Verfahren zur Herstellung von Tragriegeln, Profilen, Balken und dgl. aus gepressten pflanzlichen Kleinteilen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Preßkörpern aus mit Bindemitteln vermischten pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, entsprechend den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.

[0002] Durch die US-A-2 825 674, auf welche sich der Oberbegriff des Hauptanspruches bezieht, ist es bekannt, ein Türblatt aus einem umlaufenden leistenförmigen Rahmen aus Naturholz und einer diesen Rahmen ausfüllenden Schicht aus mit Bindemitteln versetzten pflanzlichen Kleinteilen sowie diese Schicht abdeckenden Furnieren in einem Arbeitsgang zu pressen. Dieser Preßvorgang wird zwischen zwei zueinander parallelen metallischen Preßplatten ausgeführt. Damit das Kleinteilgemisch während des Pressens seitlich nicht ausweichen kann, sind die innenliegenden Flächen des leistenförmigen Rahmens abgeschrägt. Man erhofft sich, dadurch eine nach innen gerichtete Kraftkomponente auf das Gemisch einwirken zu lassen.

[0003] Abgesehen davon, daß das vorbekannte Preßverfahren nicht in einem abgeschlossenen Preßraum stattfindet, geben die umständiichen, außerhalb einer beheizten Presse vorzunehmenden Vorbereitungen keinen Anlaß, das vorbekannte Verfahren auf andere Preßtechniken anzuwenden.

[0004] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, als Tragriegel, Profile, Balken oder dergleichen ausgebildete Preßkörper mit gesteigerter Biegefestigkeit bzw. Tragkraft herzustellen.

[0005] Ausgehend von der US-A-2 825 674 wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

[0006] Es ist zwar durch die US-A-4 213 928 bekannt, tragfähige Platten oder Bretter aus mit Bindemittel vermischten pflanzlichen Kleinteilen herzustellen. Die erhöhte Tragfähigkeit soll durch Längsorientierung der Kleinteile im Randbereich des Preßkörpers parallel zu dessen Längserstreckung und durch Querorientierung der Kleinteile im mittleren Bereich des Preßkörpers erreicht werden. Das in dieser Orientierung in einen Preßraum gefüllte Gemisch wird zunächst in einer Richtung zwischen Preßplatten verpreßt, woraufhin die Randbereiche des Gemisches durch querbewegliche Preßplatten zusätzlich verdichtet werden, ohne daß der Querschnitt des Preßkörpers verändert wird.

[0007] Mit einer Maßnahme lassen sich jedoch keine Tragriegel, Balken oder Profile mit gesteigerter Biegefestigkeit bzw. Tragkraft herstellen.

[0008] Allerdings wird mit der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE-A 32 27 074 ein Verfahren zur Herstellung von Tragriegein, Profilen, Balken und dergleichen vorgeschlagen, bei dem die mit Bindemittel versetzten Kleinteile, insbesondere Holzspäne, in einen von vier Preßstempeln gebildeten Hohlraum eingefüllt werden. Diese Preßstempel werden in einer bestimmten Reihenfolge gegeneinander zum Verdichten des Gemenges in Preßstellung gebracht, wobei die Häufigkeit der Preßvorgänge in das Ermessen des Fachmannes gestellt ist, je nachdem, welches Erzeugnis hergestellt werden soll. Entscheidend erscheint eine Nachverdichtung in vertikaler Richtung unter Aufrechterhaltung des auf die Seitenflächen einwirkenden Preßdruckes, um erst daraufhin die Aushärtung des Preßlings unter Aufrechterhaltung des Preßdruckes durchzuführen.

[0009] Mit diesem Verfahren können Profile, beispielsweise im I-Querschnitt, aus Holzkleinteilen hergestellt werden, deren Biegefestigkeit gegenüber gleichgroßen Profilen aus gewachsenem Holz mindestens ebenbürtig sind.

[0010] Der Grundgedanke der Erfindung besteht hingegen darin, daß man den Preßdruck derjenigen Preßstempel, die in der Hauptbelastungsrichtung des zu erzeugenden Gegenstandes wirken, nicht unmittelbar auf den zu pressenden Körper einwirken läßt, sondern über brettförmige Streifen, die nach geeigneter Vorbehandlung mit Klebstoff oder ähnlich wirkenden Materialien die Eigenschaft haben, einerseits den Preßdruck zu übertragen und andererseits sich fest mit dem zu verpressenden Gemisch aus Kleinteilen pflanzlicher Art zu verbinden.

[0011] Die günstigste Reihenfolge für die erfindungsgemäße Preßtechnik ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 2.

[0012] Darüber hinaus schließt aber die Erfindung nicht aus, daß die nach dem Hauptanspruch eingesetzten brettförmigen Steifen entsprechend dem Merkmal der Figur 3 auch mit den Außenflächen des Profilsteges verbunden werden können, um beispielsweise durch diese Art der Verbindung die Knicksteifigkeit des zu erzeugenden Profiles, damit aberauch auch die Biegesteifigkeit, zu erhöhen. Die Erfindung geht auch so weit, anstelle der einen Beplankung auch die andere oder umgekehrt bzw. beide gemeinsam vorzusehen.

[0013] Schließlich sieht die Erfindung vor, entsprechend dem Merkmal des Anspruches 4 zwei- oder mehrschichtige brettförmige Streifen zur Beplankung zu verwenden. Es kann sich hierbei um Lamellen oder hinsichtlich ihrer Wandstärke unterschiedliche Streifen handeln, die durchaus auch aus unterschiedlichen Matrialien bestehen können.

[0014] Gegenstand der Erfindung ist außerdem das durch das Verfahren herstellbare Erzeugnis, welches sich gegenüber dem vom Verfahren zu erwartenden unmittelbaren Erzeugnis dadurch unterscheidet, daß die Verbindungsfläche zwischen dem gepreßten, aus Kleinteilen bestehenden Profilkörper und den brettförmigen Streifen uneben ausgebildet ist, wobei diese Unebenheit in Richtung zum Profilkörper vorspringend gewölbt sein kann.

[0015] Wenn man nämlich beispielsweise Naturholzbretter zur Beplankung vorsieht, dann ist verständlich, daß diese Naturholzbretier unter dem Preßdruck der auf sie einwirkenden Preßstempel sich selbst verformen. Überraschenderweise geschieht dies in der Richtung, daß die Bretter in ihrem Randbereich sich verdichten, sich aber im Mittelbereich eher hinsichtlich ihrer Wandstärke vergrößern. Dadurch ergibt sich bei ebener Au- ßenfiäche eine konvex zum Preßkörper sich erstreckende Verbindungsfläche.

[0016] Diese unebene Verbindungsfläche hat den Vorteil, daß die brettförmigen Streifen gegenüber dem gepreßten Profilkörper aus Kleinteilen nicht nur über das eingebrachte Bindemittel, sondem auch über die konvexe Verbindungsfläche eine formschlüssige Verbindung mit dem aus Holzteilen bestehenden gepreßten Profilkörper eingehen. Die brettförmigen Streifen erhöhen damit nicht nur die Trag- bzw. Biegefestigkeit des hergestellten Profiles, sondern auch die Verwindungssteifigkeit.

[0017] Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen :

Fig. 1 bis 6 : Vertikalschnitte durch ein Preßwerkzeug in verschiedenen Arbeitsstufen,

Fig. 7: einen Vertikalschnitt durch ein im Gurtbereich beplanktes Profil,

Fig. 8: einen Querschnitt durch ein Profil mit aus mehreren Schichten bestehenden brettförmigen Streifen und

Fig. 9 : einen Vertikalschnitt durch ein im Gurt-und Stegbereich beplanktes Profil.

[0018] Mit dem in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Preßwerkzeug sollen Tragriegel, Profile, Balken 1 und dgl. gem. Fig. 7, 8 und 9 hergestellt werden, die im wesentlichen einen Steg 3 und damit verbundene Gurte 2 aufweisen.

[0019] Das Verformungswerkzeug wird durch die Prc-i3stempel 10, 11, 12, 13 gebildet, die entlang der Führungen 14 bewegbar sind und zwischen sich den Hohlraum 9 einschließen.

[0020] Im Ausführungsbeispiel sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen:

[0021] Bei der Stellung nach Fig. 1 befinden sich die seitlichen Preßstempel 12, 13 in zurückgefahrener Position. Der obere Preßstempel 10 (vgl. Figur 3) ist so weit zurückgezogen, daß das Füllgut 21 (vgl. Figur 3) in den Hohlraum 9 eingeschüttet werden kann. Der untere Preßstempel 11 befindet sich ebenfalls in zurückgezogener Position. Auf dessen Oberfläche wird ein brettförmiger Streifen 19 aufgelegt, welcher der Länge und der Breite des Hohlraumes 9 entspricht und mit dem Preßstempel 11 bewegt werden kann. Dieser brettförmige Streifen 19 kann aus verschiedenen Materialien, z. B. aus druckübertragungsfähigem Material wie Naturholz, faserverstärkte Kunststoffschicht und dgl. bestehen. Dieser Streifen 19 ist außerdem innenseitig, d. h. an der dem Hohlraum 9 zugekehrten Seite mit einer Beschichtung aus Leim und/oder Kunstharz versehen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Naturholzbretter für solche Streifen 19 zu verwenden. Wesentlich ist, daß die Festigkeit dieser Streifen 19 so groß sein muß, daß sie den Preßdruck des Preßstempels 11 übertragen können, ohne selbst über ein bestimmtes Maß hinaus deformiert zu werden.

[0022] In der Stellung gem. Fig. 2 ist gezeigt, daß in den Hohlraum 9 das Füllgut 21 geschüttet ist, welches bevorzugt aus mit Bindemitteln vermischten Holzkleinteilen besteht Es ist aber auch möglich, andere pflanzliche Kleinteile, wie z. B. gehäxeltes Stroh und dgl, zu verwenden. Diese Dosierung und die Beleimung dieser Kleinteile ist dem Stand der Technik zuzurechnen und bedarf daher keiner Erläuterung.

[0023] Gemäß der Stellung in Figur 3 ist auf das Füllgut 21 ein weiterer brettförmiger Streifen 20 aufgelegt worden, gegen den der obere Preßstempel 10 einwirkt. Beide Preßstempel 10, 11 werden nun in vertikaler Richtung zur Vorverdichtung des Füllgutes 21 so weit bewegt, bis die in Figur 4 gezeigte Stellung erreicht ist Der Druck der Preßstempel 10, 11 ist dabei über die brettförmigen Streifen 19, 20 auf das Füllgut 21 übertragen worden. Bei der in Figur 4 gezeigten Stellung können nun die Preßstempel 10, 11 gelüftet werden, bevor die seitlichen Preßstempel 12, 13 gegeneinander bewegt werden und. dabei den Steg 3 des Profiles 1 (vgl. Fig. 7) bilden. Diese seitlichen Preßstempel 12, 13 verbleiben in der in Figur 5 gezeigten Preßendlage, wenn gemäß Figur 6 die anderen Preßstempel 10, 11 zur Nachverdichtung nochmals gegeneinander bewegt werden und die in Figur 6 gezeigte Endlage erreichen.

[0024] Die geschilderten Preßbewegungen können wiederholt werden. Auch wird sich eine Struktur der Kleinteile in den Gurt- und Stegbereichen im Sinne der Lehre der eingangs erwähnten Druckschrift ergeben.

[0025] Wenn man beispielsweise von Holzbrettem für die brettförmigen Streifen 19, 20 ausgeht, wird sich im fertiggepreßten Zustand eine unebene Verbindungsfläche 23 zwischen den Streifen 19, 20 einerseits und dem Profilkörper 24 aus den gepreßten Kleinteilen ergeben. Diese unebene Verbindungsfläche 23 entsteht speziell im letzten Nachpreßvorgang gemäß Figur 6, indem das Naturholz unter dem hohen Preßdruck aufgrund der gegebenen Widerstände der Führungen 14 und der seitlichen Preßstempel 12, 13 im mittleren Bereich den Preßdruck unter gleichzeitiger Verformung überträgt, wohingegen die brettförmigen Streifen 19, 20 im Randbereich eher eine Quetschung erfahren. Das Schnittbild des so hergestellten Verbundprofiles zeigt außenseitig glatte brettförmige Streifen 19, 20, die aber innenseitig entsprechend der Struktur der Streifen in Richtung zum Profilkörper 24 mehr oder weniger gewölbt sind. Diese Wölbung hat zur Folge, daß die brettförmigen Streifen 19, 20 nicht nur eine erhebliche Erhöhung der Biegesteifigkeit der Profile, sondern auch der Verwindungssteifigkeit bedingen, weil Formschlußverbindung zufolge der Wölbung gegeben ist.

[0026] Im Beispiel der Figur 8 ist gezeigt, daß die einzelnen brettförmigen Streifen 19, 20 aus zwei oder mehr Schichten 25, 26 bestehen können, die vorher miteinander verleimt worden sind. Bei solchen Schichten 25, 26 wird sich natürlich eine geringfügigere Wölbung der Verbindungsfläche 23 ergeben.

[0027] Im Beispiel der Figur 9 ist gezeigt, daß außer den preßförmigen Streifen 19, 20 auch noch die Seitenfläche des Steges 3 überdeckende, brettförmige Streifen 22 verwendet werden können, die folglich durch die seitlichen Preßstempel 12, 13 beim Preßvorgang gemäß Figur 5 in eine feste Verbindung mit den den Steg 3 bildenden Kleinteilen gebracht werden. Hierbei ist es dem Fachmann überlassen, die Randbereiche der seitlichen Preßstempel 12, 13 auch so auszubilden, daß die brettförmigen Streifen 22 gewissermaßen in den Steg 3 eingebettet sind und von dort der Übergang zum Gurt 2 stufenlos erfolgt.

[0028] Es liegt auf der Hand, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Profile anderen Querschnittes, z. B. U-Z-L-Profile, hergestellt werden können, so daß sich die Erfindung nicht auf die Darstellung der Ausführungsbeispiele beschränkt.

Stückliste

[0029] 

1 Tragriegel, Profil, Balken und dgl.

2 Gurt

3 Steg

4-

5-

6-

7-

8-

9 Hohlraum

10 Preßstempel

11 Preßstempel

12 Preßstempel

13 Preßstempel

14 Führung

15 -

16-17 -

18 -

19 Brettförmiger Streifen

20 Brettförmiger Streifen

21 Füllgut

22 Brettförmiger Streifen

23 Verbindungsfläche

24 Profilkörper

25 Schicht

26 Schicht

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Preßkörpem aus mit Bindemitteln vermischen pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, bei dem die Kleinteile in einen von mehreren Preßstempeln gebildeten Hohlraum eingefüllt werden und die Preßstempel nacheinander aus verschiedenen Richtungen einen Preßdruck auf die eingefüllte Masse unter Wärmeeinwirkung ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Tragriegeln, Profilen, Balken oder dergleichen Preßkörpem in den Hohlraum mindestens eine, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende, brettförmige Streifen aus druckübertragungsfähigem Material, z. B. Naturholz, faserverstärkten Kunststoffschichten oder dergleichen mit einer Leim und/oder Kunstharzbeschichtung versehen eingelegt werden, welche die Kleinteile zwischen sich begrenzen, woraufhin zunächst die dem Gurtbereich zugeordneten Preßstempel über die brettförmigen Streifen einen Preßdruck auf die Kleinteile ausüben und danach die den Seitenflächen zugeordneten Preßstempel gegeneinander in Preßstellung gebracht werden, und daß schließlich eine Nachpressung der Gurtbereiche des Preßkörpers unter Aufrechterhaltung des auf die Seitenflächen einwirkenden Preßdruckes erfolgt, bevor der Preßkörper unter Wärmeeinwirkung und Aufrechterhaltung des Preßdruckes ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein brettförmiger Streifen auf den die Bodenfläche des Hohlraumes bildenten Preßstempel aufgelegt, danach der Hohlraum mit den Kleinteilen gefüllt und schiießlich der zweite brettförmige Streifen auf die Füllung aufgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Außenflächen des Profilsteges mit brettförmigen Streifen beplankt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei-oder mehrschichtige brettförmige Streifen zur Beplankung verwendet werden.

5. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 hergestellter biegesteifer Balken, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche zwischen den gepreßten, aus Kleinteilen bestehenden Profilkörpern und den brettförmigen Streifen uneben ausgebildet ist.

6. Balken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, die Verbindungsfläche in Richtung zum Profilkörper vorspringend gewölbt ausgebildet ist

Claims

1. Method of manufacturing compressed elements from vegetable particles, in particular wood particles, mixed with binding agents, wherein the particles are introduced into a hollow chamber formed by a plurality of press dies and the press dies successively exert a pressing force from different directions upon the introduced mass under the influence of heat, characterised in that, for the production of support crossbars, profiles, beams or similar compressed elements, at least one, preferably two opposing board-like strips of pressure transmitting material, e. g. natural wood, fibre-reinforced plastic layers or the like provided with an adhesive and/or synthetic resin coating are inserted in the hollow chamber and confine the particles between them, whereupon firstly the press dies associated with the belt region exert a pressing power by way of the board-like strips upon the particles and then the press dies associated with the side surfaces are moved toward one another into pressing position, and that finally follow-up pressing of the belt regions of the compressed element is effected by maintaining the pressing power acting upon the side surfaces before the compressed element is hardened by the action of heat and maintenance of the pressing power.

2. Method according to claim 1, characterised in that firstly a board-like strip is placed on the press die forming the base of the hollow chamber, then the hollow chamber is filled with the particles and finally the second board-like strip is placed on the filling.

3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the external surfaces of the profile web are also planked with board-like strips.

4. Method according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterised in that board-like strips comprising two or more layers are used for planking.

5. Rigid beams manufactured using the method according to claim 1 or 2, characterised in that the connecting surface between the compressed profile elements made from particles and the board-like strips is uneven.

6. Beams according to claim 5, characterised in that the connecting surface is outwardly curved in the direction towards the profile element.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'objets par compression, constitués de particules végétales, notamment de particules de bois, mélangées à des liants, qui consiste à remplir de particules une empreinte formée de plusieurs fouloirs de compression et appliquer successivement par les fouloirs de compression et tout en chauffant une pression dans des directions différentes à la masse, de remplissage, caractérisé en ce qu'il consiste, pour fabriquer des barres porteuses, des profilés, des poutres, ou des objets analogues par compression, à introduire dans l'empreinte au moins une bande en forme de planche et, de préférence, deux bandes opposées en forme de planche, en matériau apte à transmettre la pression, par exemple en bois naturel, en couches de matière plastique renforcées par des fibres ou en matériaux analogues qui sont munies d'une colle et/ou d'un revêtement en résine de matière plastique et qui délimitent entre elles les particules, puis à appliquer d'abord, par les fouloirs de compression, associées à la région de la membrure et par l'intermédiaire des bandes en forme de pianche, une pression aux particules, puis à mettre les fouloirs de compression associés aux surfaces latérales l'un en face de l'autre en position de compression, et enfin à effectuer une post-compression des régions des membrures de l'objet par compression, tout en maintenant la pression appliquée sur les surfaces latérales avant de durcir, par action de la chaleur et en maintenant la pression, l'objet moulé par compression.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer. d'abord une bande en forme de planche, sur le fouloir de compression formant la surface du fond de l'empreinte, puis à remplir l'empreinte des particules et enfin, à appliquer sur le remplissage la deuxième bande en forme de planche.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces extérieures de l'âme du profilé sont également bardées de bandes en forme de planche.

4. Procédé suivant la revendication 1 ou l'une des revendications suivantes, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser, pour le bardage, des bandes en forme de planches à deux couches ou à plusieurs couches.

5. Poutre résistant à la flexion, préparée par le procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface de liaison entre les profilés comprimés et constitués de particules et les bandes en forme de planche, n'est pas plane.

6. Poutre suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la surface de liaison est incurvée en étant convexe en direction du profilé.

Zeichnung