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Die Erfindung betrifft einen pelletartigen Formkörper, der insbesondere aus Holz, Holzwerk- stoff, Sägemehl oder Hobelspänen besteht, ein Verfahren sowie eine Verdichtungsvorrichtung zur Produktion des genannten Formkörpers, gemäss den Ansprüchen 1, 11, 18.
Im holzverarbeitenden Gewerbe und in der holzverarbeitenden Industrie fallen bedeutende Men- gen von feinkörnigem bzw. feinfaserigem Material in Form von Sägemehl, Hobelspänen und Baumrindenmaterial an. Diese Stoffe wurden früher als Abfallstoffe angesehen ; ansteigen- den Energiepreisen kommen diese Stoffe jedoch mehr und mehr für eine energetische Nutzung in Frage, indem man diese zu Holz- bzw. Rindenpellets weiterverarbeitet und in automatisch beschickten Feuerungsanlagen als Brennstoff einsetzt.
Holzpellets sind durch einen mittleren Durchmesser von 4 -10 mm definiert und weisen eine durchschnittliche Länge < 5 x D auf, wobei die Grösse D dem Durchmesser des Formkörpers entspricht.
Holzpellets im Grössenbereich von 10 mm bis zu 120 mm Durchmesser werden als Holzbriketts bezeichnet. Diese können aus Holz bestehen werden aber oft unter Zusatz von mindestens einem Bindemittel z. B. in Form von unlöslicher Stärke und/oder 10-20 % Natriumsilikat oder einem Leim hergestellt.
Bedingt durch ihre Grösse können Holzpellets von 4-lOmm mittlerem Durchmesser in dafür ge- eigneten automatisch beschickten Feuerungsanlagen zum Einsatz kommen. Sie besitzen einen Heizwert von durchschnittlich über 18 MJ/kg, der in der ÖNORM M 7135 festgelegt ist. Holz- pellets dürfen laut dieser Ö-NORM nur aus naturbelassenem Holz oder aus naturbelassener Rinde auch unter Zugabe von Presshilfsmitteln in einer Grössenordnung von < 2 Gewichtspro- zent hergestellt werden.
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Zur Herstellung von Pellets, werden oft Lochmatrizen eingesetzt, die mit Kolben und hydrau- lisch angetriebenen Verstellvorrichtungen ausgestattet sind, die auf einen vorgebbaren Abstand zur Oberfläche der Lochmatrize eingestellt werden können.
In bekannten Beispielen des Standes der Technik werden Holz- und Brennstoffpellets aus- schliesslich aus Sägemehl, Sägespänen und aus anderen Formen zerkleinerten Holzes hergestellt.
Trotz der durchschnittlichen Normgrössen bestehen innerhalb einer Stichprobe solcher Holzpel- lets oft erhebliche Streubreiten, besonders was die Länge der Pellets betrifft. Insbesondere durch unterschiedliche Grössenverhältnisse neigen Holzpellets häufig zur Brückenbildung in Silos und erschweren neben der Lagerraumausnutzung den automatisierten Ablauf bei der Auslagerung.
Durch die erhebliche Varianz der Abmessungen kann es auch zu Störungen bei der automati- schen Beschickung des Pelletofens kommen.
Zusätzlich stellt der auftretende Abrieb der Holzpellets für den Endverbraucher ein erhebliches Problem dar, da der Abrieb eine erhebliche Staubentwicklung bei der Ein- und Umlagerung der Holzpellets verursacht und auch Störungen in den Förderanlagen bzw. bei der Verbrennung nach sich ziehen können.
In der DE 692 17 657 T2 wird ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung von gepressten annähernd kugelförmigen Holzpellets angegeben, die aus gepresstem massivem Holz hergestellt werden. Das Verfahren arbeitet mit unzerkleinerten massiven langgestreckten Holzstücken von denen quer zur Faser des Holzes Holzscheiben abgesägt werden, wobei anschliessend von der Holzscheibe längs zur Faser Abschnitte abgespaltet werden, die dann durch Komprimieren längs der Faser des Holzes zu einer im wesentlichen konvexen Form verdichtet werden.
Aus der DE 20 07 287 C3 sind runde verpresste Kokskörper bekannt. Diese weisen aufgrund der Notwendigkeit einer hohen Formbeständigkeit während des Verkokungsprozesses, nicht zuletzt wegen den aus dem Kohlekörper austretenden Kokereigasen, notwendige Gas-Austrittsschlitze auf, die durch keilförmige Aussparungen, welche bei der Herstellung der Kohlekörper in den Formteilen eingebracht werden, gebildet sind. Solche Kohlekörper weisen eine verringerte Nei- gung zum Zerfallen beim Verkokungsprozess auf und sind deshalb äusserst vorteilhaft in der Verwendung bei der Stahlherstellung, da derartige Kohlekörper eine hohe Energiedichte be- sitzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Formkörper aus brennbaren, zerkleinerten, feinkörnigen oder fasrigen Stoffteilen wie z. B. Holz, Holzwerkstoff, Sägemehl, Hobelspänen und gegebenenfalls einem Presshilfsmittel zu schaffen, der eine verringerte Neigung zum Zerfallen aufweist und dar- über hinaus in grossen Mengen kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird eigenständig durch den Formkörper, entsprechend den Merk- malen im Kennzeichenteil des Anspruches 1, gelöst. Der Vorteil des Formkörpers liegt darin, dass dieser in Teilbereichen höher verdichtet ist und durch die Verdichtungsstellen der Presskör- per mechanisch höher belastbar ist. Dadurch wird zusätzlich eine höhere Gesamt-Energiedichte im Durchschnitt des Formkörpers erzielt. Eine hohe Gesamt-Energiedichte ist vorteilhaft, da dadurch eine hohe Heizleistung erreicht werden kann, während durch die Zusatzverdichtung das Zerfallen der Pellets und das Entstehen von Abrieb verzögert werden kann.
Ferner weist seine kugelförmige bis rotationsellipsoide Raumform gegenüber einem länglichen, beispielsweise zylindrischen, Pellet ein reduziertes Oberflächen/Volumenverhältnis auf, sodass ein möglicher oberflächlicher Abrieb durch ein kleinere Oberfläche ebenfalls minimiert ist. Eine möglichst minimierte Oberfläche ist mit ein Grund für eine hohe Formbeständigkeit, da die An- zahl der möglichen Berührungspunkte mit anderen Formkörpern die einen Abrieb im Lager und beim Transport, verursachen könnten, dadurch auf ein Minimum reduziert sind. Eine Oberfläche, die teilbereichverdichtete Zonen aufweist, stellt einen guten Kompromiss, bezüglich der Formbe- ständigkeit des Formkörpers und einem möglichen Gesamtaufwand an Energie dar, dem einer notwendigen ganzheitlichen Verdichtung im gesamten Formkörper gegenüberstehen würde.
Zo- nen höherer Verdichtung können sich mit Zonen niedrigerer Verdichtung abwechseln. Auf diese Art und Weise ist es vorstellbar, mit mehreren Verdichtungsbereichen im Formkörper eine Ge- samtvernetzung der Zonen höherer Verdichtung zu erzielen, die nicht zuletzt dann zu einer bes- seren Gesamtstabilisierung des Formkörpers beitragen.
Durch die reduzierte Oberfläche des Formkörpers, zum Vergleich zu zylindrischen Pellets, wird auch eine mögliche Brückenbildung der Formkörper im Lager reduziert und Problemen bei der Auslagerung vorgebeugt. Weiters ist es von Vorteil, dass in Förderanlagen bevorzugt in Schnek- kenförderanlagen rundliche Formkörper einen erheblich niedrigeren Gesamtwiderstand dem Transport entgegensetzen, sodass der notwendige Energiebedarf bei einer Ein- und Auslagerung bzw. bei einer Umlagerung minimiert ist. Dieses vorteilhafte Verhalten runder Formkörper wird
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verursacht durch eine erleichterte Eigenrotation, die weitgehend ohne Verkanten derselben mit anderen Formkörpern abläuft.
Von Vorteil sind auch die Ansprüche 2 bis 4, da Ausnehmungen im Formkörper durch eine Ver- dichtung der betreffenden Zonen verursacht werden. Die Ausnehmungen können beispielsweise kegelförmig, keilförmig oder abgeflacht bis stempeiförmig ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist ebenso ein Formkörper nach den Ansprüchen 5 bis 9, da Verdichtungen im Form- körper sowohl im Oberflächen- als auch im Kernbereich eine höhere Gesamtenergiedichte im Gesamtdurchschnitt des Formkörpers ausmachen.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters eigenständig durch das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, dass nach und während der Formgebung zumindest ein Teilbereich der Oberfläche und/oder ein weiterer Bereich des Volumens des Formkörpers mit einer Presskraft zusätzlich beaufschlagt wird.
Vorteilhaft ist ferner, dass im Vergleich zu einer gleichmässigen Verdichtung durch eine Teilver- dichtung ein verminderter Aufwand an Presskraft zur Stabilisierung eines Formkörpers notwen- dig ist, sodass sich dies in einem verminderten Gesamt-Energieaufwand niederschlagen kann.
Hierbei sind Weiterbildungen nach dem Anspruch 11von Vorteil, da es hiermit möglich ist, im Aussen- bzw. auch im Innenbereich des kugelförmigen bis ellipsoiden Formkörpers eine Ver- dichtung zu erzeugen.
Das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers wird nach den Ansprüchen 12 bis 16 durch die mögliche Wahl von verschiedenen Anpresselementen erheblich erweitert.
Vorteilhaft ist dabei, dass je nach Erfordernis ein Anpresselement mit beispielsweise einem keil- förmigen Endbereich, einem abgeflacht-stempelartigen Endbereich oder einem kegelartigen Endbereich, einsetzbar ist. In Abhängigkeit von der angestrebten Verdichtung im Formkörper erzeugt ein Anpresselement mit keilförmigen Endbereich beispielsweise eine Kernverdichtung, führt aber auch zu einer Materialverdrängung in den Randbereichen des Formkörpers sowie zu einer zusätzlichen Verdichtung im Bereich der Eindringspitze eines Anpresselementes.
Eine mehr kegelig ausgebildete Eindringspitze bietet den Vorteil, dass diese bevorzugt zu einer Kernbereichsverdichtung führt.
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Ein mehr stempelartiger Endbereich oder ein mehr abgeflachter Endbereich des Anpress- elementes führen eher zu einer Verplattung des Formkörpers.
Ein radial umlaufendes Anpresselement nach Anspruch 13 bewirkt eine gleichmässige Druckaus- übung über einen Radius einer Kugel. Hierdurch ist es möglich einen Formkörper zu schaffen, der eine eher ovale Form besitzt.
Ein radial umlaufendes Anpresselement führt aber auch dazu, dass von aussen ein gleichmässiger Druck auf den Formkörper ausgeübt wird, sodass eine gleichmässige Verdichtung in der Kernzone sowie in der Randzone erzielt werden kann. Hierdurch kann ein besonders hohes spezifisches Gewicht des Formkörpers erreicht werden, sodass dieser eine besonders hohe Energiedichte auf- weist.
Die Herstellung nach den Ansprüchen 17 und 18 unter Verwendung von pflanzlichen Rohma- terialien wie z. B. nachwachsenden Rohstoffen, pflanzlichen Verarbeitungsprodukten, bzw. Ne- benprodukten und anderen pflanzlichen Fasern bzw. Stroh oder Schilf führt zu einer Erweiterung der Rohstoffbasis und zu einer sinnvollen Verwertung der nutzbaren pflanzlichen Ressourcen.
Schliesslich wird die Aufgabe der Erfindung auch noch durch eine Verdichtungsvorrichtung nach Anspruch 19 gelöst. Von besonderem Nutzen ist dabei, dass ein zusätzliches Anpresselement den Formkörper stabilisiert, ohne dass eine ganzheitliche Verdichtung desselben notwendig ist.
Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 20 und 21 ermöglichen eine weitere Stabilisierung bzw. Verdichtung des Formkörpers. Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 19 bis 22 ermög- lichen es, mittels eines speziellen, kontinuierlichen Produktionsverfahrens, die Herstellung der Formkörper zu optimieren, sodass eine kostengünstige Produktionsbasis zur Verfügung steht.
Nach den Ansprüchen 22 und 23 ist es vorteilhaft eine Formgebungseinrichtung auf mindestens einer Walze einer oder mehreren Walzen anzuordnen, da eine solche Ausführung einen äussert geringen Maschinenverschleiss in der Produktion verursacht.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Aus- führungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemässen Formkörper mit einem Anpresselement;
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Fig. 2 eine Ausführungsvariante einer Verdichtungsvorrichtung zur Herstellung von Form- körpern; Fig. 3 eine Detailansicht der Verdichtungsvorrichtung aus Fig. 2; Fig. 4 eine spezielle Ausführungsvariante einer Verdichtungsvorrichtung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen glei- che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können.
Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageän- derung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungs- beispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemässer Formkörper dargestellt. Der Formkörper ist als Presskör- per 1, der aus feinkörnigem bis fasrigem Stoffteilen 2 hergestellt ist, die, insbesondere aus Holz, Holzwerkstoff, Sägemehl, sowie Hobelspänen gebildet.
Bedingt durch die Herstellung kann der Presskörper 1 eine Pressnaht 3 aufweisen.
Der Presskörper 1 kann eine annähernd kugelige bzw. kugelförmige oder rotationssymmetrische, insbesondere rotations-ellipsoide, Form besitzen. Weiters sind auch Mischformen, die aus meh- reren geometrischen Formen aufgebaut sind, denkbar. Zum Beispiel wäre eine Kombination ei- ner wabenförmigen Form bzw. ein Zylinder mit rundem oder ein Prisma mit mehreckigem Quer- schnitt, mit einer eher kegeligen oder kugeligen Form in den Stirnendbereichen des Presskörpers 1 auch möglich.
Im gegenständlichen Beispiel weist der Presskörper 1 zwei diametral gegenüberliegend ange- ordnete Ausnehmungen 4 auf. Diese Ausnehmungen 4 können mit einem keilförmigen Quer- schnitt ausgebildet sein. Durch die mit einem Anpresselement 5 hergestellte Ausnehmung 4 bzw. die Ausnehmungen 4 entsteht eine zusätzliche Reduktion des Volumens des Presskörpers, wo- durch höher verdichtete Zonen 6 bzw. Teilbereiche im Presskörper 1 hergestellt werden, die z.B. zur Stabilität desselben beitragen. Bedingt durch eine hohe Verdichtung 7 besitzt der Presskörper
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1 eine hohe Haltbarkeit. sowie eine hohe Abriebfestigkeit, d. h. die Entstehung von "feinem Ab- rieb", der zu einer erheblichen Staubaufkommen führen kann, ist hierdurch minimiert.
Durch die hohe Verdichtung 7 tritt eine Verzahnung der unregelmässig geformten Stoffteile 2 im Formkörper bzw. Presskörper, aufgrund des aufgewendeten Drucks, ein. Die Formbeständigkeit des Formkörpers ist demzufolge allein durch die hohe Verdichtung der Stoffteile gegeben, wo- durch eine Herstellung auch ohne Zugabe von Presshilfsmitteln möglich ist. Die Herstellung der Presskörper 1 aus beispielsweise nachwachsenden Rohstoffen wie z. B. Hanf die aus längeren Zellulosefasern als Holz bestehen ist ebenso möglich, ohne dass eine Zugabe von Presshilfsmitteln erforderlich wird.
In der Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsvariante einer Verdichtungsvorrichtung 8 zur Herstellung der Presskörper 1 dargestellt.
Ein Bestandteil der Verdichtungsvorrichtung 8 ist eine Fördervorrichtung 9, die aus einem end- los umlaufenden kettenartigen Förderorgan 10 aufgebaut sein kann, auf welchem sich mehrere Werkzeugträger 11im Umlauf befinden, auf denen jeweils eine oder mehrere Formplatten 12 angeordnet sind.
Insgesamt kann die Verdichtungsvorrichtung 8 aus mehreren Funktionsbereichen bestehen, die von dem endlos umlaufenden Förderorgan 10 bedient werden : Material-Zufuhrbereich 13, der aus einem Vorratsbehälter 14 zur Aufnahme der Stoffteile 15 bestehen kann, einen Füllbe- reich 16 mit einer Füllvorrichtung 17, einen Verdichtungsbereich 18 zur Herstellung der Form- körper, sowie einen Abgabebereich 19, in dem die Formkörper aus den Formplatten 12 ausge- stossen und aufgefangen bzw. zwischengelagert werden können.
Weiterhin ist die Anlage mit einer Antriebsvorrichtung 20, sowie einer Steuereinrichtung 21 zur Steuerung der Prozesse, insbesondere des Füllprozesses, versehen.
Auf der endlos umlaufenden Fördervorrichtung 9 sind in den Formplatten 12 bereichsweise ver- tieft angeordnete Formhohlräume 22 zur Aufnahme von Stoffteilen 15 angeordnet.
Bevorzugt weisen diese Formhohlräume 22 einen an die Formplattenoberfläche 23 führenden Befüllkanal 24 auf, der in einer Befüllöffnung 25 an der Formplattenoberfläche 23 der Form- platte mündet. In vorliegendem Beispiel können diese Befüllkanäle 24 etwas breiter als die Formhohlräume 22 dimensioniert sein, sodass eine Füllung ohne grössere Verstopfungsneigung
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derselben möglich ist. Weiters kann durch einen etwas breiter dimensionierten Befüllkanal 24 ein bereits gebildeter Presskörper 1 durch den Befüllkanal 24 hindurch aus dem Formhohlraum 22 ausgestossen bzw. abgegeben werden.
In den Fig. 2 und 3 kann im unteren Teil des Formhohlraums 22 ein konkav geformtes Formteil 26 angeordnet sein oder durch die Wandung des Formhohlraums gebildet werden. Dieses Form- teil 26 kann mit einem Stössel 28 formfest verbunden sein, der in Richtung des Formhohlraums 22 beweglich ist und somit eine unabhängige Bewegung in den Formhohlraum 22 hinein mit der Wirkung eines Auswerfers 27 ausführen, kann. Bedingt durch diesen Ausstossmechanismus kann dann der Presskörper 1 aus der Formplatte 12 austreten.
Die Formhohlräume 22 sind jeweils mit einem Entlüftungskanal 29 versehen, der in vorliegender Ausführung seinen Anfang am Formhohlraum nehmen kann und an den Seiten der Formplatte nach aussen mündet. Auf diese Weise können in den Formhohlräumen 22 befindliche Luftmen- gen beim Befüllvorgang und der folgenden Verdichtung entweichen.
Das Anpresselement 5 kann in den Formhohlraum 22 hineinragen, das unabhängig von dem be- schriebenen Ausstossungsmechanismus betätigt werden kann.
Dieses Anpresselement 5 kann unabhängig betätigt werden, da es mit einem Stössel 28 wahlweise verbunden sein kann und es ist zusätzlich auch möglich, dass dieses Anpresselement 5 ebenso gleichzeitig die Funktion des Auswerfers 27 erfüllt. Selbstverständlich ist auch eine anderweitige Anordnung eines Auswerfers 27 möglich.
Bei der Befüllung der Formhohlräume 22 mit den Stoffteilen 15 bewegt sich die Formplatte 12 unterhalb der Füllvorrichtung 17 entlang. Die Stoffteile 15 rieseln gegebenenfalls vorverdichtet während dieser Passage selbsttätig durch die Befüllöffnungen 25 der Formplatten in die Befüll- kanäle 24 und befüllen die darunter angeordnete Formhohlräume 22. Nach Passage der Füllvor- richtung 17 ist an ein Abstreifer 30 an der Füllvorrichtung 17 angeordnet, der die auf den Befül- löffnungen 25 befindlichen Stoffteile 15 abstreift, sodass alle Befüllkanäle 24 einen gleichen Füllstand aufweisen.
Die Befüllkanäle 24 sind günstigerweise so dimensioniert, dass das Verhältnis ihres Füllvolu- mens zu dem Volumen des späteren Presskörpers 1 in einem abgestimmten Verhältnis steht und dem angestrebten Verdichtungsverhältnis in dem Presskörper 1 entspricht, welches idealerweise einen Wert von 1 :5 bis1:20 aufweisen sollte.
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Im Verdichtungsbereich 18erfolgt eine Verdichtung des Presskörpers 1, indem ein an einen Stempel 31angeformtes oder mit einem Stempel versehenes Formteil 32 in den Befüllkanal 24 bis zu seinem unteren Ende eindringt und dadurch die Stoffteile 15 zusammenpresst. Idealerweise weist das von oben eindringende Formteil 32 auch eine konkave Bauform auf, sodass in dem Formhohlraum 22 ein annähernd runder Presskörper 1 hergestellt werden kann.
Zusätzlich kann zu dem eindringenden konkaven Formteil 32 ein unabhängig davon bewegliches Anpresselement 5, das ebenfalls mit einem Stössel 28 verbunden ist, angeordnet sein, das einen zusätzlichen unabhängigen Verdichtungshub in Richtung des Presskörpers 1 durch Vordringen seines Endbereiches in den Formkörper ausführen kann.
Durch die Ausformung dieses Anpresselementes 5 mit einem kegelförmigen Endbereich kann eine bevorzugte zusätzliche Verdichtung 7 (siehe Fig. 1) des Inneren des Presskörpers 1 erfolgen.
Eine derartige zusätzliche Verdichtung 7 ist vorteilhaft, da dadurch ein Auseinanderbrechen des Presskörpers 1 verhindert wird. Die zusätzliche Verdichtung 7 trägt zur Formbeständigkeit des- selben entscheidend bei. Im Übrigen ist es vorteilhaft, den zusätzlichen Verdichtungshub dann auszulösen, nachdem der Presskörper 1 bereits vorverdichtet worden ist.
Mögliche weitere Ausbildungen des Anpresselementes 5 sind kegelförmige, keilförmige sowie abgeflacht bis stempelartige Ausprägungen. Die Vorteile hiervon sind auch in Zusammenschau mit der Figurenbeschreibung in Fig. 1 ersichtlich.
Des weiteren ist es auch möglich, die Anpresselemente 5 bzw. die Formteile 26,32 derart auszu- bilden, dass diese um ihre Längsmittelachsen eine Rotationsbewegung durchführen, wodurch eine Glättung der Oberfläche des Presskörpers 1 und somit eine Versiegelung der Oberfläche des Presskörpers 1 oder eine "glasige" Oberfläche erzielt werden kann. Der Antrieb für die Drehbe- wegung des Anpresselementes 5 bzw. der Formteile 26, 32 kann durch alle, aus dem Stand der Technik, bekannte Antriebsvorrichtungen gebildet sein.
Der Ausstoss der Formkörper erfolgt im Abgabebereich 19.
Im Abgabebereich 19 kann die Formplatte durch eine Umlenkrolle um 180 gewendet werden, sodass ein selbständiges Herausfallen der Formkörper möglich ist. Durch den etwas breiter di- mensionierten Befüllkanal 24 können die Formkörper im Abgabebereich 19 leicht aus der Form- platte 12 austreten. Es kann jedoch auch verkommen, dass die Presskörper 1 sich schlecht aus den
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Formhohlräumen 22 lösen, da beispielsweise harzreiche Stoffteile zum Verkleben der Formhohl- räume 22 führen können. Hier kann der beschriebene Auswerfer 27 zum zusätzlichen Lösen der Presskörper 1 aus den Formhohlräumen 22 beitragen.
Sinnvollerweise erfolgt im Abgabebereich 19 ein Auffangen der Presskörper 1 in einem Auf- fangbehälter.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsvariante für eine erfindungsgemässe Verdichtungsvorrich- tung gezeigt.
Die Verdichtungsvorrichtung 8 besteht aus mehreren Bereichen : Materialzuführbereich 13, einem Verdichtungsbereich 18, der aus parallel zueinander angeordneten Walzen 33 besteht, die einen gemeinsamen Kontaktbereich 34 aufweisen, sowie einen Abgabebereich 19 für die produzierten Presskörper 1.
Der Materialzuführbereich 13 befindet sich in dieser Ausführungsvariante oberhalb der beiden Walzen 33. Hier werden feinkörnige bis fasrige Stoffteile 15 zugeführt, die insbesondere aus Holz, Holzwerkstoffe, Sägemehl, Hobelspäne und gegebenenfalls einem Presshilfsmittel bestehen können, zwischengelagert und an den Verdichtungsbereich 18 abgegeben werden.
Im Verdichtungsbereich 18erfolgt die Herstellung der Presskörper 1.
Unterhalb des Verdichtungsbereiches werden die hergestellten Formkörper abgegeben, bzw. zwischengelagert oder in ein Lager abgeführt.
Die Verdichtungsvorrichtung 8 kann wirkungsmässig mit einer mechanischen Antriebsvorrich- tung ausgestattet sein. Hierfür ist jede mögliche Antriebsart denkbar.
Der Materialzuführbereich 13 kann aus einem trichterförmigen Vorratsbehälter 14 zur Aufnahme von feinkörnigen bis fasrigen Stoffteilen 15, insbesondere aus Holz, Holzwerkstoff, Sägemehl, Hobelspänen bestehend, aufgebaut sein.
Der trichterförmige Vorratsbehälter 14 kann auch mit einer automatischen Dosiereinrichtung 35, zur Abgabe von Stoffteilen an die Verdichtungsvorrichtung 8, ausgestattet sein. Ebenso ist eine automatisierte Zufuhreinrichtung 36, die mit einem Mess- und Regelmechanismus zur Optimie- rung der Behälterfüllung 37 ausgestattet ist, denkbar.
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Durch eine Öffnung des trichterförmigen Vorratsbehälters 14 werden in vorliegender Ausfüh- rung die Stoffteile in einen unter dem Behälter liegenden Verdichtungsbereich 18 abgegeben.
Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass eine vollautomatische Beschickung der Verdich- tungsvorrichtung 8 möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich ist, da eine Beschickung der Verdichtungsvorrichtung 8 beispielsweise auch über ein absätziges bzw. zeitweise unterbro- chenes Verfahren durchgeführt werden kann. Ferner ist eine manuelle Beschickung gleichfalls möglich. Ebenso ist die Beschickung beispielsweise auch über einen Radlader, ein Förderband oder eine anderweitige Befüllungstechnik möglich.
Die Walzen 33 können in vorliegender Ausführung gleich dimensioniert sein. Zwingende Vor- aussetzung ist dies jedoch nicht. Beispielsweise ist eine Verdichtungsvorrichtung 8, die aus nur einer oder auch mit zwei unterschiedlich dimensionierten Walzen 33 aufgebaut ist, gleichfalls denkbar. Vorteilhaft für die Funktion einer aus zwei Walzen 33 bestehenden Verdichtungsvor- richtung 8 ist jedoch, dass beide Walzen 33 mit einer gleichen Umfanggeschwindigkeit 38 betrieben werden.
Eine Vorverdichtung der Stoffteile entsteht dadurch, dass sich beide Walzen in entgegengesetzter Drehrichtung 39 drehen, sodass sich Rohstoffströme der Stoffteilchen 15 durch Massenzusam- menführung im Verdichtungsbereich 18 konzentrieren und dadurch vorverdichtet werden.
Die auftretende Vorverdichtung ist äusserst vorteilhaft für die spätere Herstellung der Presskörper 1 zu bewerten, da hierdurch schon vor einem eigentlichen Formvorgang eine Vorverdichtung und Konzentrierung der Stoffteile 2 eintritt und hierzu keine gesonderte Materialvorverdich- tungsanlage erforderlich ist.
Im einfachsten Beispiel ist unterhalb der Verdichtungsvorrichtung 8 ein Auffangbereich zur Aufnahme der Presskörper 1 angeordnet. Hier könnte jedoch auch eine Fördereinrichtung zu ei- nem Zwischenlager, beispielsweise in einem Silo, zum Einsatz kommen.
Auf den Mantelflächen 41 der Walzen 33 können konvexe Vertiefungen 42 in der Oberfläche als Formhohlräume 22 ausgebildet sein.
Die Walzen 33 drehen sich, wie bereits dargestellt, in entgegengesetzter Drehrichtung 39 in der in Fig. 4 dargestellten Weise während der Produktion. Hierdurch füllen sich die Formhohlräume 22 während ihrer Passage durch den Verdichtungsbereich 18 mit den Stoffteilen 15.
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Auf beiden Walzen 33 können die Formhohlräume 22 in identischer Anordnung und Ausbildung vorhanden sein. Jeder Formhohlraum 22 weist auf diese Weise ein entsprechendes Gegenstück auf der jeweils anderen Walze 33 auf. Bei zueinander abgestimmter Drehwinkelstellung der Walzen 33 treffen die jeweils zwei zusammengehörigen Formhohlräume 22 in dem Kontaktbe- reich 34 aufeinander, sodass ein gemeinsamer gebildeter angenäherter fast kugelartiger Ge- samtformhohlraum 43 hierdurch entsteht.
Eine solche Ausführung als annähernd kugelförmiger oder in einer anderen Ausführung als rota- tionsellipsoider Gesamtformhohlraum 43 bietet den Vorteil einer möglichst reduzierten Oberflä- chengrösse des späteren Formkörpers, der im Idealfall eine Kugel darstellt.
Eine minimierte Oberflächengrösse des Presskörpers 1 im Vergleich zu seinem Volumen ist vor- teilhaft zu bewerten, da hierdurch ein eintretender oberflächlicher Abrieb von staubförmigen Partikeln des Formkörpers durch Reibung, aufgrund seiner minimierten Oberflächengrösse, wei- testgehend minimiert ist.
Günstig ist es, wenn die Formhohlräume 22 auf den Walzen 33 netzartig versetzt oder matrixar- tig angeordnet sind, sodass die verfügbaren Mantelflächen 41 der Walzen 33 möglichst effektiv durch die Formhohlräume 22 ausgenutzt werden können. Selbstverständlich ist auch jede andere Anordnung beispielsweise ein Quadratverband, denkbar. Von Vorteil kann jedoch auch eine wa- benartige Anordnung der Formhohlräume auf der Walze 33 sein.
Vorteilhaft ist es ebenso, wenn die gebildeten Formhohlräume 22 auf der Walzenoberfläche durch scharf ausgebildete Trennstege voneinander separiert werden, sodass eine Trennung und Aufteilung des Teilchenstroms im Moment des Zusammentreffens beider Formteile an der Kon- taktfläche erfolgt.
In der Walzenwandung können sich an den jeweils tiefsten Stellen der Formhohlräume 22 ein- gelassene Öffnungen 44 befinden. Hinter jeder dieser Öffnungen 44 kann in einem Walzeninne- ren 45 jeweils ein Anpresselement 5 gelagert sein, das zu einer zusätzlichen Verdichtung im Formhohlraum 22 dienen kann. In der Ausgangsposition kann ein solches Anpresselementes 5 mit dem Ende seines Endbereiches 47 die Öffnung 44 verschliessen, sodass der Formhohlraum 22 hierdurch gegen das Walzeninnere 45 dicht abgeschlossen bleibt, sodass während der Füllphase in das Innere der Walzen 33 keine Stoffteile 15 eindringen können.
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Wenn zwei Formhohlräume 22 durch die synchronisierte Walzenrotation im Kontaktbereich 34 zusammentreffen, treten beide Anpresselemente 5 in das Innere des mittlerweile mit vorverdich- teten Stoffteilen 15 gefüllten Gesamtformhohlraums 43 ein und führen zusätzlich einen Ver- dichtungshub aus.
Eine Anordnung von zwei Anpresselementen 5 ist günstig. Es ist jedoch jede andere Möglichkeit auch denkbar, beispielsweise, dass mehr als zwei Anpresselemente 5 über einen Umfang eines zu bildenden Formkörpers verteilt und zueinander distanziert angeordnet sind. Eine Anordnung in äquidistanten Abständen über die Oberfläche des Presskörpers 1 wäre gleichfalls denkbar. Jedoch ist auch jede andere Anordnung möglich. Die durch die verwendeten Anpresselemente 5 bewirk- ten bereichsweisen Verdichtungen 7 auf mehreren Stellen der Oberfläche des Formkörpers sind vorteilhaft, da hierdurch ein Presskörper 1 derart stabilisiert werden kann, sodass eine Vernetzung von teilbereichverdichteten Zonen 6 eintritt, die zu einer erhöhten Festigkeit des Formkörpers 1 beitragen, wie dies au einer Zusammenschau aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Eine auftretende beidseitige Verdichtung, wie in gegebenem Beispiel in Fig. 2, führt auch zu einer gleichmässigen Kernverdichtung des Formkörpers.
Das hier eingesetzte Anpresselement 5 wird im gegebenen Fall beispielsweise durch eine Steuer- einrichtung 21 in seiner beschriebenen Funktion ausgelöst.
Diese Steuereinrichtung 21 ist auch zur Steuerung eines hydraulisch Verstell- und Anpress- mechanismus, oder pneumatische Verstellregelung ausführbar.
Wie weiters aus der Fig. 1 zu ersehen ist, kann das eingesetzte Anpresselement 5 kann aus zwei Teilen, aus einem in den Formkörper eindringenden Endbereich 21 und einem Rumpfteil 48, bestehen.
Der Endbereich 47 des Anpresselementes 5 kann beispielsweise mit einer kegelförmigen Ein- dringspitze 49 versehen sein. Dies bietet den Vorteil, dass das Anpresselement, bedingt durch eine auftretende Kräftezerlegung beim Eindringen in den Formkörper bevorzugt eine Kernverdich- tung, durchführt.
Eine andere mögliche Ausführungsform wäre beispielsweise eine eher keilförmige Eindring- spitze 50 mit geneigt aufeinander zulaufenden Flächen, die eine Kernverdichtung bewirkt, aber
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auch zu einer Materialverdrängung im Randbereich des Formkörpers führt und ebenso im Ein- dringbereich der Eindringspitze 50 den Formkörper verdichtet.
Eine weitere Ausführungsform wäre ein Anpresselement 5 mit einer stempelartigen oder einem abgerundeten flächigen Eindringspitze 51. Eine flache bzw. abgerundeter Eindringspitze 51 führt zu einer Verplattung des Formkörpers bzw. zu einer abgeflachten bis konkaven Einbuchtung im Formkörper, die bevorzugt den Formkörper in einer breiten Zone 6 im Kernbereich verdichtet, sowie denselben auch eine eher ovale Form verleihen kann.
Eine weitere mögliche Ausbildung ist ein rundumlaufendes Anpresselement, das nicht in den Abbildungen eingesehen werden kann.
Ein radial umlaufendes Anpresselement 5 kann eine gleichmässige Druckausübung über einen gesamten Radius bewirken. Hierdurch ist es möglich einen Formkörper zu schaffen, der eine eher ovale Form besitzt.
Ein radial umlaufendes Anpresselement 5 ermöglicht ausserdem, dass von aussen ein gleichmässi- ger Druck auf den Formkörper ausgeübt wird, sodass eine gleichmässige Verdichtung desselben erzielt werden kann. Hierdurch ist es auch möglich ein besonders hohes spezifisches Gewicht des Formkörpers zu erreichen, sodass dieser eine hohe Energiedichte aufweist.
Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Presskörpers 1 dieser bzw. dessen Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschrei- bung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2,3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsge- mässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
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Bezugszeichenaufstellung
1 Presskörper 36 Zufuhreinrichtung
2 Stoffteil 37 Behälterfüllung
3 Pressnaht 38 Umfangsgeschwindigkeit
4 Ausnehmung 39 Drehrichtung
5 Anpresselement 40
6 Zone 41 Mantelfläche
7 Verdichtung 42 Vertiefung
8 Verdichtungsvorrichtung 43 Gesamtformhohlraum
9 Fördervorrichtung 44 Öffnung 10 Förderorgan 45 Walzeninnere 11 Werkzeugträger 46 12 Formplatte 47 Endbereich 13 Materialuzuführbereich 48 Rumpfteil 14 Vorratsbehälter 49 Eindringspitze 15 50 Eindringspitze 16 Füllbereich 51 Endbereich 17 Füllvorrichtung 18 Verdichtungsbereich 19 Abgabebereich 20 Antriebsvorrichtung 21 Steuereinrichtung 22 Formhohlraum 23 Formplattenoberfläche 24 Befüllkanal 25 Befüllöffnung 26 Formteil 27 Auswerfer 28 Stössel 29 Entlüftungskanal 30 Abstreifer 31 Stempel 32 Formteil 33 Walze 34 Kontaktbereich 35 Dosiereinrichtung