DE19632997A1

DE19632997A1 - Parallel sided timber strands for use in manufacture of composite beams

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Publication number: DE19632997A1
Application number: DE1996132997
Authority: DE
Original assignee: G Siempelkamp GmbH and Co KG
Current assignee: G Siempelkamp GmbH and Co KG
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1998-02-19

Abstract

The strands (1) are between 100 and 350 mm long, 5 to 60 mm wide and 1.5 to 6 mm deep. In longitudinal section view their sides are parallel, and have key-shaped ends which are continued smoothly into the adjoining strand by its corresponding skew cut ends. Lengths or mats of these strands are arranged to be parallel to the longitudinal axis of the composite beam (4) and bonded together with adhesive under heated press plates so as to have a swelling index of between 4 and 8 percent. The strands are made from the round stem of the tree with contributions from other parts.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Komposit-Balken, die als Holzwerkstoffprodukte nach Maßgabe der OSB-Technologie aus Holzstrands und Leim hergestellt worden sind. OSB steht für Oriented-Strand-Boards und bezeichnet eine neuere Entwicklung (vgl. Holz als Roh- und Werkstoff 45 (1987) S. 405-410. Der Begriff Komposit-Balken umfaßt im Rahmen der Erfindung auch Plattenbalken, d. h. balkendicke Platten, deren Biegeverhalten in der Theorie und in der Praxis dem von Balken entspricht, Flächenträgheitsmoment gleich dem der Platten.The invention relates to composite beams that as Wood-based products based on OSB technology Wooden beaches and glue have been made. OSB stands for Oriented beach boards and referred to a newer one Development (see wood as raw and material 45 (1987) pp. 405-410. The term composite bar includes in the context of Invention also slab beams, d. H. bar-thick slabs, their bending behavior in theory and in practice of bars corresponds to the area moment of inertia equal to that of Plates.

Komposit-Balken sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie kommen jedoch in ihrem Verhalten den Balken nicht sehr nahe, die aus gewachsenem Holz geschnitten sind und auch als Vollholzbalken bezeichnet werden. Ein Kriterium für Balken, die aus gewachsenem Holz geschnitten sind, ist der sogenannte Quellwert. Der Quellwert ist z. B. definiert in Kollmann "Technologie des Holzes". Bei bekannten Komposit-Balken ist der Quellwert in beachtlichem Maße verbesserungsbedürftig.Composite beams are in different designs known. However, they come up the bar in their behavior not very close, which are cut from grown wood and can also be called solid wood beams. A criterion for beams cut from grown wood the so-called source value. The source value is e.g. B. defined in Kollmann "Technology of Wood". At acquaintances Composite bar is the source value to a considerable degree in need of improvement.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, Komposit-Balken zu schaffen, die einem maßlich ent sprechenden Balken aus gewachsenem Holz möglichst nahekommen und holznahe Quellwerte aufweisen. - Der Begriff "holznahe Quellwerte" wird weiter unten anhand der Fig. 6 erläutert.The invention is based on the technical problem of creating composite beams which come as close as possible to a dimensionally appropriate beam made of grown wood and have swelling values close to the wood. - The term "near-wood swelling values" is explained below with reference to FIG. 6.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung von Paralleloid-Holzstrands, die eine Länge im Bereich von 100 bis 350 mm, eine Breite im Bereich von 5 bis 60 mm sowie eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 6 mm aufweisen und die, im Längsschnitt betrachtet, paralleloidbildende, keilförmig zulaufende Endbereiche mit komplementären Schräg flächen aufweisen,
für die Herstellung von Komposit-Balken durch Heißpressen von Matten oder Strängen aus den be leimten, in Längsrichtung der Komposit-Balken orientierten Paralleloid-Holzstrands zwischen be heizten Pressenplatten,
mit der Maßgabe, daß die Paralleloid-Holzstrands beim Profilspanen von Rundholz (Baumstämmen) mit Hilfe von Profilspanern aus den Restbereichen der einzelnen Rundhölzer erzeugt werden und mit der weiteren Maßgabe, daß die fertigen Komposit-Balken durch Einstellung des Leim/Holz-Verhältnisses bei der Heißpressung holznahe Quell werte im Bereich von 4 bis 8% aufweisen (gemessen nach USA-Norm ASTM-D 1037). Die Quellwerte sind insbes. mit den Radialquellwerten von Balken aus gewachsenem Holz zu vergleichen. - Der Begriff Paralleloid-Holzstrands wird verwendet, weil diese Strands die paralleloidbildenden keilförmig zulaufenden Endbereiche mit komplementären Schrägflächen aufweisen. Die Längsrichtung der Strands verläuft in Holzfaserrichtung. Die Paralleloid-Holzstrands sind in Längsrichtung des Komposit-Balkens im wesentlichen parallel zueinander sowie durch die keilförmigen Endbereiche praktisch stufenfrei geschuppt angeordnet, was auf Verformungen beruht, die beim Heißpressen auftreten. Paralleloid-Strands aus Restbereichen von Rundhölzern erweisen sich als besonders geeignet für die Herstellung von Komposit-Balken. Das gilt in bezug auf Verbund und lunkerfreie Verpressung. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verwendung mit der weiteren Maßgabe, daß die Restbereiche der Rundholzelemente vor dem Profilspanen mit Längsschnitten versehen wurden, die um die Breite der herzustellenden Paralleloid-Holzstrands von einander beabstandet sind und mit der weiteren Maßgabe, daß durch den Abstand der Spanmesser auf dem Spankopf oder auf den Spanköpfen der Profilspaner die Umlaufgeschwindigkeit der Spanköpfe sowie die Einschubgeschwindigkeit der Rundholzelemente in den Profilspaner, die Länge und die Dicke der Holzstrands bestimmt wurde. Wie bereits erwähnt sind die Paralleloid-Strands in den Komposit-Balken in Längsrichtung der Komposit-Balken im wesentlichen parallel zueinander und geschuppt aufeinanderliegend angeordnet. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden die beleimten Holzspäne unmittelbar vor dem Heißpressen und/oder beim Heißpressen erwärmt. Je nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Paralleloid-Holzstrands, die nach der Lehre der Erfindung verwendet werden, lehrt die Erfindung, daß die beleimten Paralleloid-Holzstrands unmittelbar vor der Heißpressung mit einem klimatisierten Fluid aus Luft und Wasserdampf erweicht worden sind. Der Begriff klimatisiertes Fluid bezeichnet die Tatsache, daß Temperatur und Wasserdampfgehalt einstellbar sind. Die Erweichung kann aber auch dadurch durchgeführt werden, daß die Heißpressung als Dampfpreßverfahren durchgeführt wird. Erweichen meint, so einstellen, daß eine lunkerfreie Verpressung möglich ist.To achieve this object, the object of the invention is the use of paralleloid wooden beaches which have a length in the range from 100 to 350 mm, a width in the range from 5 to 60 mm and a thickness in the range from 1.5 to 6 mm and the , viewed in longitudinal section, have paralleloid-forming, wedge-shaped end regions with complementary inclined surfaces,
for the production of composite beams by hot pressing of mats or strands from the glued paralleloid wooden strands oriented in the longitudinal direction of the composite beams between heated press plates,
with the proviso that the paralleloid wood strands are produced from the remaining areas of the individual logs with the help of profile chippers when round logs (logs) are cut and with the further proviso that the finished composite beams are adjusted by setting the glue / wood ratio at the Hot pressing have near-to-wood swelling values in the range of 4 to 8% (measured according to the USA standard ASTM-D 1037). The swelling values are to be compared in particular with the radial swelling values of beams made from grown wood. - The term paralleloid wooden strands is used because these strands have the paralleloid-forming tapered end areas with complementary inclined surfaces. The longitudinal direction of the beaches runs in the wood fiber direction. The paralleloid wooden strands are arranged essentially parallel to one another in the longitudinal direction of the composite beam and are practically scaled by the wedge-shaped end regions, which is due to deformations that occur during hot pressing. Paralleloid strands from the remaining areas of logs have proven to be particularly suitable for the production of composite beams. This applies to composite and void-free pressing. According to a preferred embodiment of the invention, the use is provided with the further stipulation that the remaining areas of the round wood elements before the chip removal have been provided with longitudinal cuts which are spaced apart from one another by the width of the paralleloid wood strands to be produced and with the further stipulation that the distance between the Chip knife on the chip head or on the chip heads of the profile chippers the speed of rotation of the chip heads as well as the insertion speed of the round wood elements into the profile chipper, the length and the thickness of the wooden strands was determined. As already mentioned, the paralleloid strands in the composite beams are arranged in the longitudinal direction of the composite beams essentially parallel to one another and in a shingled manner one on top of the other. According to a preferred embodiment of the invention, the glued wood chips are heated immediately before hot pressing and / or during hot pressing. Depending on the moisture content of the paralleloid wooden strands used in accordance with the teaching of the invention, the invention teaches that the glued paralleloid wooden strands have been softened with an air-conditioned fluid of air and water vapor immediately before hot pressing. The term air-conditioned fluid refers to the fact that the temperature and water vapor content can be set. However, the softening can also be carried out in that the hot pressing is carried out as a steam pressing process. Softening means setting so that void-free pressing is possible.

Im Ergebnis und anders ausgedrückt ist Gegenstand der Erfindung ein Komposit-Balken aus beleimten Holzstrands, der als Holzwerkstoff-Produkt nach Maßgabe der OSB-Technologie hergestellt worden ist, mit den Merkmalen, daß die Holzstrands Paralleloid-Holzstrands sind, die eine Länge im Bereich von 100 bis 350 mm, eine Breite im Bereich von 5 bis 60 mm und eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 6 mm aufweisen sowie, im Längsschnitt betrachtet, Paralleloidbildende, keilförmig zulaufende Endbereiche mit komplementären Schräg flächen aufweisen, und daß die Paralleloid-Holzstrands in Längsrichtung des Komposit-Balkens im wesentlichen parallel zueinander sowie durch die keilförmigen Endbereiche stufenfrei geschuppt angeordnet sind, wobei das Leim/Holz-Verhältnis so eingestellt ist, daß der fertige Komposit-Balken holznahe Quellwerte aufweist.In the end, and in other words, the subject of Invention of a composite beam made of glued wood, the as a wood-based product in accordance with OSB technology has been produced with the features that the Wooden beaches are paralleloid wooden beaches that have a length in Range from 100 to 350 mm, a width in the range from 5 to 60 mm and have a thickness in the range of 1.5 to 6 mm and, viewed in longitudinal section, paralleloid-forming, wedge-shaped end areas with complementary bevel have surfaces, and that the paralleloid wooden beaches in Longitudinal direction of the composite beam essentially parallel to each other and through the wedge-shaped end regions are arranged scaled step-free, the Glue / wood ratio is set so that the finished Composite beams have near-wood swelling values.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die Verwendung der Paralleloid-Holzstrands nicht nur die bei der Herstellung der Komposit-Balken nach Maßgabe der OSB-Technologie zuzusetzende Leimmenge reduziert werden kann, was sich auf die angestrebte Holznähe positiv aus wirkt, sondern auch eine kompakte Struktur der Komposit-Balken erreicht wird, die lunkerfrei ist, und zwar wegen des gerade in bezug auf die Lunkerfreiheit positiven strukturbildenden Einflusses der keilförmigen Endbereiche der Paralleloid-Holzstrands. Das gilt für alle Keilwinkel von spitzkeilförmig bis stumpfkeilförmig. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei der Herstellung der Komposit-Balken mit den Maschinen und Apparaten der OSB-Technologie problemlos gearbeitet werden kann. Allenfalls sind einige Adaptationen erforderlich, die unschwer durchzuführen sind. Insbesondere können die bewährten Beleimmaschinen und Streumaschinen oder OSB-Technologie eingesetzt werden, insbesondere solche, die eine Orientierung der Paralleloid-Strands mit hohem Orientierungsgrad bewirken. Vorzugsweise kann mit den bewährten Scheibenstreuköpfen gearbeitet werden (DE 25 35 461 A1). Es versteht sich, daß der Scheibenabstand und der Scheibendurchmesser der Geometrie der Paralleloid-Strands anzupassen ist, was durch einfache Ver suche geschehen und optimiert werden kann.The invention is based on the knowledge that through the Use of the paralleloid wooden beach is not just that of the Manufacture of composite beams according to the Glue quantity to be added to OSB technology can be reduced can, which has a positive effect on the intended wood proximity acts, but also a compact structure of the Composite beam is reached, which is void-free, namely because of the positive in relation to the freedom from voids structure-forming influence of the wedge-shaped end regions the paralleloid wooden beach. This applies to all wedge angles from pointed wedge to blunt wedge shaped. Of special The advantage is that in the manufacture of the Composite beams with the machines and apparatus of the OSB technology can be worked easily. At most, some adaptations are necessary are easy to carry out. In particular, the proven gluing machines and spreading machines or OSB technology are used, especially those that an orientation of the paralleloid strands with high Cause degree of orientation. Preferably, with the tried and tested disc spreading heads (DE 25 35 461 A1). It is understood that the disc distance and the disk diameter of the geometry of the Adapting paralleloid strands is what simple ver search happen and can be optimized.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention is based on only one Embodiment representing drawing in more detail explained. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Paralleloid-Holzstrand, Fig. 1 is a plan view of a wood-Paralleloid beach,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Gegenstand der Fig. 1, Fig. 2 is a longitudinal section through the subject of FIG. 1,

Fig. 3 die Ansicht eines Komposit-Balkens, der aus Paralleloid-Holzstrands hergestellt worden ist, Fig. 3 shows the view of a composite beam which is produced from Paralleloid-wood strands,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 3 ausschnittsweise, Fig. 4 is a longitudinal sectional fragmentary by the subject matter according to Fig. 3,

Fig. 5 in gegenüber der Fig. 4 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 4 und Fig. 5 in a significantly enlarged scale compared to FIG. 4, a section A from the subject of FIGS. 4 and

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Begriffs "holznahe Quellwerte". Fig. 6 is a diagram for explaining the term "near-wood swelling values".

In den Fig. 1 und 2 erkennt man einen Paralleloid-Holzstrand 1, der eine Länge im Bereich von 100 bis 350 mm, eine Breite im Bereich von 5 bis 60 mm sowie eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 6 mm aufweisen mag. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß der dar gestellte Paralleloid-Holzstrand 1 paralleloidbildende keil förmig zulaufende Endbereiche 2 mit komplementären Schräg flächen 3 aufweist. Komplementär heißen die Schrägflächen 3, weil sie mehr oder weniger parallel zueinander verlaufen.In Figs. 1 and 2, it detects a Paralleloid beach wood 1, the mm range in length from 100 to 350, may have a width in the range of 5 to 60 mm and a thickness in the range of 1.5 to 6 mm. From a comparison of FIGS. 1 and 2, it removes that the Paralleloid beach wood surfaces is asked 1 paralleloidbildende wedge-shaped tapered end portions 2 with complementary oblique 3 has. The inclined surfaces 3 are called complementary because they run more or less parallel to one another.

Die Fig. 3 bis 5 erläutern den Aufbau eines unter Verwendung von Paralleloid-Holzstrands 1 hergestellten Komposit-Balkens 4. Die Herstellung erfolgte durch Heißpressen von Matten oder Strängen aus den beleimten, in Längsrichtung der Komposit-Balken 4 orientierten Paralleloid-Holzstrands 1. Der Preßvorgang wird im allgemeinen zwischen Pressenplatten durchgeführt. Die Paralleloid-Holzstrands 1 können durch Abwandlung einer Vorrichtung, wie sie in der DE 21 58 912 A1 beschrieben ist, leicht hergestellt werden. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung entsprechend der DE 195 04 030.9 A1. Aus den Fig. 3 und 4 entnimmt man, daß die Paralleloid-Holz strands 1 in Längsrichtung der Komposit-Balken 4 im wesent lichen parallel zueinander und geschuppt aufeinanderliegend angeordnet sind. Die Fig. 5 läßt erkennen, daß die Struktur der Komposit-Balken 4 stufenförmige Ausformungen nicht aufweist. Die Endbereiche 2 der Paralleloid-Holzstrands 1 haben sich beim Heißpressen so verformt, daß sich eine stufenfreie und lunkerfreie Struktur ausbildet, obwohl der Leimanteil sehr gering ist. Insoweit wird auf den Pfeil 5 verwiesen. Im Ergebnis erhält man durch die erfindungsgemäße Verwendung Komposit-Balken 4, die insbesondere in bezug auf ihre Quellwerte sehr holzähnlich sind. FIGS. 3 to 5 illustrate the construction of a composite beam produced using Paralleloid-wood strands 1. 4 It was produced by hot-pressing mats or strands from the glued paralleloid wooden strands 1 oriented in the longitudinal direction of the composite beams 4 . The pressing process is generally carried out between press plates. The paralleloid wooden beaches 1 can easily be produced by modifying a device as described in DE 21 58 912 A1. Production is preferably carried out in accordance with DE 195 04 030.9 A1. From Figs. 3 and 4 it can be seen that the paralleloid wood strands 1 in the longitudinal direction of the composite beams 4 are essentially parallel to each other and are arranged in shingles one on top of the other. FIG. 5 shows that the structure of the composite beam does not have 4 step-like formations. The end regions 2 of the paralleloid wooden beach 1 have deformed during hot pressing in such a way that a step-free and void-free structure is formed, although the glue content is very low. In this respect, reference is made to arrow 5 . As a result, the use of composite beams 4 according to the invention results which are very similar to wood, particularly with regard to their swelling values.

Die Quellwerte eines Balkens, der für den Einsatz im Holzbau bestimmt ist, sind als wichtige Qualitätsparameter anzusehen (vgl. Kollmann "Holzspanwerkstoffe", Springer Verlag, 1966, Abschnitt 6.3.2.2.). Das gilt für Balken für aus gewachsenem Holz und für solche aus Holzspanwerkstoffen. Die Quellwerte hängen von der Holzart ab und sind eine Funktion der Feuchtigkeit, die das Holz bzw. der Holzspanwerkstoff aufweisen. Bei Spanplatten aus Kiefer liegen die Quellwerte um einen differenzierenden Faktor von 2 bis 4 über den Quellwerten von gewachsener Kiefer, und zwar im Feuchtigkeitsbereich von etwa 3% bis 20%. Holznahe Quellwerte der nach der Lehre der Erfindung hergestellten Komposit-Balken liegen in der Nähe der Quellwerte von geometrisch gleichen Balken aus gewachsenem Holz. Bei Kiefern liegt der differenzierende Faktor für diese Komposit-Balken, der oben mit 2 bis 4 angegeben wurde, z. B. aber nicht beschränkend im Bereich von 1,5. Das wird anhand einer Zeichnung erläutert.The source values of a bar that are used in timber construction are important quality parameters (see Kollmann "Wood chip materials", Springer Verlag, 1966, Section 6.3.2.2.). This applies to beams for grown Wood and for those made of chipboard materials. The source values depend on the type of wood and are a function of Moisture affecting the wood or the chipboard material exhibit. The swelling values are in the case of particle board made of pine by a differentiating factor of 2 to 4 over the Source values of grown pine, namely in Humidity range from about 3% to 20%. Close to wood Swelling values of those produced according to the teaching of the invention Composite bars are close to the source values of geometrically identical beams made of grown wood. At Pine is the differentiating factor for this Composite bar, which was given above with 2 to 4, z. B. but not limiting in the range of 1.5. That is based on a drawing explained.

Die Fig. 6 zeigt ein Quellwert-Diagramm aus Kollmann l.c., S. 545, Bild 6.9. Auf der Abszissenachse ist die Feuchtigkeit in Prozent angegeben, auf der Ordinatenachse die Dickenquellung in Prozent. Die dick ausgezogene obere Kurve entspricht dem Quellwert von Spanplatten. Die strichpunktierten Geraden geben die Quellwerte von ge wachsener Kiefer an. Der schraffierte Bereich kennzeichnet die holzähnlichen Quellwerte der erfindungsgemäßen Komposit-Balken aus Kiefernspänen. Für andere Holzarten gelten ähnliche Diagramme und Zusammenhänge. Fig. 6 shows a swelling value of Chart lc Kollmann, p 545, Figure 6.9. The moisture is given in percent on the abscissa axis and the swelling in percent on the ordinate axis. The bold upper curve corresponds to the swelling value of chipboard. The dash-dotted straight lines indicate the swelling values of grown pine. The hatched area identifies the wood-like swelling values of the composite beams made from pine shavings. Similar diagrams and relationships apply to other types of wood.

Claims

1. Use of paralleloid wooden beaches which have a length in the range from 100 to 350 mm, a width in the range from 5 to 60 mm and a thickness in the range from 1.5 to 6 mm and which, viewed in longitudinal section, form paralleloid-forming, have wedge-shaped end regions with complementary inclined surfaces,
for the production of composite beams by hot pressing of mats or strands from the glued paralleloid wooden strands oriented in the longitudinal direction of the composite beams between heated press plates,
with the proviso that the paralleloid wood strands are produced from the remaining areas of the individual logs with the help of profile chippers when round logs (logs) are cut and with the further proviso that the finished composite beams are adjusted by setting the glue / wood ratio at the Hot pressing have near-to-wood swelling values in the range of 4 to 8% (measured according to USA standard ASTM-D 1037).

2. Use according to claim 1 with the further proviso that the remaining areas of the round timber elements in front of the chipboard be provided with longitudinal cuts that correspond to the width of the wooden beaches to be produced are spaced apart, and with the further proviso that the distance of the Chip knife on the chip head or on the chip heads of the Profile chipper, by the rotational speed of the chip heads as well as the insertion speed of the log elements in the length and thickness of the wooden strands is determined.

3. Use according to one of claims 1 or 2 with the further proviso that the paralleloid strands are longitudinal direction of the composite beams essentially parallel are arranged to each other and overlapping one another.

4. Use according to one of claims 1 to 3 with the further stipulation that the glued paralleloid wooden beach immediately before the hot pressing and / or during the Hot pressing have been softened.

5. Use according to claim 4 with the further proviso that the glued paralleloid wooden beach immediately before Hot pressing with an air-conditioned fluid from air and Steam can be softened.

6. Use according to one of claims 4 or 5 with the further stipulation that the glued wood chips a steam subjected to pressing processes and thereby softened.

7. Composite beams that are used in accordance with the sayings 1 to 6 have been produced.