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Dokumentenidentifikation DE10343530A1 14.04.2005
Titel Vorrichtungsanordnung und Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz sowie derart ausgebildetes Flächenelement
Anmelder Bayrakci, Tayyar, 84564 Oberbergkirchen, DE
Erfinder Bayrakci, Tayyar, 84564 Oberbergkirchen, DE
Vertreter Rothkopf & Theobald, 80331 München
DE-Anmeldedatum 19.09.2003
DE-Aktenzeichen 10343530
Offenlegungstag 14.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.04.2005
IPC-Hauptklasse B27D 1/00
Zusammenfassung Die Erfindung behandelt eine Vorrichtungsanordnung (10) und ein Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements (12) aus Holz, wobei insbesondere eine Trennvorrichtung (14) zum mindestens abschnittsweisen Auftrennen mindestens eines dünnen Holzstreifens (18) in schmale Holzstäbchen (20), eine Koppelvorrichtung (16) zum Koppeln der Holzstäbchen (20) des mindestens einen Holzstreifens (18) mit mindestens einem Koppelelement (22), eine Form mit einer gewölbten Oberfläche, an der der mindestens eine Holzstreifen (18) mit seinen schmalen, gekoppelten Holzstäbchen (20) gewölbt angelegt werden kann, und ein Mittel zum Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen (18) und zwischen dessen Holzstäbchen (20) vorgesehen sind.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtungsanordnung und ein Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz, sowie ein gewölbtes Flächenelement aus Holz, insbesondere aber nicht ausschließlich eines Bootsrumpfs, das mindestens eine Schicht bzw. Lage aus dünnwandigen Holzstreifen aufweist.

Gewölbte Flächenelemente aus Holz werden insbesondere im Holzbootsbau für das Herstellen hochwertiger Bootsrümpfe verwendet. Als Fertigungsverfahren für solche gewölbten Flächenelemente sind im Bootsbau die traditionelle Klinker-/Karweel-Konstruktion, die Fertigung aus Sperrholzplatten als so genannter Knickspanter, die Fertigung aus gebogenen Leisten und das Laminieren mittels Formverleimung bekannt.

Formverleimte Bootsrümpfe bestehen aus dünnen bzw. dünnwandigen Holzstreifen, wie sie auch aus der Furniertechnik bekannt sind. Die Holzstreifen werden an einer gewölbten Oberfläche einer Form in einzelnen Lagen angeordnet und verleimt. Formverleimte Bootsrümpfe sind zwar langlebig und hochwertig, sie sind aber manuell aufwendig herzustellen und daher vergleichsweise teuer. So muss beim Formverleimen beispielsweise jeder einzelne Holzstreifen per Hand in Form gehobelt werden, bevor er eingeleimt werden kann. Der angepasste Holzstreifen muss ferner mit Leim bestrichen und an der Form mit einer Vielzahl Klammern befestigt werden. Nachdem der Leim abgebunden hat müssen die Klammern entfernt und das Flächenelement nachgehobelt werden. Weil pro Holzstreifen-Lage insgesamt mehrere hundert Klammern zu entfernen sind, ist es unvermeidbar, dass einzelne Klammern nicht entfernt werden. Diese verbliebenen Klammern führen beim Nachhobeln in der Regel zu einer Beschädigung des verwendeten Hobels. Der Hobel muss daher öfters neu geschärft werden.

Zugrunde liegende Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtungsanordnung und ein Verfahren zum Herstellen eines gewölbten Flächenelements aus Holz bereitzustellen, mit dem beispielsweise langlebige Holz-Bootsrümpfe mit vergleichsweise geringem manuellen Aufwand und in kurzer Zeit hergestellt werden können. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein qualitativ hochwertiges gewölbtes Flächenelement aus Holz zu schaffen, dass vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäße Lösung und vorteilhafte Weiterbildungen

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Vorrichtungsanordnung zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz gelöst, die mit einer Trennvorrichtung zum mindestens abschnittsweisen Auftrennen mindestens eines dünnen Holzstreifens in schmale Holzstäbchen, einer Koppelvorrichtung zum Koppeln der Holzstäbchen des mindestens einen Holzstreifens mit mindestens einem Koppelelement, einer Form mit einer gewölbten Oberfläche, an der der mindestens eine Holzstreifen mit seinen schmalen, gekoppelten Holzstäbchen gewölbt angelegt werden kann, und einem Mittel zum Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen und zwischen dessen Holzstäbchen versehen ist.

Gemäß der Erfindung ist die Aufgabe auch mit einem Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz gelöst, bei dem mindestens ein dünner Holzstreifen in schmale Holzstäbchen aufgetrennt wird, die Holzstäbchen mit mindestens einem Koppelelement verbunden werden, der mindestens eine Holzstreifen mit seinen schmalen, gekoppelten Holzstäbchen an einer gewölbten Oberfläche einer Form angelegt und ein flüssiges, aushärbares Harz in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen und zwischen dessen Holzstäbchen eingebracht wird.

Die Aufgabe ist ferner mit einer Vorrichtungsanordnung zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz gelöst, mit einer Form mit einer gewölbten Oberfläche, an der mindestens ein dünner Holzstreifen gewölbt angelegt werden kann und einem Mittel zum Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen aufgelegten Holzstreifen, wobei das Mittel zum Einbringen des flüssigen, aushärtbaren Harzes mit einer den mindestens einen Holzstreifen umgebenden Vakuumkammer ausgebildet ist. Die Vakuumkammer kann beispielsweise mit einem steifen Vakuum-Gehäuse oder einem flexiblen Vakuumsack gebildet sein.

Darüber hinaus ist die Aufgabe mit einem Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz gelöst, das die folgend Schritte umfasst: Anlegen mindestens eines dünnen Holzstreifens an einer gewölbten Oberfläche einer Form und Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen, sowie Einbringen des flüssigen, aushärtbaren Harzes mit einer den mindestens einen Holzstreifen umgebenden Vakuumkammer.

Schließlich ist die Aufgabe auch mit einem gewölbten Flächenelement aus Holz, insbesondere einem Bootsrumpf gelöst, das bzw. der mindestens eine Schicht aus dünnen Holzstreifen aufweist, die jeweils zumindest abschnittsweise in schmale Holzstäbchen aufgetrennt sind, wobei die Holzstäbchen mit mindestens einem Koppelelement gekoppelt und mit einem ausgehärteten Harz umgeben sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung werden im Gegensatz zur herkömmlichen Formverleimung nicht vergleichsweise breite Holzstreifen an einer gewölbten Oberfläche einer Form angelegt, sondern es werden eine Vielzahl einzelner schmaler Holzstäbchen ausgebildet, die nebeneinander angeordnet angebracht werden. Die Holzstäbchen werden vor dem Anbringen an der Form mittels mindestens eines Koppelelementes miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam ein Bauelement bilden, das gut gehandhabt und leicht an der Form angeordnet werden kann. Das Bauelement umfasst dabei die Vielzahl von schmalen Holzstäben, die relativ zueinander leicht verschoben werden können. Das leichte Verschieben ermöglicht es, dass das Bauelement insgesamt nicht nur senkrecht zu seiner Flächenebene gebogen werden kann, sondern dass auch in der Flächenebene selbst eine Krümmung ausgebildet werden kann. Diese Krümmung ist sehr hilfreich, damit das erfindungsgemäße Bauelement leicht an eine gewölbte Oberfläche einer Form angeschmiegt werden kann.

Das mindestens eine erfindungsgemäße Koppelelement übernimmt eine Doppelfunktion, indem es zum einen die schmalen Holzstäbchen miteinander verbindet, so dass diese zusammen gehandhabt werden können, und zum anderen aber eine gewisse Relativbewegung der Holzstäbchen zulässt.

Die erfindungsgemäßen schmalen Holzstäbchen werden mit Hilfe einer Trennvorrichtung in nur einem Arbeitsgang bereitgestellt, indem ein dünner Holzstreifen zumindest abschnittsweise insbesondere in seiner Längsrichtung getrennt wird. Die derart hergestellten Holzstäbchen können dabei kostengünstig gefertigt werden und werden darüber hinaus zugleich so bereitgestellt, dass sie nachfolgend unmittelbar an einer Koppelvorrichtung mit einem Koppelelement verbunden werden können.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die erfindungsgemäß aufgetrennten Holzstreifen mit ihren schmalen Holzstäbchen in nahezu jede Richtung gebogen werden können, ohne dass sich innerhalb des Holzstreifens hohe Spannungen und Rückstellkräfte ergeben. Der Holzstreifen kann daher an einer gekrümmten Oberfläche einer Form angeordnet werden, ohne dass er dort mit einer Vielzahl von Klammern gehaltert werden müsste. Der Holzstreifen kann vielmehr an der Form angeklebt oder mit nur wenigen Klammern befestigt werden. Weil der Holzstreifen vergleichsweise formgenau und leicht an eine gekrümmte Oberfläche einer Form angeschmiegt wird, kann erfindungsgemäß auf ein Hobeln einzelner Lagen des hergestellten gewölbten Flächenelements verzichtet werden.

Nach dem Trennen, Koppeln und Anordnen der erfindungsgemäßen dünnen Holzstreifen und deren Holzstäbchen werden die durch das Trennen und Anschmiegen an die gewölbte Oberfläche entstehenden Freiräume zwischen den einzelnen Holzstäbchen und zwischen nebeneinander angeordneten Holzstreifen mit einem flüssigen, aushärtbaren Harz gefüllt. Alternativ wird erfindungsgemäß eine Vorrichtungsanordnung und ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem dünne Holzstreifen, wie sie herkömmlich verleimt worden sind, mittels eines Harzes verbunden werden, indem dieses in einer Vakuumkammer zwischen die Holzstreifen eingesaugt wird. Das Harz führt zu einer Verbindung der einzelnen Holzstreifen und Holzstäbchen, so dass diese ähnlich einer Faserstruktur eines glasfaserverstärkten Kunststoffs in dem erfindungsgemäßen Flächenelement Bänder bzw. Fasern bilden. Die derart in Harz eingebetteten Bänder bzw. Fasern können insbesondere hohe Zugkräfte aufnehmen, so dass das erfindungsgemäße Flächenelement aus Holz eine hervorragende Steifigkeit aufweist. Zugleich ist die erfindungsgemäße Struktur aus einzelnen Schichten von länglichen und sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckenden Holzstreifen und Holzstäbchen sowie dem dazwischen eingebrachten Harz ausreichend flexibel, dass Brüche im Material aufgrund hoher punktueller Belastungen vermieden sind.

Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung ist vorteilhaft als Sägegatter, Welle mit Sägeblättern, Schneidblättern und/oder Klingen zum mindestens abschnittsweisen Durchtrennen des mindestens einen Holzstreifens in Holzstäbchen gestaltet. Mit einem Sägegatter sowie einer Welle mit Sägeblättern, Schneidblättern und/oder Klingen können an einem einzelnen dünnen Holzstreifen eine Vielzahl schmaler Holzstäben in nur einem Arbeitsgang ausgebildet werden. Die Säge- bzw. Hobel-Technik ist eine seit vielen Jahren erprobte Trenntechnik, die daher besonders prozesssicher ist. Ein Sägegatter sowie eine Welle mit Sägeblättern, Schneidblättern und/oder Klingen ermöglicht es ferner, dass ein einzelner Holzstreifen von einem oder von seinen beiden Enden aus mit einem in schmale Holzstäbchen getrennten Abschnitt versehen wird, während ein anderer Abschnitt des Holzstreifens nicht aufgetrennt wird. Der nichtgetrennte Abschnitt kann nachfolgend an der gewölbten Oberfläche der Form in einem Bereich angeordnet werden, an dem es nicht erforderlich ist, dass der Holzstreifen in seiner Flächenebene gebogen wird.

Darüber hinaus weist die Trennvorrichtung vorteilhaft mindestens zwei Trennmittel auf, deren Abstand in Querrichtung des mindestens einen Holzstreifens insbesondere während des mindestens abschnittsweisen Auftrennens des Holzstreifens veränderbar ist. Mit den im Abstand versetzbaren bzw. verstellbaren Trennmitteln lassen sich je nach Erfordernis des zu fertigenden, gewölbten Flächenelements verschieden breite Holzstäbchen ausbilden. Die Holzstäbchen können auch mit einem sich in ihrer Längsrichtung veränderndem Querschnitt gestaltet werden, indem der Abstand der Trennmittel während des Auftrennvorgangs verändert wird.

Bei den erfindungsgemäßen Holzstäbchen ist es besonders vorteilhaft, wenn diese zumindest abschnittsweise mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet sind. Der quadratische Querschnitt führt dazu, dass die Holzstäbchen senkrecht zu der Flächenebene des dünnen Holzstreifens und in der Flächenebene selbst nahezu dieselbe Biegesteifigkeit aufweisen. Die derart ausgebildeten Holzstäbchen können also auch in der Flächenebene vergleichsweise leicht gebogen und an eine gewölbte Oberfläche einer Form angepasst werden.

Die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung kann das mindestens eine Koppelelement vorteilhaft im Wesentlichen in Querrichtung des mindestens einen Holzstreifens über mindestens zwei Holzstäbchen hinweg aufbringen, insbesondere aufkleben. Das derart aufgebrachte Koppelelement verbindet die Holzstäbchen quer zu ihrer Längsrichtung und lässt damit offen, in welche Richtung die Holzstäbchen nachfolgend innerhalb der Flächenebene des Holzstreifens gebogen werden. Alternativ können einzelne oder alle Koppelelemente gezielt in vorbestimmten Winkeln oder in gebogenen Linien über mindestens zwei Holzstäbchen hinweg aufgebracht werden, so dass bereits durch das Koppelelement eine nachfolgende Biegung des aufgetrennten Abschnitts des Holzstreifens vorgegeben wird. Das mindestens eine Koppelelement kann auch aufgebracht werden, nachdem die aufgetrennten Holzstäbchen in einer hinter der Trennvorrichtung angeordneten Biegevorrichtung gebogen worden sind. Das mindestens eine Koppelelement fixiert dann die gebogenen bzw. vorgebogenen Holzstäbchen in ihrer gekrümmten Lage und ermöglicht es, dass diese nachfolgen besonders spannungsarm an eine gekrümmte Oberfläche einer Form angeschmiegt werden können.

Als Koppelelement für das Verbinden der erfindungsgemäßen Holzstäbchen ist besonders vorteilhaft ein Faden oder ein Gewebe geeignet, der bzw. das im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist. Der Faden oder das Gewebe kann je nach gewünschter Relativbewegung der einzelnen Stäbchen zueinander aus einem flexiblen oder aus einem zumindest in Längsrichtung dehnfesten Material, beispielsweise Glasfaser, sein.

Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung dazu eingerichtet sein, dass sie das mindestens eine Koppelelement im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens einwebt. Beim Einweben wird ein im Wesentlichen fadenförmiges Koppelelement wie bei einem Schussfaden einer Webmaschine durch die sich längs erstreckenden Holzstäbchen geführt. Das eingewebte Koppelelement ermöglicht die gewünschte Relativbewegung der Holzstäbchen und stellt zugleich sicher, dass die Holzstäbchen während des Anbringens an der Form und auch danach verbunden bleiben.

Weil, wie oben erwähnt, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements auf ein Klammern und ein Hobeln einzelner Lagen aus dünnen Holzstreifen verzichtet werden kann, können an der Form der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung mehrerer Schichten dünner Holzstreifen mit deren schmalen Holzstäbchen angeordnet werden und diese nachfolgend insgesamt mit einem flüssigen, aushärtbaren Harz getränkt werden. Der Herstellungsaufwand für das gewölbte Flächenelement kann auf diese Weise erhebliche verringert werden.

Trotz der vergleichsweise leicht zu biegenden erfindungsgemäßen Holzstäbchen, kann es bei der Vorrichtungsanordnung sinnvoll sein, dass an der Form zumindest einzelne Befestigungsmittel zum Anheften der dünnen Holzstreifen vorgesehen sind. Die Befestigungsmittel können gezielt an einzelnen Stellen eines Holzstreifens ein Abheben von der Oberfläche der Form verhindern, so dass sich nachfolgende Lagen bzw. Schichten von Holzstreifen mit Ihren Holzstäbchen lagegenauer anordnen lassen.

Als Alternative zu einer Vakuumkammer zum Einbringen des erfindungsgemäß vorgesehenen Harzes kann vorteilhaft eine Streich- oder Sprüheinrichtung für Harz vorgesehen sein. Mit einer Streich- oder Sprüheinrichtung kann insbesondere bei einer wenig automatisierten Herstellung von gewölbten Flächenelementen kostengünstig gearbeitet werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnungen und Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz sowie ein erfindungsgemäßes gewölbtes Flächenelement anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements aus Holz,

2 eine perspektivische, aufgebrochene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen gewölbten Flächenelements,

3 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung,

4 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung und

5 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In 1 ist ein Teil 10 einer Vorrichtungsanordnung zum Ausbilden eines in 2 veranschaulichten gewölbten Flächenelements 12 dargestellt. Der dargestellte Teil 10 der Vorrichtungsanordnung umfasst eine Trennvorrichtung 14 und eine Koppelvorrichtung 16, durch die hindurch ein dünner bzw. dünner Holzstreifen 18 mit einer Dicke von ca. 3 mm und einer Breite von ca. 150 mm sowie einer Länge von bis zu mehreren Metern geführt werden kann.

Der Holzstreifen 18 wird an der Trenneinrichtung 14 zumindest abschnittsweise in mehrere, nebeneinander angeordnete und sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Holzstäbchen 20 aufgetrennt.

Die Holzstäbchen 20 durchlaufen anschließend die Koppeleinrichtung 16 und werden an dieser in gewissen vorbestimmten und insbesondere regelmäßigen Abständen mit Hilfe von Koppelelementen 22 verbunden, die bezogen auf 1 auf der Oberseite der Holzstreifen 18 über mehrere Holzstäbchen 20 hinweg appliziert werden.

Bevorzugt wird mit Holzstreifen 18 mit einer Dicke zwischen ca. 1 mm und 5 mm, insbesondere zwischen ca. 2 mm und 4 mm, am meisten bevorzugt mit einer Dicke von ca. 3 mm gearbeitet. Die Holzstreifen 18 weisen bevorzugt eine derart angepasste Breite auf, dass zwischen ca. 5 bis 100, insbesondere zwischen 20 und 80, am meisten bevorzugt ca. 50 einzelne Holzstäbchen 20 ausgebildet werden. Die Holzstäbchen 20 weisen dabei eine recheckige bzw. quadratische Querschnittsfläche mit einem Dicken/Breiten-Verhältnis von bevorzugt ca. 1/3, insbesondere ca. 1/2, am meisten bevorzugt ca. 1/1 auf.

Nachfolgend wird die Trennvorrichtung 14 näher erläutert. Sie umfasst eine nicht dargestellte Fördereinrichtung für den Holzstreifen 18, die beispielsweise in Gestalt zweier, den Holzstreifen 18 einklemmenden und sich gegenläufig drehenden Förderwalzen gestaltet sein kann. Alternativ kann der Holzstreifen 18 manuell in die Trennvorrichtung 14 eingeführt und durch diese hindurchgeführt werden.

In der Trennvorrichtung 14 sind mehrere Trennmittel 24 in Form von streifenförmigen Sägeblättern mit Sägezähnen vorgesehen, die nach Art eines Sägegatters nebeneinander parallel angeordnet sind und sich entsprechend einer Stichsäge gemäß Bewegungsrichtungen 26 im Wesentlichen senkrecht zur Flächenebene des dünnen Holzstreifens 18 auf- und abbewegen. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform bewegen sich die Sägezähne des Trennmittels nach Art einer Bandsäge immer in eine Richtung.

Die oben erwähnte Fördereinrichtung für den Holzstreifen 18 bewegt diesen gemäß der Vorschubrichtung 28 auf die Trennmittel 24 zu und an diesen vorbei, so dass die Trennmittel 24 in dem Holzstreifen 18 mehrere Sägeschnitte 30 einbringen. Mit den Sägeschnitten 30 wird der Holzstreifen 18 in insgesamt 50 einzelne Holzstäbchen 20 getrennt, die in Vorschubrichtung 28 hinter den Trennmitteln 24 nebeneinander angeordnet und an dem nicht getrennten Abschnitt des Holzstreifens 18 verbunden sind.

Die sich nebeneinander befindenden Trennmittel 24 sind in ihrem Abstand 32 quer zur Vorschubrichtung 28 des Holzstreifens 18 veränderbar bzw. verstellbar ausgebildet. Die Verstellung des Abstandes 32 ist insbesondere auch während des Trennvorgangs und während der Vorschubbewegung des Holzstreifens 18 möglich. Auf diese Weise kann die Breite der Holzstäbchen 20 vor und während des Auftrennens des Holzstreifens 18 zumindest abschnittsweise geändert werden. Zumindest abschnittsweise verschiedenbreite Holzstäbchen 20 können vorteilhaft sein, wenn das herzustellende Flächenelement 12 Flächenbereiche mit stark unterschiedlichen Krümmungsradien aufweist.

Die nebeneinander angeordneten Holzstäbchen 20 werden entsprechend der Vorschubrichtung 28 weiter durch die Koppelvorrichtung 16 gefördert. An der Koppelvorrichtung 16 ist eine Rolle 34 zum Bereitstellen eines Bandes 36, insbesondere eines mit Heißkleber getränkten Gewebebandes vorgesehen, welches im weiteren Prozess in einzelne Bandstücke getrennt wird, die die Koppelelemente 22 bilden.

Das Band 36 ist durch eine Bandzuführeinrichtung 38 geführt, die neben dem in Holzstäbchen 20 aufgetrennten Holzstreifen 18 angeordnet ist. An der Bandzuführeinrichtung 38 kann ein Endabschnitt des Bandes 36 von einer Greifeinrichtung 40 gegriffen werden, die das Band 36 gemäß einer der Bewegungsrichtungen 42 quer über die nebeneinander angeordneten Holzstäbchen 20 hinweg zur bezogen auf 1 rückwärtigen Seite des Holzstreifens 18 zieht. Das Band 36 ist in dieser Lage quer über die Holzstäbchen 20 hinweg gespannt angeordnet.

Über dem derart angeordneten Band 36 ist eine Heißklebestempeleinrichtung 44 vorgesehen, die gemäß Bewegungsrichtungen 46 bezogen auf 1 nach unten und wieder nach oben gefahren werden kann. Die auf das Band 36 abgesenkte Heißklebestempeleinrichtung 44 erwärmt und schmelzt den im Gewebe des Bandes 36 bevorrateten Heißkleber und appliziert dadurch einen Abschnitt des Bandes 36 auf den nebeneinander angeordneten Holzstäbchen 20. Alternativ oder zusätzlich kann ein wärme- oder zeitaushärtender Kleber oder ein Mehrkomponentenkleber durch eine der Heizklebestempeleinrichtung 44 entsprechende Einrichtung in das Band 36 eingebracht werden. Um ein Durchbiegen der Holzstäbchen 20 beim Applizieren des Koppelelementes 22 zu verhindern, ist an der Unterseite der Koppeleinrichtung 16 ein Rollenlager 48 vorgesehen, auf der der aufgetrennte Holzstreifen 18 abgestützt ist.

An der bezogen auf 1 vorderen und hinteren Seite der Heißklebestempeleinrichtung 44 befindet sich jeweils eine Schneideeinrichtung 50, die eine entsprechend der Bewegungsrichtungen 52 nach unten und oben bewegbare Schneide umfasst. Mit den Schneideeinrichtungen 50 wird das quer über die Holzstäbchen 20 aufgeklebte Band 36 an den Seitenbereichen des aufgetrennten Holzstreifens 18 an zwei Stellen durchschnitten. Der derart abgeschnittene Teil des Bandes 36 bildet das oben erwähnte Koppelelement 22.

Das Band 36 wird in regelmäßigen Zeitabständen während des Trennvorgangs aufgeklebt und abgeschnitten, so dass die Koppelelemente 22 auf den aufgetrennten Holzstreifen 18 in ebenfalls regelmäßigen Abständen aufgebracht werden. Alternativ können die Koppelelemente 22 in besonders vorbestimmten, verschiedenen Abständen aufgebracht werden, welche für das später gewünschte Biegeverhalten des aufgetrennten Holzstreifens 18 innerhalb eines gewölbten Flächenelements 12 besonders vorteilhaft sind.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Koppeleinrichtung 16 in Vorschubrichtung 28 des Holzstreifens 18 vor der Trenneinrichtung 14 angeordnet und kommt erst zum Einsatz, nachdem ein teilweise in die Trenneinrichtung 14 eingeschobener und dort aufgetrennter Holzstreifen 18 mit seinen nebeneinander angeordneten Holzstäbchen 20 aus der Trenneinrichtung 14 heraus und durch die Koppeleinrichtung 16 hindurch gezogen wird. Mit einer solchen Vorrichtungsanordnung kann ein Holzstreifen 18 an zumindest einem seiner Endbereiche abschnittsweise in einzelne Holzstäbchen 20 aufgetrennt und diese nachfolgend weitgehend automatisch mittels Koppelelementen 22 miteinander verbunden werden.

Auf die oben erläuterten Trenn- und Koppelvorgänge unter Verwendung der Trennvorrichtung 14 und Koppeleinrichtung 16 folgen nicht veranschaulichte Arbeitsschritte, bei denen die in Holzstäbchen 20 aufgetrennten Holzstreifen 18 in mehreren Lagen bzw. Schichten an einer gewölbten Oberfläche einer Form angelegt und nachfolgend in einem Vakuumgießverfahren mit einem flüssigen, aushärtbaren Harz getränkt werden. Beim Tränken mit dem Harz werden die an den Holzstreifen 18 durch die Sägeschnitte 30 ausgebildeten und die sich zwischen den Holzstreifen selbst befindenden Freiräume mit dem Harz gefüllt. Das Harz härtet nachfolgend aus bzw. wird ausgehärtet und es entsteht insgesamt ein gewölbtes Flächenelement 12 aus Holz, wie es in 2 veranschaulicht ist.

Das Flächenelement 12 gemäß 2 ist aus insgesamt drei Lagen von aufgetrennten Holzstreifen 18 aufgebaut. Zu einer ersten Lage 54 aus bogenförmig angeordneten, sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckenden Holzstreifen 18 ist eine zweite Lage 56 mit deren Holzstreifen 18 quer ausgerichtet. Die dritte Lage 58 verläuft mit ihren Holzleisten 18 in einer Richtung, die sowohl zur Ausrichtung der ersten als auch der zweiten Lage 54 bzw. 56 geneigt ist. Alternativ kann sich die dritte Lage entsprechend der Richtung der ersten Lage ausgerichtet sein.

Bei der zweiten Lage 56 des Flächenelements 12 gemäß 2 sind ferner aufgetrennte Abschnitte 60 an Endbereichen von Holzleisten 18 sowie nicht aufgetrennte Abschnitte 62 im Mittelbereich von Holzleisten 18 veranschaulicht.

Das erfindungsgemäße Flächenelement 12 eignet sich insbesondere für den Bau von Bootsrümpfen aus Holz. Bei derartigen Bootsrümpfen kann aus optischen Gründen an zumindest der später nach außen gewandten und damit sichtbaren Seite des gemäß 2 ausgebildeten gewölbten Flächenelements 12 eine Lage bzw. Schicht aus Holzstreifen 18 aufgebracht sein, die nicht oder nur an besonders begrenzten Flächenabschnitten in einzelne Holzstäbchen 20 aufgetrennt sind.

Darüber hinaus kann das Flächenelement 12 aber auch in vielfältigen, anderen Anwendung nutzbringend eingesetzt werden. So können mit dem Flächenelement 12 beispielsweise Flügel von Windkraftanlagen oder gewölbte Flächen von Möbeln ausgebildet werden.

In den 3 bis 5 sind weitere Ausführungsbeispiele von Trennvorrichtungen 14 veranschaulicht.

3 zeigt eine Trennvorrichtung 14, die eine rotierend gelagerte und sich im Betrieb mit hoher Geschwindigkeit drehende Welle 64 umfasst. Auf der Welle 64 sind in regelmäßigen Abständen drehfest kreisrunde Säge- bzw. Hobelblätter 66 angeordnet, die sich senkrecht zur Längsrichtung der Welle 64 erstrecken. Am äußeren Umfangsrand der Sägeblätter 66 sind jeweils Sägezähne bzw. Hobelmesser 68 ausgebildet, die in Entsprechung zu dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel einer Trennvorrichtung 14 zusammen mit den Sägeblättern 66 die einzelne Trennmittel bilden.

Die Sägeblätter 66 sind auf der rotierenden Welle 64 derart beabstandet angeordnet, dass jeweils zwei der Sägeblätter 66 ein einzelnes Holzstäbchen 20 aus einem Holzstreifen 18 heraussägen (ausgenommen die Rand-Holzstäbchen, welche von nur einem Sägeblatt 66 abgetrennt werden).

In 4 ist eine Trennvorrichtung 14 dargestellt, bei der in Entsprechung zu den Sägeblättern 66 der 3 eine Welle 64 mit drehfest angebrachten, kreisrunden Schneidblättern 70 versehen ist. Die Schneidblätter 70 sind an ihrem Außenrand insgesamt mit einer Schneide 72 versehen, die im Querschnitt radial nach außen spitz zuläuft.

Während eines Trennvorgangs mit den Schneideblättern 70 werden die daran ausgebildeten Scheiden 72 mit Hilfe der Welle 64 in den zu trennenden Holzstreifen 18 gedrängt und dieser dadurch in einzelne Holzstäbchen 20 geteilt. Die Welle 64 kann dabei aktiv angetrieben oder passiv mit dem geförderten Holzstreifen 18 mitbewegt werden.

5 veranschaulicht schließlich eine Trennvorrichtung 14, bei der Trennmittel in Form von sichelförmigen Klingen 74 vorgesehen sind. Die Klingen 74 sind in insbesondere regelmäßigen Abständen an einer Welle 64 befestigt und erstrecken sich parallel zu einander senkrecht zur Längsrichtung der Welle 64. Die Klingen 74 sind jeweils am Innenrand der Sichelform mit einem Schneidabschnitt 76 versehen, mittels dem das eigentliche Schneiden und Durchtrennen eines Holzstreifens 18 erfolgt. Die Welle 64 dient bei diesem Trennvorgang als reine Stützwelle für die Klingen 74 oder kann alternativ gedreht werden, so dass durch eine Schwenkbewegung der Klingen 74 die Schnittgeschwindigkeit an den Schneidabschnitten 76 erhöht wird. Bei einer nicht dargestellten Alternative der Klingen 74 sind die Schneidabschnitte 76 am Außenrand der Sichelform ausgebildet.

Abschließend sei angemerkt, dass sämtlichen Merkmalen, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz dem vorgenommenen formalen Rückbezug auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.

10Teil einer Vorrichtungsanordnung 12Flächenelement 14Trennvorrichtung 16Koppelvorrichtung 18Holzstreifen 20Holzstäbchen 22Koppelelement 24Trennmittel 26Bewegungsrichtungen der Trennmittel 28Vorschubrichtung des Holzstreifens bzw. der Holzstäbchen 30Sägeschnitt 32Abstand der Trennmittel 34Rolle 36Band 38Bandzuführeinrichtung 40Greifeinrichtung 42Bewegungsrichtungen der Greifeinrichtung 44Heißklebestempeleinrichtung 46Bewegungsrichtungen der Heißklebestempeleinrichtung 48Rollenlager 50Schneideeinrichtung 52Bewegungsrichtungen der Schneideeinrichtungen 54erste Lage 56zweite Lage 58dritte Lage 60aufgetrennter Abschnitt eines Holzstreifens 62nicht aufgetrennter Abschnitt eines Holzstreifens 64Welle 66Sägeblätter 68Sägezahn 70Schneidblatt 72Schneide 74Klinge 76Schneidabschnitt

Anspruch[de]
  1. Vorrichtungsanordnung (10) zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements (12) aus Holz, mit

    – einer Trennvorrichtung (14) zum mindestens abschnittsweisen Auftrennen mindestens eines dünnen Holzstreifens (18) in schmale Holzstäbchen (20),

    – einer Koppelvorrichtung (16) zum Koppeln der Holzstäbchen (20) des mindestens einen Holzstreifens (18) mit mindestens einem Koppelelement (22),

    – einer Form mit einer gewölbten Oberfläche, an der der mindestens eine Holzstreifen (18) mit seinen schmalen, gekoppelten Holzstäbchen (20) gewölbt angelegt werden kann, und

    – einem Mittel zum Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen (18) und zwischen dessen Holzstäbchen (20).
  2. Vorrichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (14) als Sägegatter, Welle mit Sägeblättern (66), Schneidblättern (70) und/oder Klingen (74) zum mindestens abschnittsweisen Durchtrennen des mindestens einen Holzstreifens (18) in Holzstäbchen (20) gestaltet ist.
  3. Vorrichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (14) mindestens zwei Trennmittel (24) aufweist, deren Abstand (32) in Querrichtung des mindestens einen Holzstreifens (18) insbesondere während des mindestens abschnittsweisen Auftrennens des Holzstreifens (18) veränderbar ist.
  4. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (14) mindestens zwei Trennmittel (24) aufweist, mittels denen der mindestens eine Holzstreifen (18) zumindest abschnittsweise in Holzstäbchen (20) mit einem quadratischen Querschnitt getrennt werden kann.
  5. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (16) das mindestens eine Koppelelement (22) im Wesentlichen in Querrichtung des mindestens einen Holzstreifens (18) über mindestens zwei Holzstäbchen (20) hinweg aufbringen, insbesondere aufkleben kann.
  6. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (16) als Koppelelement (22) einen Faden oder ein Gewebe im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) aufbringen, insbesondere aufkleben kann.
  7. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (16) das mindestens eine Koppelelement (22) im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) einweben kann.
  8. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Form zum Auflegen mehrerer Schichten (54, 56, 58) von dünnen Holzstreifen (18) mit deren schmalen Holzstäbchen (20) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Form Befestigungsmittel zum Anheften der dünnen Holzstreifen (18) mit deren schmalen Holzstäbchen (20) vorgesehen sind.
  10. Vorrichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Einbringen des flüssigen, aushärtbaren Harzes mit einer Streich- oder Sprüheinrichtung für Harz ausgebildet ist.
  11. Vorrichtungsanordnung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements (12) aus Holz, mit

    – einer Form mit einer gewölbten Oberfläche, an der mindestens ein dünner Holzstreifen (18) gewölbt angelegt werden kann und

    – einem Mittel zum Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen aufgelegten Holzstreifen (18),

    dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Einbringen des flüssigen, aushärtbaren Harzes mit einer den mindestens einen Holzstreifen (18) umgebenden Vakuumkammer ausgebildet ist.
  12. Verfahren zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements (12) aus Holz, mit den Schritten:

    – mindestens abschnittsweises Auftrennen mindestens eines dünnen Holzstreifens (18) in schmale Holzstäbchen (20),

    – Koppeln der Holzstäbchen (20) des mindestens einen Holzstreifens (18) mit mindestens einem Koppelelement (22),

    – Anlegen des mindestens einen Holzstreifens (18) mit seinen schmalen, gekoppelten Holzstäbchen (20) an einer gewölbten Oberfläche einer Form und

    – Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen (18) und zwischen dessen Holzstäbchen (20).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, mit dem Schritt: Durchtrennen des mindestens einen Holzstreifens (18) mit einem Sägegatter, einer Welle mit Sägeblättern (66), Schneidblättern (70) und/oder Klingen (74) in mehrere Holzstäbchen (20).
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem während des mindestens abschnittsweisen Auftrennens des mindestens einen Holzstreifens (18) von mindestens zwei Trennmitteln (24) der Abstand in Querrichtung des Holzstreifens (18) verändert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der mindestens eine Holzstreifen (18) zumindest abschnittsweise in Holzstäbchen (20) mit einem quadratischen Querschnitt getrennt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem das mindestens eine Koppelelement (22) im Wesentlichen in Querrichtung des mindestens einen Holzstreifens (18) über mindestens zwei Holzstäbchen (20) hinweg aufgebracht, insbesondere aufgeklebt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem als Koppelelement (22) ein Faden oder ein Gewebe im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) aufgebracht, insbesondere aufgeklebt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem das mindestens eine Koppelelement (22) im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) eingewebt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, bei dem an der Form mehrere Schichten (54, 56, 58) dünner Holzstreifen (18) mit deren schmalen Holzstäbchen (20) angelegt werden.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, bei dem an der Form der mindestens eine Holzstreifen (18) mit seinen Holzstäbchen (20) angeheftet wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, bei dem das flüssige, aushärtbare Harz mit einer Streich- oder Sprüheinrichtung für Harz in die Freiräume eingebracht wird.
  22. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 21, zum Ausbilden eines gewölbten Flächenelements (12) aus Holz, mit den Schritten

    – Anlegen mindestens eines dünnen Holzstreifens (18) an einer gewölbten Oberfläche einer Form und

    – Einbringen eines flüssigen, aushärtbaren Harzes in Freiräume an dem mindestens einen angelegten Holzstreifen (18),

    gekennzeichnet durch den Schritt: Einbringen des flüssigen, aushärtbaren Harzes mit einer den mindestens einen Holzstreifen (18) umgebenden Vakuumkammer.
  23. Gewölbtes Flächenelement (12) aus Holz, insbesondere eines Bootsrumpfes, das mindestens eine Schicht (54, 56, 58) aus dünnen Holzstreifen (18) aufweist, die jeweils zumindest abschnittsweise in schmale Holzstäbchen (20) aufgetrennt sind, wobei die Holzstäbchen (20) mit mindestens einem Koppelelement (22) gekoppelt und mit einem ausgehärteten Harz umgeben sind.
  24. Gewölbtes Flächenelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzstäbchen (20) zumindest abschnittsweise eine sich in Längsrichtung des Holzstreifens (28) ändernde Querschnittsfläche aufweisen.
  25. Gewölbtes Flächenelement nach einem der Ansprüche 23 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzstäbchen (20) zumindest abschnittsweise einen quadratischen Querschnitt aufweisen.
  26. Gewölbtes Flächenelement nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Koppelelement (22) im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) über mindestens zwei Holzstäbchen (20) hinweg aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist.
  27. Gewölbtes Flächenelement nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (22) ein Faden oder ein Gewebe ist, der bzw. das im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist.
  28. Gewölbtes Flächenelement nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (22) im Wesentlichen in Querrichtung des Holzstreifens (18) eingewebt ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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