DE10159107A1

DE10159107A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bilderrahmen

Info

Publication number: DE10159107A1
Application number: DE2001159107
Authority: DE
Inventors: Joachim Gerstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-01
Filing date: 2001-12-01
Publication date: 2003-06-12

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung von Bilderrahmen hat die Schritte: DOLLAR A - Auftragen einer mit einem Bindemittel versetzten Lage (8) aus Holzfasern oder Holzspänen auf eine profilierte Unterform (1) für eine Presse, DOLLAR A - Positionieren einer profilierten Oberform (2) oberhalb von der aufgetragenen Lage (8), DOLLAR A - Pressen der Lage (8) mittels der Unterform (1) und der Oberform (2), wobei die Unterform (1) und die Oberform (2) zur Bildung mindestens eines einstückig aus dem Holzfaser- oder Holzspänewerkstoff geformten Bilderrahmens profiliert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bilderrahmen.
Herkömmliche Bilderrahmen werden aus durch Fräsen oder Schleifen profilierten Naturholzleisten hergestellt, die mit einem Gehrungswinkel von 45° gekappt und mittels Eckverbindungsblechen zu einem Rahmen miteinander verbunden werden. Die Leisten haben an ihrer Innenkante im Rückseitenbereich eine umlaufende Nut zur Aufnahme von Halteelementen, um eine Rückwand zu fixieren.
Das Profilieren der Leisten, das Kappen und insbesondere die Eckverbindung sind relativ aufwendig. Zudem verteuert die Vorverarbeitung des Rohholzes zu Leisten das Grundmaterial.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bilderrahmen zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Schritte:

- Auftragen einer mit einem Bindemittel versetzten Lage aus Holzfasern oder Holzspänen auf eine profilierte Unterform für eine Presse,
- Positionieren einer profilierten Oberform oberhalb von der aufgetragenen Lage,
- Pressen der Lage mittels der Unterform und der Oberform, wobei die Unterform und die Oberform zur Bildung mindestens eines einstückig aus dem Holzfaser- oder Holzspänewerkstoff geformten Bilderrahmens profiliert ist.

Im Unterschied zu den herkömmlichen Bilderrahmen aus Naturholz-, Kunststoff oder Aluminiumleisten, die mittels Eckverbindern aus vier mit Gehrungsschnitt gekappten Leistenabschnitten zusammengesetzt werden, wird ein einstückiges Ausformen der Bilderrahmen aus einem verdichteten mit einem Bindemittel versetzten Holzfaser- oder Holzspäne-Gemisch vorgeschlagen. Hierdurch wird ein sehr stabiler Rahmen geschaffen, der in einem Schritt ohne weiteren Montageaufwand aus einem sehr preisgünstigen Material hergestellt werden kann.

Das Pressen erfolgt vorzugsweise in mindestens zwei Stufen mit einem in einer ersten Vorpress-Stufe geringeren Vorpressdruck als der Hauptpressdruck in der nachfolgenden Stufe. Auf diese Weise wird eine optimale Verteilung des Materials in der Unter- und Oberform sichergestellt. Zudem sollte ein Entlüften durch kurzzeitiges Hochfahren der Oberform nach dem Vorpress-Schritt erfolgen, so dass nach dem ersten Vorpress-Schritt in dem Holzfaser- bzw. Holzspänegemisch enthaltene Feuchtigkeit verdampfen kann.

Die Befestigung von Halteelementen für die Rückwand ist bei herkömmlichen Bilderrahmen oftmals problematisch. Es wird daher vorgeschlagen, Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von Halteelementen zum Tragen einer Bilderrahmenrückwand beim Pressen des Bilderrahmens direkt mit auszuformen. Hierzu werden verfahrbar in der Unterform eingebaute Profilelemente vor dem Auftragen der Lage in den Formbereich vorzugsweise an der Innenkante des auszuformenden Bilderrahmens ausgefahren. Nach Abschluss des Pressvorgangs werden die Profilelemente wieder eingefahren, so dass die Bilderrahmen aus der Form genommen werden können.

Die zu pressende Lage ist vorzugsweise aus melaningetränkten Holzfasern gebildet. Sie kann aber auch aus oberflächenbeleimten Holzfasern oder Holzspänen gebildet sein.

Zur Erhöhung der Stabilität des Bilderrahmens wird die Lage bevorzugt derart aufgetragen, dass die Holzfasern oder Holzspäne in Längsrichtung der durch Pressen gebildeten Leisten des Bilderrahmens ausgerichtet sind.

Während des Pressvorgangs sollte ein Heizen der Oberform und der Unterform erfolgen, so dass das Holzfaser- bzw. Holzspänegemisch optimal verfestigt wird.

Die rationelle Herstellung der Bilderrahmen erfolgt vorzugsweise durch:

- Beschicken der Unterform durch Auftragen der Lage,
- Einbringen der beschickten Unterform in eine Presse,
- Durchführen des Pressvorgangs,
- Entnehmen der Unterform aus der Presse,
- Abkühlen der Unterform mit dem mindesten einen Bilderrahmen,
- Entnehmen des mindestens einen Bilderrahmens aus der Unterform.

Alternativ zu dem Pressen von Bilderrahmen kann auch ein Extrudieren von profilierten Leisten aus einer mit Bindemittel versetzten Lage aus Holzfasern erfolgen. Anschließend erfolgt die herkömmlicher Weiterverarbeitung durch Kappen der verdichteten Holzfaserleisten und Zusammenbauen von gekappten Leisten zu einem Bilderrahmen. Optional werden die Leisten lackiert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Farbstoff dem Bindemittel oder dem Gemisch aus Bindemittel und Holzfasern bzw. Holzspäne zugegeben wird. Auf diese Weise wird der Bilderrahmen unmittelbar vollständig eingefärbt, so dass ein späteres Lackieren entfallen kann. Die Farbstoffzugabe hat zudem den Vorteil, dass bei gefärbten Rahmen die Holzstruktur erkennbar bleibt.

Entsprechend hat die Vorrichtung zur Herstellung von erfindungsgemäß einstückig aus einem mit Bindemittel versetzten Holzfaser- oder Holzspänegemisch geformten Bilderrahmen

- eine Unterform für eine Presse, die zum Ausformen eines Rückseitenprofils des mindesten einen Bilderrahmens profiliert ist,
- eine Oberform für die Presse, die zum Ausformen eines Vorderseitenprofils des mindestens einen Bilderrahmens profiliert ist, und
- Mittel zum Ausrichten der Unterform und Oberform aufeinander beim Pressvorgang.

In der Unterform sind vorzugsweise in den Formbereich für die Innenkante der Bilderrahmen eine Vielzahl verschieblicher Profilelemente zur Ausbildung von Aufnahmeöffnungen in dem auszuformenden Bilderrahmen angeordnet. Die Aufnahmeöffnungen sind hierbei zur Aufnahme von Halteelementen zum Tragen einer Bilderrahmenrückwand vorgesehen.

Die verschieblichen Profilelemente sind bevorzugt im Querschnitt trapezförmig, wobei die kürzere parallele Seite an die Formoberfläche bzw. Grundplatte der Unterform angrenzt. Auf diese Weise kann ein ebenfalls trapezförmiges Halteelement in die Aufnahmeöffnung eingeschoben werden und eine Rückwand des Bilderrahmens tragen, ohne durch den Druck der Rückwand aus dem Bilderrahmen herausgedrückt zu werden.

Die Unterform und/oder die Oberform hat vorzugsweise für den Pressvorgang nachgiebig gelagerte Stege im Formbereich zwischen auszuformenden Bilderrahmen.

Erfindungsgemäß ist der Bilderrahmen einstückig aus einem verdichteten mit Bindemittel versetzten Holzfaser- oder Holzspänegemisch geformt und unterscheidet sich somit elementar von den herkömmlichen mehrteiligen Bilderrahmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Unter- und Oberform zur Herstellung eines einstückigen Bilderrahmens aus einem mit Bindemittel versetztem Holzfaser- oder Holzspänegemisch;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Unter- und Oberform aus Fig. 1 vor dem Vorpress-Schritt mit einer aufgetragenen Lage aus Holzfasergemisch;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Unter- und Oberform aus Fig. 2 beim Hauptpress-Schritt mit verdichtetem Holzfasergemisch;
Fig. 4a + e eine Skizze des erfindungsgemäßen Produktionsverfahrens als Draufsicht auf die Unterform und Querschnittsansicht der Unter- und Oberform;
Fig. 5 eine Detail-Frontansicht eines verfahrbar in der Unterform eingebauten Profilelementes zum Ausformen von Aufnahmeöffnungen für Haltelemente;
Fig. 6 eine Detail-Seitenansicht des Profilelementes aus Fig. 5;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines trapezförmigen Halteelementes mit Federlasche zum Halten einer Bilderrahmenrückwand.
Die Fig. 1 lässt eine Querschnittsansicht einer Unterform 1 und einer Oberform 2 für eine Presse erkennen, die zur Herstellung eines einstückigen Bilderrahmens aus einem mit Bindemittel versetztem Holzfaser- oder Holzspänegemisch vorgesehen sind. Die Oberform 2 hat eingefräste Profile 3 zur Ausbildung der beispielsweise gewölbten und ggf. in Längsrichtung geriffelt profilierten Frontseite der Bilderrahmen. Sie ist mit Hilfe der nicht dargestellten Presse in Pfeilrichtung relativ zu der Unterform 1 in der Z-Achse verfahrbar.
Die Unterform 1 hat ebenfalls eingefräste Profile 4 zur Schaffung der herkömmlichen stufenförmigen Rückseite der Bilderrahmen, die zur Aufnahme eines Bilderrahmenglases, eines einzurahmenden Bildes und einer Bilderrahmenrückwand ausgebildet ist. Die Unterform 1 und Oberform 2 sind zur Fertigung mehrerer Bilderrahmen unterschiedlicher Größe in einem Pressvorgang vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel können bis zu drei Bilderrahmenprofile in einem Fertigungsprozess hergestellt werden.
Zwischen den gefrästen Profilen 4 für die einzelnen Bilderrahmen sind in der Unterform 1 Zwischenstege 5 in Z-Achse nachgiebig, z. B. mittels Federn 6, gelagert. Im unbelasteten Zustand der Unterform 1 ragen die Zwischenstege 5 so weit über eine Grundplatte 7 der Unterform 1 hinaus, dass sie nach Aufbringen einer Lage des bindemittelversetzten Holzfaser- bzw. Holzspänegemisches in das Profil 4 der Unterform 1 vorzugsweise frei von Holzfaser- bzw. Holzspänegemisch ist.
Weiterhin sind Profilelemente 8 verteilt auf dem Umfang der Profile 4 im Bereich der Innenkante der auszuformenden Bilderrahmen in X- bzw. Y-Richtung verschieblich in die Unterform eingebaut. Die Profilelemente 8 sind jeweils mit einem Aktuator 9, wie z. B. einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, gekoppelt. Mit Hilfe des Aktuators 9 werden die Profilelemente 8 vor dem Aufbringen der Lage des bindemittelversetzten Holzfaser- bzw. Holzspänegemisches in das Profil 4 hineingefahren und bis zum Abschluss des Pressvorganges dort gehalten. Auf diese Weise werden Aufnahmeöffnungen auf der rückseitigen Innenkante des Bilderrahmens ausgebildet, die zur Aufnahme von Halteelementen für eine Bilderrahmenrückwand geeignet sind.
Die Fig. 2 lässt eine Querschnittsansicht der Unterform 1 und Oberform 2 vor einem Vorpress-Schritt erkennen, wobei eine Lage 10 aus Holzfasergemisch in das Profil 4 der Unterform 1 eingebracht ist. Die Holzfasergemisch-Lage 10 wird hierzu vorzugsweise derart eingeblasen, dass die Holzfasern in Längsrichtung des auszuformenden Bilderrahmens, d. h. in X- bzw. Y-Richtung den Rahmen umlaufend ausgerichtet sind. Wie erkennbar ist, sind die Zwischenstege 5 so weit in Z-Richtung aus dem Profil 4 herausgefahren, dass sie nicht von der Holzfasergemisch-Lage 10 bedeckt sind. Hierdurch wird die Entstehung störender Grate und Randungenauigkeiten bei dem Pressvorgang vermieden.
Weiterhin ist erkennbar, dass die Profilelemente 8 mit Hilfe der Aktuatoren 9 in das Profil 4 der Unterform 1 ausgefahren sind und entsprechend profilierte Aufnahmeöffnungen in der Holzfaser-Lage 10 ausbilden.
Die Fig. 3 lässt eine Querschnittsansicht der Unterform 1 und Oberform 2 unmittelbar während des Hauptpress-Schrittes mit nunmehr verdichtetem Holzfasergemisch erkennen. Hierzu ist die Oberform 1 durch die Presse mit einem zur Ausformung von mittel- oder hochdichtem Holzfaserleisten 11 ausreichendem Druck in der Z-Achse gegen die Unterform 1 verfahren. Es ist erkennbar, dass die mit Federn 6 nachgiebig gelagerten Zwischenstege 5 durch den Druck der Oberform 2 in Richtung der Z-Achse nach unten verschoben sind und nunmehr unter die Grundplatte 7 ragen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Oberform 2 nach einem ersten Vorpress-Schritt kurzzeitig wieder in Z-Achse nach oben verfahren wird, um ein Entlüften der vorgepressten Holzfaser-Lage 10 und ein Entweichen von Restfeuchtigkeit zu ermöglichen.
Anschließend wird mindestens ein weiterer Pressschritt mit erhöhtem Druck ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Produktionsverfahren wird nun anhand der Fig. 4a) bis e) skizziert. Die Fig. 4a) und b) lassen eine Draufsicht auf die Unterform 1 erkennen.
In der Fig. 4a) ist das Anfangsstadium mit einer unbeschickten Unterform 1 skizziert. Es sind für jeden der drei ausformbaren Bilderrahmen jeweils das stegförmige Profil 4 mit jeweils einer leicht erhöhten umlaufenden rechteckförmigen Erhebung 12 erkennbar. Zwischen den Profilen 4 ist jeweils der umlaufende federnd gelagerte Zwischensteg 5 vorgesehen. Die Unterform 1 wird zudem mit einer umlaufenden Randbegrenzung 13 abgeschlossen.
Weiterhin sind pro Bilderrahmen jeweils acht Profilelemente 8 erkennbar, die in die Profile 4 hineinragen. Die Höhe der Profilelemente in Z-Achse ist vorzugsweise geringer als die Höhe der umlaufenden Erhebung 12. Die umlaufenden Erhebungen 12 haben jeweils Führungskanäle zur Aufnahme und Führung der verschieblich gelagerten Profilelemente 8.
In der Fig. 4b) ist das Produktionsstadium erkennbar bei dem ein Gemisch aus Holzfasern bzw. Holzspänen mit einem Bindemittel in das Profil 4 eingebracht ist.
Vorzugsweise werden Holzfasern mit Melanin oder Tannin versetzt und in die Unterform 1 eingefüllt. Es können aber beispielsweise auch beleimte Holzfasern oder Holzspäne in die Unterform 1 eingeblasen werden. Die Holzfasern bzw. Holzspäne sollten in Rahmen-Längsrichtung ausgerichtet sein.
In der Fig. 4c) ist das Produktionsstadium der Fig. 4b) als Querschnittsansicht auf die Unterform 1 und Oberform 2 erkennbar.
Die Fig. 4d) zeigt den Pressvorgang, wenn die Oberform 2 in Richtung der Unterform 1 mittels einer Presse verfahren wurde. Es ist erkennbar, dass die mit Federn 6 gelagerten Zwischenstege 5 nach unten gedrückt werden.
Die Unterform 1 und Oberform 2 sind vorzugsweise beheizt. Die Holzfaser-Lage 10 wird auf diese Weise mit einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Pressvorgängen verpresst und es werden einstückige Bilderrahmen aus hochverdichtetem Holzfasermaterial (MDF-Leisten - mitteldichte Faserleisten, HDF- Leisten - hochdichte Faserleisten) geschaffen.
Nach Abschluss der Pressvorgänge wird, wie in der Fig. 4e) skizziert, die Oberform 2 wieder aus der Unterform 1 heraus nach oben verfahren und die ausgeformten Bilderrahmen können ggf. nach einer Abkühlphase aus der Unterform 1 herausgenommen werden.
Anschließend können die Bilderrahmen ggf. geschliffen, gebürstet und/oder poliert sowie lackiert werden. Sehr vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Holzfaser-Gemisch bereits mit Farbstoff versetzt ist, so dass unmittelbar ein farbiger Bilderrahmen geschaffen wird.
Die Fig. 5 lässt eine Detail-Frontansicht des verfahrbar in die umlaufende rechteckförmige Erhebung 12 des Profils 4 der Unterform 1 eingebauten Profilelementes 8 erkennen, dass zum Ausformen von Aufnahmeöffnungen für Haltelemente vorgesehen ist. Die Profilelemente 8 sind vorzugsweise trapezförmig, wobei die kürzere Parallelseite an die Grundplatte 7 der Unterform 1 angrenzt. Hierdurch wird verhindert, dass ein ebenfalls trapezförmiges Halteelement, das in eine so geschaffene trapezförmige Aufnahmeöffnung eines Bilderrahmens eingesteckt wird, aus dem Bilderrahmen herausgedrückt wird, wenn das Halteelement eine Bilderrahmenrückwand sichert.
Das Profilelement 8 ist mit einem Steg 14 an einen Aktuator 9, wie z. B. einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, gekoppelt.
Die Fig. 6 lässt eine Detail-Seitenansicht der Unterform 1 mit dem Profilelement 8 und einem federnd gelagerten Zwischensteg 5 erkennen. Es wird deutlich, dass die Erhebung 12 eine Führung 15 hat, um das Profilelement 8 aufzunehmen und verschieblich zu führen.
Die Fig. 7 lässt ein Halteelement 16 zur Aufnahme in eine durch das Profilelement 8 geschaffenen Aufnahmeöffnung in perspektivischer Ansicht erkennen. Es wird deutlich, dass das Halteelement 16 im Querschnitt trapezförmig ist, wobei an seiner kürzeren Parallelseite ein Aufnahmeschlitz 17 für eine Federlasche 18 zum Halten einer Bilderrahmenrückwand vorgesehen ist. Die Federlasche 18 wird mit einem Permanentmagneten 19 sicher in dem Halteelement 16 gehalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Bilderrahmen, gekennzeichnet durch
Auftragen einer mit einem Bindemittel versetzten Lage (8) aus Holzfasern oder Holzspänen auf eine profilierte Unterform (1) für eine Presse,
Positionieren einer profilierten Oberform (2) oberhalb von der aufgetragenen Lage (8),
Pressen der Lage (8) mittels der Unterform (1) und der Oberform (2), wobei die Unterform (1) und die Oberform (2) zur Bildung mindestens eines einstückig aus dem Holzfaser- oder Holzspänewerkstoff geformten Bilderrahmens profiliert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressen in mindestens zwei Stufen mit einem in einer ersten Vorpress-Stufe geringeren Vorpressdruck als der Hauptpressdruck in der nachfolgenden Stufe erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Entlüften der Lage (8) nach der anfänglichen Vorpress-Stufe.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausfahren von Profilelementen (8), die verfahrbar in die Unterform (1) eingebaut sind, vor dem Auftragen der Lage (8) zur Ausbildung von Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von Halteelementen (16) zum Tragen einer Bilderrahmenrückwand, und Einfahren der Profilelemente (8) nach Abschluss des Pressvorgangs.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (8) aus melanin- oder tanningetränkten Holzfasern gebildet ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (8) aus oberflächenbeleimten Holzfasern oder Holzspänen gebildet ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Auftragen der Lage (8) derart, dass die Holzfasern oder Holzspäne in Längsrichtung der durch Pressen gebildeten Holzfaserleisten (11) des Bilderrahmens ausgerichtet sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Heizen der Oberform (1) und der Unterform (2) während des Pressvorgangs.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
Beschicken der Unterform (1) durch Auftragen der Lage (8),
Einbringen der beschickten Unterform (1) in eine Presse,
Durchführen des Pressvorgangs,
Entnehmen der Unterform (1) aus der Presse,
Abkühlen der Unterform (1) mit dem mindestens einen Bilderrahmen,
Entnehmen des mindestens einen Bilderrahmens aus der Unterform (1).

10. Verfahren zur Herstellung von Bilderrahmen, gekennzeichnet durch Extrudieren von profilierten Leisten aus einem mit Bindemittel versetzten Gemisch aus Holzfasern, Kappen der verdichteten Holzfaserleisten (11) und Zusammenbauen von gekappten Holzfaserleisten (11) zu einem Bilderrahmen.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zugeben eines Farbstoffs zu dem Bindemittel oder dem Gemisch aus Bindemittel und Holzfasern oder Holzspänen zur Einfärbung des Bilderrahmens.

12. Vorrichtung zur Herstellung von Bilderrahmen, die einstückig aus einem mit Bindemittel versetzten Holzfaser- oder Holzspänegemisch geformt sind, mit:
einer Unterform (1) für eine Presse, die zum Ausformen eines Rückseitenprofils des mindestens einen Bilderrahmens profiliert ist,
einer Oberform (2) für die Presse, die zum Ausformen eines Vorderseitenprofils des mindestens einen Bilderrahmens profiliert ist, und mit
Mitteln zum Ausrichten der Unterform (1) und der Oberform (2) aufeinander beim Pressvorgang.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterform (1) in den Formbereich für die Innenkante der Bilderrahmen eine Vielzahl verschieblicher Profilelemente (8) zur Ausbildung von Aufnahmeöffnungen in dem auszuformenden Bilderrahmen angeordnet sind, wobei die Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von Halteelementen (16) zum Tragen einer Bilderrahmenrückwand vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbaren Profilelemente (8) im Querschnitt trapezförmig sind, wobei die kürzere parallele Seite an die Grundplatte (7) der Unterform (1) angrenzt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterform (1) und/oder die Oberform (2) für den Pressvorgang nachgiebig gelagerte Zwischenstege (5) im Formbereich zwischen auszuformenden Bilderrahmen hat.

16. Bilderrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bilderrahmen einstückig aus einem verdichteten mit Bindemittel versetzten Holzfaser- oder Holzspänegemisch geformt ist.