Profil aus Holz und Verfahren zu seiner Herstellung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Profil aus Rund- oder Schnittholz und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Das Verfahren ermöglicht die kostengünstige Herstellung technischer Profile, wie Kasten -und Rohrprofile aus Holz.

In der Bauwirtschaft kommen meist Vollholzquerschnitte, wie z.B. Kanthölzer zum Einsatz. Effiziente Querschnittsformen wie Kasten -und Rohrprofile aus Holz werden nur in Ausnahmefällen eingesetzt. Die Herstellung erfolgt durch manuelles

Zusammenfügen von Einzelquerschnitten aus Schnittholz und ist sehr kostenintensiv. Technische Profile, wie Kasten -und Rohrprofile haben jedoch im Vergleich zu Vollquerschnitten bei gleicher Querschnittsfläche die 64ache Tragwirkung. Holz ist ein Werkstoff mit einem hohen Porenvolumenanteil und besteht im wesentlichen aus Zellulose und Lignin. Während die Zellulose das Skelett bildet, hat das Lignin eine festigende und verklebende Funktion. Bei Temperaturen ab 100 ⁰ C kommt es zur Ligninerweichung und damit zu einer Plastifizierung des Holzes besonders quer zur Faserrichtung. Dadurch ist es möglich, Holz quer zum Faserverlauf bei relativ geringem Druck zu verdichten. Methoden zur Plastifizierung von Holz durch Erwärmung sind bekannt. Die Erweichung des Holzes wird dabei meist durch Kontakterwärmung oder durch Hochfrequenzplastifizierung im Bereich von 100 ⁰ C bis 160 ⁰ C erreicht. Auch eine Behandlung mit Chemikalien verbessert die Formbarkeit des Holzes. Verfahren zum Verdichten von Holz sind bereits bekannt. Ziel dieser Verfahren ist eine Verbesserung von bestimmten Holzeigenschaften, wie die Erhöhung des E-Modules, Erhöhung der Härte, Erhöhung der Festigkeiten, aber auch eine Verbesserung des Holzschutzes.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Rund -oder Schnittholz bekannt. (PatNr.: DE 10224 721 A 1) Dabei wird verdichtetes Holz um eine Achse gebogen, die parallel zum Faserverlauf liegt. Durch vorherige Verdichtung wird eine

Verformungsreserve im Holz erzeugt, welche ein zerstörungsfreies Biegen ermöglicht.

Bei diesem Verfahren ergeben sich folgende technische Schwierigkeiten und Nachteile. Für die Verarbeitung muss gut sortiertes und fehlerfreies Holz gewählt werden, da die Stellung der Jahrringe sowie der Anteil des Früh- und Spätholzes einen entscheidenden Einfluss auf die zerstörungsfreie und gleichmäßige Verdichtung und anschließende Biegung haben. Die im Holz enthaltene Feuchtigkeit muss durch eine Trocknung vor der Verdichtung des Holzes begrenzt werden. Eine Verarbeitung von waldfrischem Holz ist nicht möglich, da sonst das Risiko einer Dampfexplosion bzw. einer Zerstörung von Holzzellen während der Verdichtung sehr hoch ist. Außerdem muss dem Holz bei der anschließenden Biegung wieder Feuchtigkeit zugeführt werden, um eine gute Formbarkeit zu erreichen. Dies bedingt eine weitere Holztrocknung. Das Verfahren ist deshalb als sehr zeit -und energieaufwendig zu beurteilen, da sowohl bei der Verdichtung, als auch bei der Biegung viel Energie für die Plastifizierung des Holzes benötigt wird. Auch die zweimalige Holztrocknung ist sehr zeit -und energieaufwendig. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass ein großer Teil der Verdichtung und damit auch ein Teil der gewonnenen Holzvergütung, wie Erhöhung des E-Modules, Erhöhung der Festigkeit und der Härte des Holzes verfahrensbedingt bei der Biegung geopfert werden müssen.

Das vorliegende Verfahren umgeht alle diese Nachteile. Aufgabe der Erfindung ist es, durch ein wirtschaftliches Verfahren aus minderwertigem Holz hochwertige Profile herzustellen. Es ist saftfrisches oder ungetrocknetes Holz zu verarbeiten. Eine aufwendige Sortierung ist nicht erforderlich. Holztrocknung, Formgebung, Verdichtung und Zusammenfügen der Hölzer erfolgen parallel in einem Arbeitsgang, so dass es sich hier um ein sehr zeit -und energiesparendes Verfahren handelt. Die erzeugte Verdichtung und Holzvergütung, wie erhöhter E-Modul, erhöhte Festigkeit und Härte bleiben im Profil verfahrensbedingt erhalten. Das Profil kann aus Rund- oder

Schnittholz (Dünnholz aus NH oder LH) hergestellt werden, welches in der heimischen Forstwirtschaft in großen Mengen kostengünstig anfällt.

Erfindungsgemäß werden die Hölzer in einer Pressform so angeordnet, dass sie einen geschlossenen und in sich stabilen Kreisring bilden (Fig.1).

Die sich berührenden Seitenflächen jeweils benachbarter Hölzer werden vorher nach Bedarf mit einem Bindemittel versehen. Anschließend werden die Hölzer gemeinsam, im plastifizierten Zustand, von einem Pressstempel durch die Pressform gedrückt. Die Pressform besitzt einen sich verjüngenden runden oder ovalen Querschnitt. (z.B. flaschenförmig, Fig.2) Dadurch werden die Hölzer senkrecht zur Faserrichtung verdichtet. Gleichzeitig werden die Hölzer unter Einwirkung von Druck und Wärme miteinander verbunden. Es ist auch möglich, zwischen den einzelnen Hölzern spezielle Einpressdübel anzuordnen. Diese werden durch den entstehenden Druck zwischen den einzelnen Hölzern in die Holzflächen gedrückt. Die Länge des verdichteten Profils ist variabel ausführbar und zum einen über die Einzellänge der Rund- oder Schnitthölzer, zum anderen über eine Anordnung von zueinander versetzten Längsstößen zwischen den einzelnen Rund- oder Schnitthölzern in der Pressform zu realisieren.

Die Hölzer können vor oder nach der Formgebung mit Fungiziden, Brandhemmern, Harzen oder Bindemitteln behandelt werden. Nach der Herstellung des verdichteten Profils ist es möglich, die Mantelfläche mit einem technischen Textil, wie z.B. Glasfasergewebe zu laminieren. Dadurch werden verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Stabilität und des Holzschutzes bzw. des Brandschutzes erlangt. Vorteilhafte Varianten von Profil und Verfahren sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Querschnitt durch die Pressform (z.B. hier mit halbierten Rundhölzern bestückt)

Fig. 2 Längsschnitt durch die Pressform und den Pressstempel

Fig. 3 Verschiedene Rund- und Schnittholzquerschnitte in der Pressform Fig. 4 Verschiedene erfindungsgemäße Profile aus Holz.

Offene Profile nach Fig.4 a) werden dadurch erzeugt, dass zwischen definierten Hölzern vor dem Verdichten auf das Aufbringen von Leim und/oder Einpressdübel verzichtet wird. Nach dem Verlassen der Pressform zerfällt das verdichtete Profil in die offenen Profile. Die geschlossenen Profile nach Fig.4 c) und die offenen Profile nach Fig.4 d) werden erzeugt, indem offene, verdichtete Profile nach Fig.4 a) mit Profilen nach Fig.4 b) verbunden werden.