugsweise lackartig glänzend erscheint und die trotz großer Abmessungen und gleichzeitig geringer Gesamtdicke verhältnismäßig verwindungsstreif sind, so daß sie zum Verkleiden auch großflächiger Bauelemente verwendet werden können. Diesbezüglich gewährleistet die Vorgehensweise nach der DE-A-3 636 587 noch nicht die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit und ist auch nur bei begrenzter Dicke des Werkstückes anwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und das Preßstanzwerkzeug der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß in dem einzigen Preßstanzvorgang die herstellbaren Furnierwerkstücke auch mit größerer Dicke als beim vorstehend beschriebenen Stand der Technik in verbindungsfreier Gestaltung hergestellt werden können, so daß vorzugsweise durch Erzeugung gerader, breiter Auflagekanten am ggf. konkav oder konvex ausgebildeten Werkstück z. B. ein leichtes Aufkleben oder anderweitiges Befestigen an zu verkleidenden Bauelementen möglich ist; vorzugsweise sollen die Furnierwerkstücke in dem einzigen Preßstanzvorgang mit der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere mit Matt- oder Hochglanz, versehen werden, ohne daß eine Nachbearbeitung notwendig ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 6 bis 14.
Das Preßstanzwerkzeug nach der Erfindung ist Gegenstand der Patentansprüche 15 bis 22.
Durch die erfindungsgemäß erzielte Randverdichtung gelingt es, in einem einzigen Preßstanzvorgang außerordentlich verwindungssteife Furnierwerkstücke, wie sie beispielsweise als Auskleidungsteile für Kraftfahrzeuge von Vorteil sind, herzustellen, dadurch, daß beim Verdichten des Randbereiches vor dessen Zusammendrücken zusätzliches weiteres Material in den dem Randbereich benachbarten Abschnitt des herzustellenden Furnierwerkstückes "nachgeführt" wird, lassen sich wesentlich stärkere Krümmungen ohne Reißen des Deckfurniers bzw. der Furnierlagen erzielen, als dies bei den bisher bekannten Vorgehensweisen der Fall war. Enge Krümmungsradien, wie sie bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise realisiert werden können, ließen sich bisher nicht erzielen. Das Stauchen von zusätzlichem Furnierlagen in die randnahen Abschnitte des herzustellenden Furnierwerkstückes hinein hat also nicht nur den Vorteil, daß die Gefahr des Auftretens von Rissen wesentlich kleiner ist als beim Stand der Technik, sondern daß sich auch sehr steife Werkstücke ergeben.
Die erhaltenen Anlagekanten sind so dicht, daß sie das Eindringen von Feuchtigkeit in das Furnierwerkstück praktisch unmöglich machen, ohne daß noch eine gesonderte Randabdichtung erforderlich wäre. Ein Nacharbeiten, wie Fräsen oder Schleifen, der Anlagekanten ist nicht erforderlich. Wird, wie es bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Fall ist, an der - Unterseite des Furnierwerkstückes, also an der dem Deckfurnier abgewandten Seite, ein Phenolharzfilm oder dergleichen angeordnet, so dient dieser zur zusätzlichen Flächen- und Kantenversiegelung, wobei der noch hiervon freie Randbereich so hoch verdichtet ist, daß, wie bereits beschrieben, ein Eindringen von Feuchtigkeit ausgeschlossen ist.
Bei dem Preßstanzwerkzeug nach der Erfindung, mittels dessen sich Furnierwerkstücke größerer, wenn auch natürlich begrenzter Dicke bzw. größerer Steifigkeit als bisher bekannt herstellen lassen, sind also entweder ein z.B. feststehendes Gegenwerkzeug und ein bewegliches Stanzwerkzeug, oder umgekehrt, und ein weiteres, in Richtung auf das Stanzwerkzeug bewegliches Abdrückwerkzeug vorgesehen, oder aber, das Stanzwerkzeug und das Gegenwerkzeug sind in der erfindungsgemäßen Weise mit zusammenwirkenden Umfangs-Abdrückkanten bzw. Schneidflächen versehen.
Um die Furnierwerkstücke mit Hochglanz zu versehen, sind bei der Erfindung zwei Vorgehensweisen vorgesehen. Entweder wird das lacktragende Deckfurnier des Furnierpaketes in das Lackkunstharz eingetaucht, oder aber das Oberflächenmaterial wird als Lackfilm aufgelegt. Die Furniere für das Deckfurnierblatt müssen in jedem Fall als Einzelteil vor dem Behandeln mit dem Oberflächenmaterial bzw. vor dem Preßstanzvorgang mit niedriger, dem Oberflächenschliff angepaßter Korngröße des Schleifmaterials geschliffen werden, da am fertigen, gepreßten Formteil eine Oberflächenbehandlung nur mit großem Zeitaufwand möglich ist. Bei der erstgenannten Vorgehensweise nach der Erfindung wird das Deckfurnier zunächst in eine entsprechende Lackkunstharzlösung eingetaucht. An den Tauchprozeß schließt sich ein Trocknungsprozeß an, der soweit fortgesetzt wird, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes nicht mehr größer als 6 % ist. Nach Abschluß des Trockenprozesses wird das Furnierpaket zusammengetragen und in die Formpresse, also das Preßstanzwerkzeug, eingesetzt. Die den Deckfurnier zugewandte Preßfläche des Preßstanzwerkzeuges ist vorzugsweise hartverchromt-glänzend ausgebildet, bei erwünschter mattglänzender Oberfläche hingegen matt, je nach dem zu erzielenden Glanzgrad der Oberfläche des Furnierwerkstückes.
Bei der anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die erwünschte glänzende oder mattglänzende Oberfläche im Filmlackverfahren erzeugt wird, ergibt sich eine besonders einfache und zeitsparende Vorgehensweise. Dabei wird der Lackfilm zugeschnitten und dann auf das Deckfurnierblatt des Furnierpaketes aufgelegt, woraufhin das gesamte Furnierpaket mit dem Lackfilm dann in die Presse eingesetzt wird. Eine weitere Behandlung des Furnierpaketes findet nicht statt, vielmehr verläßt das Furnierwerkstück bei beiden Verfahren das Preßstanzwerkzeug bzw. die Formpresse als fertig oberflächenbehandeltes Endprodukt.
Von besonderem Vorteil ist es dabei, daß keine Nachbehandlung der Deckfurnieroberfläche, die ja nach dem Formpressvorgang in der Regel geboten ist, durch Schleifen etc. mehr notwendig ist, vielmehr die entsprechenden Bearbeitungsvorgänge in beiden Fällen vollständig vor dem Formpreßvorgang am noch ebenen Deckfurnierblatt ausgeführt werden können.
Die Parameter für den Preßvorgang, nämlich Temperatur, Preßdruck und Preßdauer, sind vorzugsweise die auch bei der Vorgehensweise nach der DE 36 36 587 A1 verwendeten, wobei jedoch ggf. die speziellen Verarbeitungsbedingungen des verwendeten Lackkunstharzes bzw. Lackfilmes zu beachten sind. Insgesamt läßt sich das Verfahren nach der Erfindung sinngemäß mit den entsprechenden Parametern der DE 36 36 587 A1 verwenden, und zwar sowohl bezüglich der Verfahrensschritte als auch des Aufbaus des Preßstanzwerkzeuges, so daß zur Ergänzung des Erfindungsgedankens diesbezüglich in vollem Umfang der Offenbarungsgehalt der DE 36 36 587 A1 in die Erfindung eingeschlossen ist.
Gegenüber dem bisher angewendeten Arbeitsverfahren zur Erzielung glänzender Oberflächen mit ihren zahlreichen Arbeitsvorgängen ist das Verfahren nach der Erfindung sehr wenig zeitaufwendig und außerdem sehr wirtschaftlich
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
Wie Figur 1 erkennen läßt, weist das Preßstanzwerkzeug nach der Erfindung bei dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel ein bewegliches Stanzwerkzeug 12, ein Gegenwerkzeug 14 und ein Abdrückwerkzeug 15 auf. Das Stanzwerkzeug 12 ist mit einer Verdrängungsfläche 16 und das Abdrückwerkzeug 15 mit einer Abdrückfläche 17 versehen. Die Verdrängungsfläche 16 des Stanzwerkzeuges 12 schließt an eine Schneidkante 18 an. Das Abdrückwerkzeug 15 ist in Richtung des Pfeiles 19 bewegbar. An die Schneidkante 18 des Stanzwerkzeuges 12 schließt eine Formfläche 20 an, der eine hiermit komplementäre Gegenwerkzeug-Formfläche 21 am Gegenwerkzeug 14 entspricht. Diese und die Preßfläche 22 des Stanzwerkzeuges 12 sind hartverchromt-hochglänzend ausgebildet.
An die Formfläche 21 des Gegenwerkzeuges 14 schließt eine Knickfläche 23 an. Diese Knickfläche kann in Sonderfällen auch nach außen geneigt sein, so daß die Unterfläche der Randverdichtung keine waagerechte ist. Das Furnierpaket für das herzustellende Furnierwerkstück weist eine Schichtung von Basis-Furnierlagen 32 und eine Deckfurnierlage 34 aus Holz auf. Die Figur 2 läßt fernerhin eine Verdrängungsmenge 35, das für die Herstellung der Randverdichtung gebrauchte Furniermaterial bezeichnend, Reststücke und Randabfall bzw. Reststücke 36 erkennen, deren Bedeutung noch weiter unten erläutert wird. Die wirkliche Dicke des gepreßten Furnierpaketes ist mit "37" angegeben, während die Abgrenzung des zu verdrängenden Abfalls 35 mit "38" strichpunktiert wiedergegeben ist. Ein Abfallraum 39 befindet sich zwischen dem Abdrückwerkzeug 15 und dem Stanzwerkzeug 12, während schließlich Figur 3 ein unteres Ende 40 des Furnierpaketes, nämlich die hergestellte Randverdichtung, erkennen läßt.
Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich mittels des vorstehend beschriebenen Preßstanzwerkzeuges in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wie folgt durchführen, wobei noch darauf hingewiesen sei, daß bei der Darstellung gemäß Figur 2 im Sinne der Darstellung der Materialverdrängung bezüglich des Umbiegens und Knickens des Handbereiches der Furnierlagen der Preßdruck noch nicht auf die Furnierlagen einwirkt, sondern das Stanzwerkzeug 12 und das Gegenwerkzeug 14 lediglich soweit zusammengefahren sind, daß ein Umbiegen bzw. -Knicken des Randbereiches der Furnierlagen bewirkt wird, während erst bei der Darstellungsweise gemäß Figur 3 der volle Preßdruck auf die Furnierlagen einwirkt:
Das nur roh auf Formatgröße zugeschnittene Furnierpaket, bei dem die Furnierschichtung mit den Basisfurnieren 32, ggf. noch mit dem als Unterlage dienenden Phenolharzfilm 48, und dem Deckfurnier 34 im wesentlichen der DE 36 36 587 A1 entspricht, wird auf das untere Gegenwerkzeug 14 aufgelegt, nachdem vorher ggf. auch ein Lackkunstharzfilm auf das Deckfurnier 34 gelegt worden ist. Dann senkt sich das Stanzwerkzeug 12 auf das Furnierpaket und preßt es bis zur erforderlichen Furnierwerkstückdicke 37 zusammen. Dabei können die über das Fertigmaß überstehenden Randabfallteile 36 nicht frei nach unten in den Abfallraum 39 hängen, sondern werden durch die Knickfläche 23 in Richtung auf den Abfallraum 39 umgeknickt. Die überflüssigen Randabfallstücke werden dann durch das mit Verzögerung gegen die Absenkung des Stanzwerkzeuges 12 sich nach oben in Richtung des Pfeiles 19 bewegende Abdrückwerkzeug 15 mit Hilfe der Schneidkante 18, im Zusammenwirken mit der Abdrückfläche 17, abgeschnitten und fallen in den Abfallraum 39. Eine geringe durch die strichpunktierten Linien 38 begrenzte Verdrängungsmenge 35 wird durch das Abdrückwerkzeug 15 nach oben in das untere Ende 40 (Fig. 3) des Furnierpaketes 40 abgedrückt und dort unter Verdichtung des gesamten Randbereiches und Versteifung desselben in der Masse verdrängt. Hierin besteht ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung, da sich auf diese Weise Auflagekanten bzw. Randverstärkungen mit Vorfestigkeit erhalten lassen, wie sie insbesondere von Vorteil sind, wenn Furnierwerkstücke der erfindungsgemäß hergestellten Art z.B. zum Ankleben an das Innere von Kraftfahrzeugen oder dergleichen verwendet werden sollen.
Bei der Erfindung kann auch ein Preßstanzwerkzeug verwendet werden, bei der das Stanzwerkzeug 12 im Anschluß an die Formfläche 21 eine gleichmäßig hierin übergehende Umfangs-Schneidfläche aufweist, an die die ebenfalls im wesentlichen gleichmäßige und eben hierin übergehende Verdrängungsfläche 16 anschließt. Anders als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3, bei dem die Knickfläche im wesentlichen parallel zur in der Zeichnung waagerecht verlaufenden Hauptebene des Furnierwerkstückes liegt, verläuft die Knickfläche 23 bei dem so gestalteten Preßstanzwerkzeug in Richtung auf eine Umfangs-Abdrückkante schrag nach unten auf das Gegenwerkzeug 15 hin, wobei auf der der Knickfläche 23 gegenüberliegenden Seite der Abdrückkante eine Einschnürung vorgesehen ist, die es ermöglicht, in dem auch hier vorgesehenen Abfallraum das verdrängte und abgeschnittene Randmaterial aufzunehmen.
Das Preßstanzwerkzeug der vorstehend beschriebenen, modifizierten Art arbeitet in der Weise, daß bei einer Annäherung zwischen dem Stanzwerkzeug 12 und dem Gegenwerkzeug 14 durch die nasenartige Ausbildung der Abdrückkante ständig weiteres Material in den Randbereich des herzustellenden Furnierwerkstückes in das Stanzwerkzeug 12 hineingeschoben wird, so daß es an der Formfläche 21 auch bei starken Krümmungen nicht zu Rissen kommen kann. Letztendlich kommt dann die Abdrückkante mit der Umfangs-Schneidfläche in Schneidkontakt, wodurch unter endgültiger Randverdichtung das Abtrennen des Randmaterials erfolgt, welches dann in den Abfallraum 39 fällt.
In Fig. 4 ist der Randbereich eines herzustellenden Furnierwerkstückes nach der Erfindung gezeigt: Wie dort erkennbar ist, weist eine Randverdichtung 50 einerseits eine Abdeckung durch das Deckfurnier 34, andererseits eine solche durch einen Phenolharzfilm 48 auf, so daß infolge der hohen Verdichtung in dem von beiden freiliegenden Randbereich nichts desto weniger eine hohe Sicherheit gegen das Eindringen von Wasser in das Furnierwerkstück gewährleistet ist.
Im übrigen sei wegen der anzuwendenden Temperaturen, der Drücke etc. beim erfindungsgemäßen Verfahren ergänzend auf die diesbezüglichen Erläuterungen in der DE-A 36 36 587 hingewiesen.