Verfahren zum Herstellen von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Paneelen (1,1a,1b), insbesondere Fußbodenpaneelen, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden: Bereitstellen einer mehrlagigen Platte (2) mit einer Trägerlage (2a) aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage (2a) verbundenen Decklage (2b), insbesondere einer Lage mit einem direkt aufgebrachten Dekordruck mit Versiegelung oder einem direkt aufgebrachten Lack, Kunstharz, Laminat, Schichtstoff oder Furnier, Inkontaktbringen der mehrlagigen Platte (2) mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') und Bewegen des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs (3,3',3'') relativ zu der mehrlagigen Platte (2), derart, dass eine formgebende Bearbeitung der mehrlagigen Platte (2) erfolgt. Um bei der Bearbeitung eine höhere Maßhaltigkeit und Präzision zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, dass die formgebende Bearbeitung unter Einwirkung einer translatorischen Schwingbewegung (X) im Ultraschallbereich auf das Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') erfolgt. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden: Bereitstellen einer mehrlagigen Platte mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material und mit einer oberseitig mit der Trägerlage verbundenen Decklage, Inkontaktbringen der mehrlagigen Platte mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug und Bewegen des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs relativ zu der mehrlagigen Platte, derart, dass eine formgebende Bearbeitung der mehrlagigen Platte erfolgt. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen.

[0002] Bei einem Paneel handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung um eine mehrlagige Platte mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, beispielsweise einer Spanplatte, OSB-Platte oder Faserplatte (zum Beispiel MDF-, HDF-Platte), wobei die Trägerlage zumindest an ihrer Oberseite, gegebenenfalls auch an ihrer Unterseite, mit einer Decklage verbunden, insbesondere verklebt, ist, wobei zumindest die oberseitige Decklage in der Regel eine Dekorschicht bildet. Ein solches Paneel weist üblicherweise auch ein Profil im Kantenbereich auf, welches mit einem korrespondierenden Profil einer benachbarten Platte in einem Verlegeverbund haltend zusammenwirkt. Entsprechende Nut- und Federprofile werden an der mehrlagigen Platte mittels eines speziellen Fräskopfes einer Bearbeitungsmaschine hergestellt.

[0003] Die Decklage eines Paneels, wie es gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann diese als Direktdruck auf die Trägerlage aufgebracht und anschließend durch einen transparenten Lack oder eine Kunstharzschicht versiegelt sein oder es handelt sich bei der Decklage um ein mit einem Kunstharz imprägniertes Dekorpapier das direkt mit der Trägerlage verpresst ist. Die Decklage kann aber auch von einem Schichtstoff, das heißt einem Aufbau aus mehreren harzgetränkten Papierschichten, die unter Hochdruck zusammengefügt sind, wobei die obere Schicht eine Dekorschicht und gegebenenfalls ein transparentes Overlaypapier ist, oder von einem Furnier, das heißt einem relativ dünnen Holzblatt, gebildet werden.

[0004] Mehrere zu einem Verbund angeordnete Paneele können einen Fußboden oder eine Wand- oder Deckenverkleidung bilden. Insbesondere bei der Verwendung als Fußbodenpaneele kommt es darauf an, dass die Paneele, insbesondere auch die Profile, möglichst exakt und mit einer hohen Maßhaltigkeit hergestellt sind, da sich die Paneele sonst nicht einwandfrei zu einem flächigen Verbund verlegen lassen und auch frühzeitige Schädigungen des Belages die Folge sein können. Weiter kann es zu einer erhöhten Geräuschbildung durch Knarrgeräusche und/oder zu einer Beschädigung der Fußbodenpaneele insbesondere im Kantenbereich kommen.

[0005] Gerade bei den unter die "formgebende Bearbeitung" fallenden Arbeitsschritten Abtrennen bzw. Ablängen (zerteilende Bearbeitung), Entschichten (abtragende Bearbeitung) und Fräsen (spanende Bearbeitung) kommt es daher gerade bei der Bearbeitung von Fußbodenpaneelen der zuvor beschriebenen Art auf ein hohes Maß an Präzision an. So sollte beispielsweise die mit Hartpartikeln versehene Laminatschicht durch das Entschichten gezielt dort zerstört werden, wo in einem darauf folgenden Bearbeitungsschritt ein Trennschnitt erfolgt oder ein Fräswerkzeug Material entfernt. Die dazu eingesetzten Werkzeuge müssen derzeit sehr hochwertig sein, um annehmbare Standwege zu erzielen. Es kommen deshalb derzeit nur teure Werkzeugschneiden aus polykristallinem Diamant (PKB-Werkzeuge) zum Einsatz. Besonders beim Fräsen der oberen Kontaktflächen der Profile kann es außerdem zu Ausbrüchen der Kanten kommen.

[0006] Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass durch die spanende Bearbeitung von Holzwerkstoffen, insbesondere beim Schleifen von Holzfaserplatten, nicht alle Fasern sauber abgetrennt werden, sondern zum Teil herausgerissen oder angedrückt werden. Beim nachfolgenden Auftragen von Grundierungen, Lacken oder pulverförmigen Beschichtungen sowie Klebstoffen, wird die Werkstoffoberfläche mit Wasser oder Lösungsmittel benetzt. Dadurch richten sich die Fasern wieder auf und erfordern einen wiederholten Schliff oder Spachteln der Oberfläche. Zudem werden die Beschichtungswerkstoffe verstärkt aufgesaugt, was die notwendige Auftragsmenge erhöht und die Qualität verschlechtert. Dieser Effekt führt bei Laminatfußböden mit großer Produktionsmenge zu hohen Kosten und aufwendigen Zwischenschritten in der Beschichtung. Aus diesem Grund ist es aus der WO 2009/094792 A1 bekannt, die Oberflächen von Holzwerkstoffplatten durch sogenanntes Thermoglätten mittels beheizter Walzen so vorzubehandeln, dass die Oberflächen ohne Zwischenschliff und Spachteln optimal beschichtet werden können. Auch auf diese Weise wird bei Fußbodenpaneelen versucht, eine hohe Maßhaltigkeit, auch im Kantenbereich, zu erzielen. Das Thermoglätten bedeutet aber einen zusätzlichen Arbeitsschritt und verhindert nicht in zufriedenstellender Weise das Entstehen von Ausbrüchen im Bereich der zu bearbeitenden Oberfläche bei der zerteilenden, abtragenden oder spanenden Bearbeitung einer Holzwerkstoffplatte.

[0007] Aus der Lebensmittelbranche, Textilbranche und Automobilbranche ist es außerdem bekannt, bestimmte Bearbeitungswerkzeuge wie Schneid- oder Bohrwerkzeuge im Ultraschallbereich anzuregen. Die Anregung erfolgt mittels eines Schallwandlers und gegebenenfalls einer sogenannten Sonotrode, die durch das Einleiten von hochfrequenten mechanischen Schwingungen die Werkzeuge in Resonanzschwingungen versetzt. Die Schallwandler und die Sonotroden stellen die Verbindung von einem Hochfrequenzgenerator (Ultraschallgenerator) zum Bearbeitungswerkzeug her.

[0008] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei der Oberflächenbearbeitung, insbesondere im Kantenbereich, der Paneele eine höhere Maßhaltigkeit und Präzision erreicht wird.

[0009] Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren zum Herstellen von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden:

• Bereitstellen einer mehrlagigen Platte mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage verbundenen Decklage, insbesondere einer Lage mit einem direkt aufgebrachten Dekordruck mit Versiegelung oder einem direkt aufgebrachten Lack, Kunstharz, Laminat, Schichtstoff oder Furnier,
• Inkontaktbringen der mehrlagigen Platte mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug und
• Bewegen des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs relativ zu der mehrlagigen Platte, derart, dass eine formgebende Bearbeitung der mehrlagigen Platte erfolgt, dadurch gelöst, dass die formgebende Bearbeitung unter Einwirkung einer translatorischen Schwingbewegung im Ultraschallbereich auf das Bearbeitungswerkzeug erfolgt.

[0010] Indem bei der formgebenden Bearbeitung, beispielsweise bei der nachfolgend noch näher beschriebenen zerteilenden Bearbeitung, abtragenden Bearbeitung und/oder spanenden Bearbeitung, eine translatorische Schwingbewegung im Ultraschallbereich auf das jeweilige Bearbeitungswerkzeug übertragen wird, kann der jeweilige Bearbeitungsschritt mit einer gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöhten Maßhaltigkeit und Präzision durchgeführt werden. Überraschenderweise hat sich gerade auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, gezeigt, dass sich durch die Unterstützung des Bearbeitungsvorgangs durch eine Ultraschall-Schwingbewegung, die vorzugsweise in Richtung der Längsmittelachse bzw. Rotationsachse des Bearbeitungswerkzeugs und/oder senkrecht zur Bearbeitungsoberfläche erfolgt, der Werkzeugverschleiß reduzieren und entsprechend die Standzeiten der Werkzeuge erhöhen lassen. Außerdem ist eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich geringere Vorschubkraft und ein geringeres Drehmoment des Werkzeugs bei Durchführung der formgebenden Bearbeitung notwendig. Dadurch wird auch das Risiko des Verlaufens der Werkzeuge erheblich verringert, was letztlich der Präzision und Maßhaltigkeit, beispielsweise des zu erzeugenden Profils, zugute kommt.

[0011] Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens können anstelle nur eines einzigen wie zuvor beschriebenen ultraschallunterstützten Bearbeitungswerkzeugs auch mehrere solcher Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen sein. So führen gemäß dieser Ausgestaltung mehrere Bearbeitungswerkzeuge, insbesondere unabhängig voneinander, eine formgebende Bearbeitung, unter Einwirkung einer translatorischen Schwingbewegung im Ultraschallbereich auf das jeweilige Bearbeitungswerkzeug, durch. Es ist also denkbar, dass bei der Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, eine Bearbeitungsstation mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen der zuvor beschriebenen Art und/oder mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsstationen mit mindestens einem solchen Bearbeitungswerkzeug vorgesehen sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass mehrere solcher Bearbeitungswerkzeuge die jeweils entsprechende formgebende Bearbeitung an der mehrlagigen Platte gleichzeitig durchführen, wobei sich die von den einzelnen Bearbeitungswerkzeugen auf das Werkstück übertragenen Ultraschall-Schwingbewegungen aufgrund des speziellen Materials der Trägerlage, gegenseitig nicht nennenswert beeinflussen.

[0012] Wie bereits angedeutet, kann die formgebende Bearbeitung in einer zerteilenden Bearbeitung, einer abtragenden Bearbeitung und/oder einer spanenden Bearbeitung bestehen. Insbesondere kann es gerade bei der Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, von entscheidender Bedeutung sein, dass die verschiedenen Bearbeitungsarten, das heißt zerteilende bzw. abtragende bzw. spanende Bearbeitung, in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Dies soll im Folgenden noch näher erläutert werden.

[0013] Im Falle einer zerteilenden Bearbeitung, diese kann beispielsweise mittels einer Klinge erfolgen, kann vorgesehen sein, dass durch die zerteilende Bearbeitung die mehrlagige Platte über ihre gesamte Dicke durchtrennt wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass durch die zerteilende Bearbeitung nur die Decklage, also beispielsweise das Laminat, durchtrennt wird. Der Schritt des Durchtrennens der mehrlagigen Platte über ihre gesamte Dicke erfolgt dann, wenn aus der mehrlagigen Platte Einzelplatten erzeugt werden sollen, die in ihren Abmessungen beispielsweise schon den Abmessungen der fertigen Paneele entsprechen. Das Durchtrennen nur der Decklage durch eine zerteilende Bearbeitung ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn im Kantenbereich der mehrlagigen Platte eine nachfolgende spanende Bearbeitung mittels eines Fräskopfes erfolgen soll, durch die ein Nut- und/oder Federprofil erzeugt wird. In diesem Fall kann in dem Bereich, in welchem das Profil hergestellt werden soll, zunächst die Decklage sauber durchtrennt werden, so dass der zur Profilerzeugung an das Werkstück angesetzte Fräskopf, wenn er mit der Decklage im Kantenbereich in Kontakt kommt, nicht die Decklage in dem übrigen Bereich der Decklage, also jenseits des vorangegangenen Trennschnitts, beschädigen kann. Die beim fertigen Paneel später sichtbare Kante der Decklage wird also nicht durch den Fräskopf bzw. die spanende Bearbeitung, sondern zuvor durch die präzisere zerteilende Bearbeitung geformt.

[0014] Das Durchtrennen nur der Decklage kann anstatt durch eine zerteilende Bearbeitung auch durch eine abtragende Bearbeitung erfolgen. So kann durch die abtragende Bearbeitung, die grundsätzlich mittels eines Schleifkopfes erfolgen kann, die mehrlagige Platte zumindest teilweise entschichtet werden, wobei im zu entschichtenden Bereich der mehrlagigen Platte vorzugsweise die Decklage über ihre gesamte Dicke entfernt wird. Auch ein solches abtragendes Bearbeiten führt zu einer präziseren Kantenform im Bereich der Decklage im Vergleich zu dem Fall, dass die Kante unmittelbar durch das spanende Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise den Fräskopf, erzeugt würde.

[0015] Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die formgebende Bearbeitung der Decklage bei der Herstellung eines Kantenprofils unter Verzicht auf eine vorangehende zerteilende und/oder abtragende Bearbeitung erfolgt, da durch die Unterstützung des spanenden Bearbeitungswerkzeugs, beispielsweise des Fräskopfes, durch die Ultraschall-Schwingbewegung auch das spanende Bearbeitungswerkzeug mit geringeren Kräften und Momenten und damit mit einer größeren Präzision geführt werden kann, was die Maßhaltigkeit erhöht. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der abtragenden Bearbeitung zur Erhöhung der Präzision die zerteilende Bearbeitung, insbesondere das Durchtrennen nur der Decklage, vorausgeht. Auf diese Weise ist es möglich, zunächst mit einem zerteilenden Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise einer Klinge, die Decklage mit besonders großer Präzision zu durchtrennen, anschließend neben dem Trennschnitt in einem Übergangsbereich eine abtragende Bearbeitung, beispielsweise mittels eines Schleifkopfes, der gegebenenfalls weniger präzise als das zerteilende Bearbeitungswerkzeug aber präziser als ein spanendes Bearbeitungswerkzeug ist, durchzuführen und schließlich eine spanende Bearbeitung, beispielsweise mittels eines Fräskopfes, der gegebenenfalls von allen drei Werkzeugarten am wenigsten präzise ist, die Herstellung eines Profils durchzuführen. Dabei kann dann das spanende Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise der Fräskopf, in den Übergangsbereich gefahren werden, ohne dass das Risiko besteht, dass der Fräskopf unbeabsichtigt mit der bereits sauber geformten Kante der Decklage in Berührung kommt.

[0016] Schließlich kann im Falle der spanenden Bearbeitung, wie bereits angedeutet, durch diese an der Kante der mehrlagigen Platte ein Profil, insbesondere Nut- und/oder Federprofil, hergestellt werden. Wie beschrieben geht vorzugsweise der spanenden Bearbeitung die zerteilende Bearbeitung, insbesondere das Durchtrennen nur der Decklage, und/oder die abtragende Bearbeitung, insbesondere das Entfernen der Decklage über ihre gesamte Dicke in einem Teilbereich der mehrlagigen Platte, voraus. Grundsätzlich kann der spanenden Bearbeitung, beispielsweise zur Profilherstellung, auch die zerteilende Bearbeitung in Form des Durchtrennens der mehrlagigen Platte über ihre gesamte Dicke vorausgehen.

[0017] Einzelne oder alle der zuvor beschriebenen formgebenden Bearbeitungsarten können bei der Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, durch die beschriebene translatorische Schwingbewegung im Ultraschallbereich, die auf das Bearbeitungswerkzeug einwirkt, unterstützt werden. Dabei wird gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die translatorische Schwingbewegung mit einer Frequenz durchgeführt, die in einem Bereich von 15 bis 70 kHz, bevorzugt von 20 bis 40 kHz, besonders bevorzugt von 20 bis 35 kHz, liegt. Diese Frequenzbereiche haben sich als besonders geeignet bei der Bearbeitung von mehrlagigen Platten erwiesen, die eine Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material aufweisen.

[0018] Ferner wird die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen,

• mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug, das konfiguriert ist zur formgebenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage verbundenen Decklage, insbesondere einem Laminat, Schichtstoff oder Furnier,
• mit einem Schallwandler je Bearbeitungswerkzeug, der, insbesondere über eine Sonotrode, mit dem jeweiligen Bearbeitungswerkzeug verbunden ist, derart, dass dadurch eine translatorische Schwingbewegung im Ultraschallbereich auf das jeweilige Bearbeitungswerkzeug übertragen wird, und
• mit einem Antrieb für den jeweiligen Schallwandler.

[0019] Bei der erfindugnsgemäßen Vorrichtung wird eine mit einem Antrieb, insbesondere Hochfrequenzgenerator, erzeugte Wechselspannung in einem Schallwandler, auch Konverter genannt, an eine Keramik- oder Quarzkristallplatte angeschlossen. Die Platte führt dadurch Schwingungen in einer bestimmten Frequenz aus, die bei Resonanz besonders kräftig sind. Die Amplitude der Schwingungen kann durch eine zwischen Schallwandler und Bearbeitungswerkzeug angeordnete Sonotrode, auch Transformationsstück oder Verstärkungsrüssel genannt, im Bedarfsfall noch verstärkt werden.

[0020] Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können mehrere Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen sein. Gemäß einer Ausgestaltung sind mehrere Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen, die konfiguriert sind zur formgebenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage verbundenen Decklage, insbesondere einem Laminat, Schichtstoff oder Furnier, und die insbesondere unabhängig voneinander betätigbar sind.

[0021] Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass erstmalig bei der Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen, bei denen also eine mehrlagige Platte mit zumindest einer Lage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material vorgesehen ist, eine sehr hohe Präzision und damit Maßhaltigkeit bei der Bearbeitung der Kanten erreicht wird und auf diese Weise keine zusätzlichen Vorbehandlungsschritte wie ein Thermoglätten oder Nachbehandlungsschritte wie ein Schleifen oder Spachteln notwendig sind. Das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und entsprechend durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Paneel ist damit auf besonders effektive Weise und in einem hochwertigen Zustand herstellbar.

[0022] Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Antrieb für den jeweiligen Schallwandler einen Hochfrequenzgenerator auf, wobei der Hochfrequenzgenerator derart konfiguriert ist, dass die translatorische Schwingbewegung mit einer Frequenz durchführbar ist, die in einem Bereich von 15 bis 70 kHz, bevorzugt von 20 bis 40 kHz, besonders bevorzugt von 20 bis 35 kHz, liegt. Speziell bei der Bearbeitung von Paneelen, die also zwangsläufig zumindest eine lignozellulosehaltige Lage aufweisen, hat sich gezeigt, dass ein besonders gutes Ergebnis der formgebenden Bearbeitung erzielt wird, wenn die Schwingbewegung in einem der genannten Frequenzbereiche ausgeführt wird. Entsprechendes gilt für den Fall, dass der Hochfrequenzgenerator so konfiguriet ist, dass die Amplitude der Schwingbewegung in einem Bereich von 2 bis 100 µm, bevorzugt von 4 bis 50 µm, besonders bevorzugt von 6 bis 25 µm, liegt. Gerade diese Frequenzen und/oder Amplituden führen bei Paneelen zu einem besonders geringen Risiko von Materialausbrüchen im Kantenbereich.

[0023] Die Sonotrode ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine bewegte, insbesondere rotierende, oder eine feststehende Sonotrode. Eine rotierende Sonotrode ist dann sinnvoll, wenn das mit der Sonotrode in Schwingung versetzte Bearbeitungswerkzeug ebenfalls ein rotierendes Werkzeug ist, beispielsweise ein Schleifkopf oder Fräskopf. Eine feststehende Sonotrode kann dann verwendet werden, wenn das Bearbeitungswerkzeug ein ebenfalls feststehendes Werkzeug ist, welches beispielsweise nach dem Inkontaktbringen mit der Oberfläche des Paneels im Wesentlichen in Richtung der Plattenebene bewegt wird, wie beispielsweise eine Klinge zum Zerteilen des Plattenmaterials.

[0024] Wie angedeutet ist das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug ein zerteilendes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere eine Klinge, ein abtragendes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Schleifkopf, und/oder ein spanendes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Fräskopf. Gerade die mit den genannten Bearbeitungswerkzeugen ausführbaren Bearbeitungsschritte sind besonders präzise auszuführen, da diese unmittelbaren Einfluss auf die endgültige Form des Paneels im Kantenbereich haben. So kommt es gerade im Kantenbereich auf eine hohe Präzision und Maßhaltigkeit an, da speziell bei Fußbodenpaneelen aufgrund der Belastung bei ungenau gearbeiteten Kanten Geräuschbildung und Beschädigungen auftreten können. Mit Hilfe der Ultraschall-Schwingbewegung, die auf das Bearbeitungswerkzeug einwirkt, können aber gerade diese Bearbeitungsschritte besonders präzise ausgeführt werden.

[0025] Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem zuvor beschriebenen Verfahren erläutert wurde, das zerteilende Bearbeitungswerkzeug dem abtragenden Bearbeitungswerkzeug und/oder dem spanenden Bearbeitungswerkzeug vorgeschaltet. Zusätzlich oder alternativ kann auch das abtragende Bearbeitungswerkzeug dem spanenden Bearbeitungswerkzeug vorgeschaltet sein. Auf diese Weise kann, wenn im Kantenbereich der mehrlagigen Platte ein Nut- und/oder Federprofil hergestellt werden soll, zunächst durch eine zerteilende Bearbeitung der Bereich der Decklage der mehrlagigen Platte oberhalb des in der Trägerlage herzustellenden Profils von dem übrigen Teil der Decklage durch einen Schnitt getrennt werden, wobei es sich bei dem zerteilenden Bearbeitungswerkzeug um eines handelt, welches eine besonders präzise Bearbeitung bewirkt. Anschließend kann mit dem abtragenden Bearbeitungswerkzeug ein Übergangsbereich zwischen dem Schnitt in der Decklage und der zu profilierenden Kante geschaffen werden, in welchem das Material der Decklage und gegebenenfalls auch ein Teil der darunterliegenden Trägerlage abgetragen wird. Schließlich kann in einem dritten Bearbeitungsschritt eine spanende Bearbeitung, beispielsweise mit einem Fräskopf, durchgeführt werden, wobei der Fräskopf bei der Herstellung des Profils bis in den Übergangsbereich geführt werden kann, wobei das Risiko, dass der Fräskopf zu Ausbrüchen an der später sichtbaren Kante der Decklage führt, auf ein Minimum reduziert wird.

[0026] Schließlich wird die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch spezielle Verwendungen von Schallwandlern und/oder Sonotroden auf dem Gebiet der Herstellung von Paneelen, also Bauteilen, die eine Trägerlage aus Lignozellulose enthaltendem Material aufweisen. So ist die Verwendung eines Schallwandlers und/oder einer Sonotrode denkbar zur Herstellung von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen. Auch ist die Verwendung eines Schallwandlers und/oder einer Sonotrode denkbar zur formgebenden, insbesondere zur zerteilenden, abtragenden und/oder spanenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage verbundenen Decklage, insbesondere einem Laminat, Schichtstoff oder Furnier.

[0027] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1a) und b)

ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen,

Fig. 2

ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen und

Fig. 3

ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen.

[0028] Die Figuren 1 bis 3 stellen alle schematisch eine Vorrichtung 5 zur Herstellung von Fußbodenpaneelen während eines speziellen Bearbeitungsschritts dar. Fig. 1b) ist dabei eine Seitenansicht von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1a). Die Ansichten in den Figuren 2 und 3 entsprechen wiederum der Ansicht in Fig. 1a).

[0029] Während der dargestellten Bearbeitung wird eine zunächst bereitgestellte mehrlagige Platte 2 mit einer Trägerlage 2a aus einem Holzwerkstoff, hier einer hochdichten Faserplatte (HDF-Platte), und mit einer oberseitig mit der Trägerlage 2a verbundenen Decklage 2b aus einer Lage mit einem versiegelten Dekordruck mit einem Bearbeitungswerkzeug 3 bzw. 3' bzw. 3" in Kontakt gebracht, wobei sich das Bearbeitungswerkzeug relativ zu der mehrlagigen Platte 2 so bewegt, dass eine formgebende Bearbeitung, nämlich eine zerteilende Bearbeitung (Fig. 1), eine abtragende Bearbeitung (Fig. 2) und eine spanende Bearbeitung (Fig. 3), der mehrlagigen Platte 2 erfolgt.

[0030] Zusätzlich zu der die formgebende Bearbeitung maßgeblich bewirkenden Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs 3 bzw. 3' bzw. 3" erfolgt noch eine davon unabhängige Schwingbewegung, in den Figuren 1 bis 3 durch einen Doppelpfeil X symbolisiert, derart, dass die für die formgebende Bearbeitung maßgebliche (Haupt-) Bewegung und die Schwingbewegung sich überlagern und gleichzeitig auf das Werkstück, das heißt die mehrlagige Platte 2, einwirken, um dadurch eine besonders präzise Bearbeitung zu bewirken. Die Schwingbewegung X wird dabei mit einer Frequenz von 20 bis 40 kHz, also im Ultraschallbereich, und einer Amplitude im Bereich von 6 bis 25 µm durchgeführt, wobei die Schwingbewegung senkrecht zur Plattenebene und senkrecht zu der eigentlichen Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs erfolgt. Letztere Bewegung ist bei der in Fig. 1 gezeigten zerteilenden Bearbeitung eine Schneidebewegung parallel zur Plattenebene, bei der in Fig. 2 gezeigten abtragenden Bearbeitung und auch bei der in Fig. 3 gezeigten spanenden Bearbeitung eine Rotation in einer Ebene parallel zur Plattenebene.

[0031] Um die zuvor beschriebene formgebende Bearbeitung durchzuführen, weist die Vorrichtung 5 wie gesagt ein Bearbeitungswerkzeug 3 bzw. 3' bzw. 3" auf, welches speziell konfiguriert ist zur formgebenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte 2 mit einer Trägerlage aus einem Lignozellulose enthaltenden Material und mit einer oberseitig mit der Trägerlage verbundenen Decklage, die hier aus einer Lage mit Dekordruck besteht.

[0032] Ferner weist die Vorrichtung 5 einen Schallwandler 8 und eine Sonotrode 6 auf, die mit dem Bearbeitungswerkzeug 3 bzw. 3' bzw. 3" so verbunden ist, dass, wie zuvor erläutert, eine translatorische Schwingbewegung im Ultraschallbereich auf das Bearbeitungswerkzeug übertragen wird und sich mit der eigentlichen zur formgebenden Bearbeitung erforderlichen Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs überlagert.

[0033] Der Schallwandler 8 weist als Antrieb 7 einen Hochfrequenzgenerator 7a auf, der mittels einer Übertragungsleitung 7b mit dem Schallwandler 8 verbunden ist. Der Hochfrequenzgenerator 7a ist so konfiguriert, dass er bei dem Bearbeitungswerkzeug 3 bzw. 3' bzw. 3" eine Ultraschall-Schwingbewegung zumindest im Bereich von 20 bis 40 kHz mit einer Amplitude im Bereich von 6 bis 25 µm bewirkt.

[0034] Die Figuren 1 bis 3 unterscheiden sich in dem jeweiligen Bearbeitungswerkzeug. Gemäß Fig. 1a) und b) handelt es sich bei dem Bearbeitungswerkzeug 3 um ein zerteilendes Bearbeitungswerkzeug 3 in Form einer Klinge. Die Sonotrode 6 ist in diesem Fall eine feststehende Sonotrode 6. Das zerteilende Bearbeitungswerkzeug 3 führt eine zerteilende Bearbeitung durch, derart, dass die mehrlagige Platte 2 über ihre gesamte Dicke durchtrennt wird und zwei Einzelpaneele 1a und 1b entstehen.

[0035] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 handelt es sich bei dem Bearbeitungswerkzeug 3' um ein abtragendes Bearbeitungswerkzeug 3' in Form eines rotierenden Schleifkopfes. In diesem Fall handelt es sich bei der Sonotrode 6 um eine bewegte, hier eine rotierende, Sonotrode 6. Das abtragende Bearbeitungswerkzeug 3' führt eine abtragende Bearbeitung durch, wobei die mehrlagige Platte 2 so entschichtet wird, dass im zu entschichtenden Bereich die Decklage 2b über ihre gesamte Dicke entfernt wird.

[0036] Schließlich handelt es sich bei dem Bearbeitungswerkzeug 3" gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 um ein spanendes Bearbeitungswerkzeug 3'' in Form eines rotierenden Fräskopfes. Auch hier handelt es sich bei der Sonotrode 6 um eine rotierende Sonotrode 6. Das spanende Bearbeitungswerkzeug 3" führt eine spanende Bearbeitung an der Kante 2c der mehrlagigen Platte 2 aus, wodurch ein Teil eines Nut- und/oder Federprofils 4 hergestellt wird, nämlich genauer gesagt die obere Kontaktfläche und ein Teil der Stirnseite des Profils 4.

[0037] Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Vorrichtungen 5 können auch einzelne Bearbeitungsstationen einer übergeordneten Vorrichtung zur Herstellung von Paneelen 1, 1a, 1b sein, wobei das zerteilende Bearbeitungswerkzeug 3 gemäß Fig. 1 dem abtragenden Bearbeitungswerkzeug 3' gemäß Fig. 2 vorgeschaltet sein kann und letzteres wiederum dem spanenden Bearbeitungswerkzeug 3" gemäß Fig. 3 vorgeschaltet sein kann.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Paneelen (1,1a,1b), insbesondere Fußbodenpaneelen, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden:

- Bereitstellen einer mehrlagigen Platte (2) mit einer Trägerlage (2a) aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage (2a) verbundenen Decklage (2b), insbesondere einer Lage mit einem direkt aufgebrachten Dekordruck mit Versiegelung oder einem direkt aufgebrachten Lack, Kunstharz, Laminat, Schichtstoff oder Furnier,

- Inkontaktbringen der mehrlagigen Platte (2) mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') und

- Bewegen des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs (3,3',3'') relativ zu der mehrlagigen Platte (2), derart, dass eine formgebende Bearbeitung der mehrlagigen Platte (2) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Bearbeitung unter Einwirkung einer translatorischen Schwingbewegung (X) im Ultraschallbereich auf das Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bearbeitungswerkzeuge (3,3',3''), insbesondere unabhängig voneinander, eine formgebende Bearbeitung unter Einwirkung einer translatorischen Schwingbewegung (X) im Ultraschallbereich auf das jeweilige Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') durchführen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Bearbeitung eine zerteilende Bearbeitung ist, durch die insbesondere die mehrlagige Platte (2) über ihre gesamte Dicke oder nur die Decklage (2b) durchtrennt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Bearbeitung eine abtragende Bearbeitung ist, durch die die mehrlagige Platte (2) bevorzugt zumindest teilweise entschichtet wird, wobei im zu entschichtenden Bereich der mehrlagigen Platte (2) besonders bevorzugt die Decklage (2b) über ihre gesamte Dicke entfernt wird, wobei der abtragenden Bearbeitung insbesondere die zerteilende Bearbeitung, vorzugsweise das Durchtrennen nur der Decklage (2b), vorausgeht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Bearbeitung eine spanende Bearbeitung ist, durch die an der Kante (2c) der mehrlagigen Platte (2) bevorzugt ein Profil (4), besonders bevorzugt ein Nut- und/oder Federprofil, hergestellt wird, wobei der spanenden Bearbeitung insbesondere die zerteilende Bearbeitung, vorzugsweise das Durchtrennen nur der Decklage oder das Durchtrennen der mehrlagigen Platte (2) über ihre gesamte Dicke, vorausgeht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der spanenden Bearbeitung die abtragende Bearbeitung, insbesondere das Entfernen der Decklage (2b) über ihre gesamte Dicke in einem Teilbereich der mehrlagigen Platte (2), vorausgeht.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die translatorische Schwingbewegung (X) mit einer Frequenz durchgeführt wird, die in einen Bereich von 15 bis 70 kHz, bevorzugt von 20 bis 40 kHz, besonders bevorzugt von 20 bis 35 kHz, liegt und/oder mit einer Amplitude durchgeführt wird, die in einem Bereich von 2 bis 100 µm, bevorzugt von 4 bis 50 µm, besonders bevorzugt von 6 bis 25 µm, liegt.

8. Vorrichtung (5) zur Herstellung von Paneelen (1,1a,1b), insbesondere Fußbodenpaneelen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug (3,3',3''), das konfiguriert ist zur formgebenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte (2) mit einer Trägerlage (2a) aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage (2a) verbundenen Decklage, insbesondere einem Laminat, Schichtstoff oder Furnier,

- mit einem Schallwandler (8) je Bearbeitungswerkzeug (3,3',3''), der, insbesondere über eine Sonotrode (6), mit dem jeweiligen Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') verbunden ist, derart, dass dadurch eine translatorische Schwingbewegung (X) im Ultraschallbereich auf das jeweilige Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') übertragen wird, und

- mit einem Antrieb (7) für den jeweiligen Schallwandler (8).

9. Vorrichtung (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bearbeitungswerkzeuge (3,3',3'') vorgesehen sind, die konfiguriert sind zur formgebenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte (2) mit einer Trägerlage (2a) aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage (2a) verbundenen Decklage (2b), insbesondere einem Laminat, Schichtstoff oder Furnier, und die insbesondere unabhängig voneinander betätigbar sind.

10. Vorrichtung (5) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (7) einen Hochfrequenzgenerator (7a) aufweist, wobei der Hochfrequenzgenerator (7a) derart konfiguriert ist, dass die translatorische Schwingbewegung (X) mit einer Frequenz durchführbar ist, die in einem Bereich von 15 bis 70 kHz, bevorzugt von 20 bis 40 kHz, besonders bevorzugt von 20 bis 35 kHz, liegt.

11. Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (6) eine bewegte, insbesondere rotierende, oder eine feststehende Sonotrode (6) ist.

12. Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug (3,3',3'') ein zerteilendes Bearbeitungswerkzeug (3), insbesondere eine Klinge, ein abtragendes Bearbeitungswerkzeug (3'), insbesondere ein Schleifkopf, und/oder ein spanendes Bearbeitungswerkzeug (3''), insbesondere ein Fräskopf, ist.

13. Vorrichtung (5) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zerteilende Bearbeitungswerkzeug (3) dem abtragenden Bearbeitungswerkzeug (3') und/oder dem spanenden Bearbeitungswerkzeug (3'') vorgeschaltet ist und/oder das abtragende Bearbeitungswerkzeug (3') dem spanenden Bearbeitungswerkzeug (3'') vorgeschaltet ist.

14. Verwendung eines Schallwandlers (8) und/oder einer Sonotrode (6) zur Herstellung von Paneelen (1,1a,1b), insbesondere Fußbodenpaneelen.

15. Verwendung eines Schallwandlers (8) und/oder einer Sonotrode (6) zur formgebenden, insbesondere zur zerteilenden, abtragenden und/oder spanenden Bearbeitung einer mehrlagigen Platte (2) mit einer Trägerlage (2a) aus einem Lignozellulose enthaltenden Material, insbesondere aus einem Holzwerkstoff, und mit einer oberseitig mit der Trägerlage (2a) verbundenen Decklage, insbesondere einem Laminat, Schichtstoff oder Furnier.

Zeichnung