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DE1286739B - Verfahren und Vorrichtung zum duebelartigen Verbinden von Werkstuecken sowie nach dem Verfahren hergestellte Verbindungen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum duebelartigen Verbinden von Werkstuecken sowie nach dem Verfahren hergestellte Verbindungen

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DE1286739B
DE1286739B DEH62602A DEH0062602A DE1286739B DE 1286739 B DE1286739 B DE 1286739B DE H62602 A DEH62602 A DE H62602A DE H0062602 A DEH0062602 A DE H0062602A DE 1286739 B DE1286739 B DE 1286739B
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DE
Germany
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workpieces
connection
recesses
clamping
grooves
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DEH62602A
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Inventor
Held Kurt
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HELD FA ADOLF
Original Assignee
HELD FA ADOLF
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Publication date
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit welchem insbesondere aus Holz oder holzartigem Material bestehende Werkstücke in einfacher und rascher Weise dübelartig verbunden werden können. Der Schreiner sieht zur Verbindung von plattenförmigen Bauteilen an der Stoßstelle Gehrungen vor, die miteinander verleimt werden und mit Hilfe von in Bohrungen oder Nuten eingesetzten Dübeln oder Federn stabilisiert werden. An dieser Technik hat sich seit Jahrhunderten wenig verändert. Zwar sind aus Kunststoff, z. B. aus Polyvenylazetat, Epoxypolyesterharz u. dgl. hergestellte Leime, die in relativ kurzer Zeit abbinden, sowie aus Kunststoff oder Metall bestehende Dübel oder Federn entwickelt worden, jedoch hat sich an der eigentlichen Verbindungstechnik wenig verändert. Stets müssen die miteinander zu verbindenden Teile mit sehr genau angebrachten Bohrungen, Nuten bzw. Dübeln, Zapfen oder Federn versehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem es im Gegensatz zu den bisher bekannten nicht darauf ankommt, daß die Bohrungen oder dergleichen Ausnehmungen bzw. die Zapfen und Dübel an genau vorher bestimmter Stelle plaziert werden. Hierdurch kann es von ungelernten oder zumindest angelernten Kräften ausgeführt werden, ohne daß die Qualität der Verbindung leidet. Vielmehr wird die Festigkeit wesentlich erhöht und gleichzeitig die für den Abbindevorgang notwendige Standzeit als auch die zur Vorbereitung erforderliche Arbeitszeit erheblich verkürzt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, nach welchem die Werkstücke im Bereich ihrer Stoßstelle mit kommunizierenden Ausnehmungen, wie Bohrungen oder Nuten, versehen werden, in welche rasch erhärtende Materialien im flüssigen oder teigigen Aggregatzustand eingegossen, eingespritzt oder eingepreßt werden.
Als Material zur Verbindung von insbesondere aus Holz oder holzartigem Material bestehenden Werkstücken eignet sich vor allem thermoplastischer Kunststoff, wie z. B. Polyamid, Polykarbonat, Polystyrol, Polyäthylen od. dgl.
Die Vielzahl der zur Verfügung stehenden Kunststoffe gestattet es, die Verbindung den unterschiedlichsten Anforderungen anzupassen. So ist es möglich, sowohl sehr starre als auch sehr elastische Verbindungen nach Maßgabe des ausgewählten Kunststoffes herzustellen. Darüber hinaus können sogar scharnierartig ausgebildete Verbindungen erzeugt werden, wenn als Bindemittel ein sehr elastischer Werkstoff, z. B. Gummi, eingebracht wird.
Falls eine widerstandsfähigere Verbindung hergestellt werden soll, kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine zusätzliche Armierung in Form von Drähten od. dgl. vorgesehen werden, welche in den eingespritzten Kunststoff gleichzeitig eingebettet wird.
Die bei einer bestimmten Temperatur verflüssigten Kunststoffe können bei der Durchführung des Verfahrens mit an sich bekannten Spritz- oder Preßgußeinrichtungen eingebracht werden. Bei der Verbindung von aus holzartigem Material bestehenden Werkstoffen haben sich thermoplastische Kunststoffe als zweckmäßig erwiesen, die bei einer Temperatur von 200 bis 250° C und bei einem Druck von 50 bis 400 at einen flüssigen oder zumindest teigigen Aggregatzustand haben.
Es ist jedoch auch möglich, verflüssigte Verbindungsmaterialien bei normalem Druck einzubringen. Schließlich besteht die Möglichkeit, an sich bekannte, aus mehreren Komponenten bestehende Bindemittel zu verwenden, die erst beim Zusammenfügen der beiden Komponenten abbinden. Hierbei sind die beiden Komponenten erst beim Einbringen in die Ausnehmungen der zu verbindenden Werkstücke zusammenzufügen, worauf sie in bekannter Weise rasch abbinden und hierbei je nach Wahl der Ausgangsstoffe eine starre oder elastische Verbindung entsteht.
Während selbst bei Verwendung modernster Leime im Schreinereibetrieb mit Trockenzeiten von 2 bis 8 Minuten gerechnet wurde, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Verkürzung der Abbindezeit, d. h. der Standzeit, auf weniger als 10 Sekunden. Die derart hergestellte Verbindung ist darüber hinaus weit widerstandsfähiger, was darauf zurückzuführen ist, daß das Bindemittel alle Ausnehmungen, Bohrungen, Fugen und Poren im Bereich der Stoßstellen ausfüllt. Dieser Vorteil tritt insbesondere bei Verwendung poröser Materialien wie z. B. bei Holzspanplatten in Erscheinung, die heute in großem Maße in der Möbelindustrie eingesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Einhaltung wesentlich engerer Toleranzen gestattet, obwohl es von ungelernten oder angelernten Arbeitskräften ausführbar ist. So brauchen die zu verbindenden Teile lediglich in eine geeignet ausgebildete Vorrichtung eingebracht zu werden, wozu es keiner besonderen Fachkenntnis bedarf. Diese Vorrichtung besteht z. B. aus einer an sich bekannten Spritzguß-, Druckguß- oder Preßgußmaschine mit einer oder mehreren Austrittsdüsen, in deren Bereich Spannwerkzeuge zum Einspannen der zu verbindenden Werkstücke angeordnet sind.
Als Spannwerkzeug sind bei einem Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung gegeneinander vorzugsweise mit Hilfe von Preßluft- oder Hydraulikzylindern betätigbare Spannbacken vorgesehen. Damit das unter Druck eingebrachte, in der Regel flüssige Bindemittel nicht durch die Fugen der Stoßstellen austritt, sind die Spannbacken zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß sie die Fugen der zu verbindenden Werkstücke im Bereich der Stoßstellen überdecken.
Derartige Vorrichtungen eignen sich vor allem für die Serienfertigung. Damit sie dennoch möglichst universell angewandt und ausgenutzt werden können, sind die oberhalb und/oder seitlich des Spannwerkzeuges angeordneten Austrittsdüsen verschwenkbar und/oder höhenverstellbar ausgebildet.
Eine hervorragende Bedeutung hat die Erfindung bei der Verbindung relativ dünner, plattenförmiger, winklig zueinander angeordneter Werkstücke, insbesondere wenn diese aus porösem Material·, ζ. Β. Holzspanplatten, bestehen. Hierfür wurde ein besonderes Spannwerkzeug entwickelt, welches aus einer feststehenden Backe mit entsprechend dem Verbindungswinkel winklig zueinander verlaufenden Anlageflächen und einer gegenüber der ersteren verschiebbaren Spannbacke mit gleichfalls winklig zueinander verlaufenden Druckflächen besteht.
Die erfindungsgemäße Technik, nach welcher die zu verbindenden Werkstücke im Bereich der Stoßstelle eine oder mehrere ineinander übergehende, mit
erhärtetem Material gefüllte, quer zur Verbindungsfläche verlaufende Ausnehmungen, wie Bohrungen, Nuten od. dgl. aufweisen, führt zwangläufig zu völlig neuartigen Verbindungselementen.
Zunächst ist es möglich, entsprechend den bisher bekannten Feder- bzw. Dübelverbindungen aus Kunststoff od. dgl. bestehende Elemente in einem Arbeitsgang einzuspritzen. Zu diesem Zweck sind in den Stoßflächen der zu verbindenden Werkstücke Ausnehmungen in Form von senkrecht oder winklig zu den Stoßflächen verlaufenden Nuten oder Bohrungen vorzusehen. In neuartiger Weise ist es jedoch auch möglich, den Nuten einen Schwalbenschwanzartigen Querschnitt zu geben, wodurch die Festigkeit der Verbindung wesentlich erhöht wird. Weiterhin können sich im Bereich der Stoßflächen überkreuzende Nuten mit den Bindemitteln gefüllt werden.
Schließlich wurde eine Verbindungsart entwickelt, bei welcher vorzugsweise auf der Außenfläche der zu verbindenden Werkstücke ineinander übergehende ao Nuten eingefräst sind, in welche eine Vielzahl von die beiden Werkstücke durchsetzende, kommunizierende Bohrungen münden. Hierdurch ist eine außerordentlich stabile Eckverbindung erzielbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht und verbessert nicht nur die Verbindung plattenförmiger Werkstoffe, sondern auch die Verbindung von Leisten, wie sie insbesondere bei der Herstellung von Stühlen, Rahmen od. dgl. erforderlich ist. Sollen z. B. im Bereich eines Stuhlbeines drei oder mehrere leistenförmige Werkstücke miteinander verbunden werden, ist lediglich ein mittleres Werkstück mit einer Einfüllbohrung zu versehen, in welche mehrere, die übrigen Werkstücke durchsetzende, miteinander verbundene Bohrungen münden. Durch Einbringen des Bindematerials in erfindungsgemäßer Weise werden die drei Teile mit einer Festigkeit verbunden, die mit der hergebrachten Verleimungstechnik bislang nicht erzielbar war.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigt
A b b. 1 eine Aufsicht einer Spritzvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung,
A b b. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Abb. 1,
A b b. 3 bis 6 verschiedene in erfindungsgemäßer Weise hergestellte Gehrungsverbindungen in perspektivischer Darstellung,
A b b. 7 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zargenverbindung,
A b b. 8 eine nach Art einer Kreuzfeder hergestellte erfindungsgemäße Verbindung,
A b b. 9 und 10 zwei weitere erfindungsgemäße Verbindungsarten plattenförmiger Werkstoffe.
Mit den A b b. 1 und 2 der Zeichnung ist eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Diese Vorrichtung weist ein Spannwerkzeug mit der feststehenden Spannbacke 1 und der mittels des Preßluft- oder Hydraulikzylinders 5 verschiebbaren Spannbacke 2 auf. Der prismenförmig ausgebildeten Spannbacke 2 ist eine dieser entsprechende Ausnehmung der Spannbacke 1 gegenüber derart angeordnet, daß zwischen den beiben Backen die miteinander zu verbindenden plattenförmigen Werkstücke 3 und 4 eingespannt werden können. An ihrer Stoßstelle sind die zu verbindenden Werkstücke mit einer senkrecht zum Gehrungsschnitt verlaufenden, beide Werkstücke 3 und 4 durchsetzenden Nut 8 versehen, in welche über die Spritzdüse 7 flüssiger Kunststoff unter Druck eingebracht wird. Wie Abb. 1 und 2 erkennen lassen, wird die Spritzdüse von einem höhenverstellbaren, seitlich verschwenkbaren Arm 6 getragen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist entsprechend ihrem Anwendungszweck abzuwandeln und gegebenenfalls durch weitere Spritzdüsen zu ergänzen.
Die A b b. 3 bis 10 veranschaulichen eine kleine Auswahl von Verbindungen, deren Herstellung durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wird. So stellen die A b b. 3 und 4 Feder- bzw. Winkelfederverbindungen dar, die in erfindungsgemäßer Weise durch Einspritzen von Kunststoff herstellbar sind. Die Anordnung nach A b b. 6 unterscheidet sich von der gemäß A b b. 3 durch einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt der Verbindungsfeder, welcher die Festigkeit der Verbindung erhöht.
Mit A b b. 5 der Zeichnung ist eine Eckdübelverbindung dargestellt, die mit den bisher üblichen Mitteln des Schreinerhandwerks nicht hätte hergestellt werden können. Die plattenförmigen Werkstücke 3' und 4' sind hierbei im Bereich ihrer Stoßstellen mit flachen oberflächlichen Ausnehmungen 9 versehen, in welche den Eckbereich der beiden Werkstücke 3' und 4' durchsetzende Bohrungen 10 beidseitig münden. In die Ausnehmungen und die Bohrungen wird bestimmungsgemäß verflüssigter Kunststoff unter Druck eingebracht, welcher nach Erhärten eine außerordentlich stabile Verbindung erzeugt.
Auch die in A b b. 7 der Zeichnung dargestellte Zargenverbindung ist erst dank der erfindungsgemäßen Technik verwirklichbar. Derartige Zargenverbindungen sind z. B. für die Herstellung von Stuhlrahmen geeignet, bei weichen die Leisten 11 und 12 des Stuhlsitzes mit dem oberen Ende 13 eines Stuhlbeines zu verbinden sind. Das mittlere Teil 13 ist mit einer zentralen Bohrung 14 versehen, in welche die die Teile 11 bis 13 durchsetzenden Bohrungen 15 und 16 münden. Der in die Bohrungsgänge 14 bis 16 eingespritzte und abgebundene Kunststoff erzeugt eine hochbeanspruchbare dübelartige Verbindung der Teile 11 bis 13.
Weitere Abwandlungen von gespritzten Federverbindungen aus Kunststoff gehen aus den A b b. 8, 9 und 10 hervor. So stellt der Vorschlag gemäß A b b. 8 eine Kreuzfederverbindung dar, bei welcher sich die Federn 17 und 18 im Bereich der Stoßflächen der beiden Werkstücke 19 und 20 überschneiden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den A b b. 9 und 10 finden abgewinkelte Federn 21 bzw. schräg angeordnete Flachfedern 22 Verwendung.

Claims (16)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum dübelartigen Verbinden von insbesondere aus Holz oder holzartigem Material bestehenden Werkstücken, dadurchgekennzeichnet, daß die Werkstücke im Bereich ihrer Stoßstellen mit kommunizierenden Ausnehmungen, wie Bohrungen oder Nuten, versehen werden, in welche rasch erhärtende Materialien im flüssigen oder teigigen Aggregat-
zustand eingegossen, eingespritzt oder eingepreßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung thermoplastischer Kunststoffe als Bindemittel.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von im abgebundenen Zustand elastischer Bindemittel.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Verbindungsmaterial Armierungselemente, z. B. Drähte od. dgl., eingebettet werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus mehreren Komponenten besteht, die erst beim Einbringen in die Ausnehmungen zusammengefügt werden und hierbei unter Bildung einer starren oder elastischen Verbindung rasch abbinden.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- ao fahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Spritzguß-, Druckguß- oder Preßgußmaschine mit einer oder mehreren Austrittsdüsen, in deren Bereich Spannwerkzeuge zum Einspannen der zu verbindenden Werkstücke angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannwerkzeug vorzugsweise mit Hilfe von Preßluft- oder Hydraulikzylindern (5) betätigbare Spannbacken (2) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (1, 2) derart ausgebildet sind, daß sie die Fugen der zu verbindenden Werkstücke (3, 4) im Bereich der Stoßstellen überdecken.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse oder Düsen (7) oberhalb und/oder seitlich des Spannwerkzeuges (1,2) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse (7) oder Düsen verschwenkbar und/oder höhenverstellbar angeordnet sind.
11. Vorrichtung, insbesondere zur Verbindung plattenförmiger, winklig zueinander angeordneter Werkstücke nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannwerkzeug aus einer feststehenden Backe (1) mit entsprechend dem Verbindungswinkel winklig zueinander verlaufenden Anlageflächen und einer gegenüber der ersteren verschiebbaren Spannbacke (2) mit gleichfalls winklig zueinander verlaufenden Druckflächen besteht.
12. Verbindung von insbesondere platten- oder leistenförmigen Werkstücken nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen aus senkrecht oder winklig in den Stoßflächen der zu verbindenden Werkstücke angeordneten Nuten bestehen.
13. Verbindung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweisen (Abb. 6).
14. Verbindung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen aus sich im Bereich der Stoßflächen überkreuzenden Nuten (17,18) bestehen.
15. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen aus vorzugsweise auf der Außenfläche der zu verbindenden Werkstücke (3', 4') angeordneten, ineinander übergehenden Nuten (9) bestehen, in welche eine Vielzahl von die beiden Werkstücke (3', 4') durchsetzenden, kommunizierenden Bohrungen (10) münden.
16. Verbindung insbesondere von drei oder mehreren leistenförmigen Werkstücken nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittleres Werkstück (13) eine Einfüllbohrung (14) aufweist, in welche mehrere, die übrigen Werkstücke (11, 12) miteinander verbindende Bohrungen (15, 16) münden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
DEH62602A 1967-04-29 1967-04-29 Verfahren und Vorrichtung zum duebelartigen Verbinden von Werkstuecken sowie nach dem Verfahren hergestellte Verbindungen Pending DE1286739B (de)

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