Die Erfindung betriffl ein Trockenverfahren zur Herstellung von Formkörpern aus mit geringen Mengen an natürlichen Bindemitteln, z. B. 5-12 Gew. %, und mit geringen Mengen an künstlichen Bindemitteln, z. B. 0,54 Gew. % wie Kunstharzen, die unter bestimmten physikalischen Bedingungen aushärten, versetzten Lignozellulose-Fasern, insbesondere Holzfasern, bei dem das Fasermaterial vorverdichtet in eine Form eingebracht und in dieser unter Aktivierung des geringer Harzanteiles unter Erwärmung verpresst wird.
Es sind verschiedene Trockenverfahren zur Herstellung von Formkörpern aus insbesondere Holzfasern bekannt, bei denen die zu Rohlingen bzw. Matten vorgeformten Fasermaterialien in eine Pressform eingelegt und in dieser durch Wärme, ggf. Nassdampf und Druck zum endgültigen Formkörper gepresst werden. Nach diesen Verfahren lassen sich jedoch nur Formkörper herstellen, bei denen die Winkel zwischen z. B.
der Bodenwand und den Seitenwänden über 110 liegen, da sonst beim Einfahren des Stempels aufgrund der Relativbewegungen zwischen der Aussenwand des Stempels und der Formwand Materialverschiebungen auftreten, die zu Rissen oder Schwächezonen im Formkörper führen.
Bei der Herstellung von einseitig offenen Faserstoff-Formkörpern nach einem aus der DT-OS 2 035 053 bekannten Verfahren wird das Pressmaterial in eine einteilige Form eingebracht und durch Einfahren des Pressstempels zum fertigen Formkörper verpresst. Es ergeben sich abgestufte und damit unansehnliche Aussenflächen des Körpers, die durch eine Vielzahl von Stufen in der Formwand verursacht werden.
Diese Stufen sollen einen Materialfluss und damit ein Abreissen des in die Form lose eingebrachten Materials beim Pressvorgang verhindern. Die ihnen zugedachte Aufgabe können die Stufen jedoch nur unvollkommen erfüllen, da sie nur auf eine begrenzte Schichtdicke einwirken und bei grösseren Wandstärken sich nach wie vor Relativbewegungen des Faser-Materials ergeben. Anderseits dürfen die Wandstärken aus Festigkeitsgründen ein gewisses Mass nicht unterschreiten.
Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass sich bei dem angestrebten hohen Aufschliessungsgrad der Fasern, ohne den ausreichende Endfestigkeiten der Formkörper nicht zu erhalten sind, und der dadurch bedingten geringen Dichte des locker aufgerieselten Fasermaterials, ausserordentlich grosse Schichthöhen vergeben, die unter Umständen den Formenrand übersteigen können bzw. überhohe und damit kostspielige Formen erfordern. In vielen Fällen wäre das Volumen der lose geschütteten Fasern grösser als die zur Anwendung kommende Form.
Bei einem anderen bekannten Verfahren (DT-AS 1 224 919) rieseln die zuvor mit einem Bindemittel und dem Harz versetzten Fasern lose auf ein Förderband. Eine Schälwalze sorgt für eine gleichmässige Schichtstärke. Zum Aufschliessen der Matte und zur Plastifizierung der Fasern wird die Schüttung vor dem anschliessenden Verdichtungs- und Pressvorgang durch Zuführen von Wärme und Feuchtigkeit gedämpft. In mehreren Stufen wird das von dem Förderband transportierte Fasermaterial durch Walzenpaare zu einer durchgehenden weiter verformbaren Faserplatte verpresst.
Bei der Herstellung der Faserplatte wird das Fasermaterial vorgepresst. Die beim Aufrieseln entstandenen dreidimensionalen Verzahnungen und Verfilzungen der Einzelfasern werden dadurch weitgehend zerstört, so dass die Platte eine äusserst geringe Dehnbarkeit sowie geringe Bruch- und Biegefestigkeit aufweist. Werden Einzelstücke dieser vorgepressten n Faserplatte von Hand oder mechanisch in Formen eingelegt, dann entstehen durch das Einlegen an den Kanten und beim Pressvorgang an bestimmten Wandbereichen Druck- und Zugzonen, die sich als Risse oder Brüche in den Forrukörpem abzeichnen. In der Praxis hat es sich nämlich gezeigt, dass die Faserplatte bereits beim Einlegen in die Form an scharfen Kanten bricht und dass es ferner beim Einfahren des Stempels durch die Relativbewegungen der Stempelwand mit den Formwänden aufgrund der eintretenden Reibung zu Gleitbzw.
Relativverschiebungen der Fasern kommt, die dann Anlass zu Fehlstellen oder Brüchen des Formkörpers sind.
Formkörper mit unterschiedlichen Wandstärken lassen sich nach diesem Verfahren nicht herstelIen. Darüber hinaus ergibt sich ein hoher Abfallanteil durch Verschnitt an Rohplatten, bis zu 30%. Durch die angewandte Strahlungs- bzw. Kontakterwärmung ergeben sich relativ lange Erwärmungszeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, nach dem Formkörper aus Lignozellulose-Faserstoff steilwandig und mit unterschiedlichen Wandstärken und hohen Verformungsgraden hergestellt werden können, ohne dass eine Schwächung der einzelnen Zonen durch Fliessen und Ziehen des Faserstoffes erfolgt. Ausserdem soll der in die Form eingebrachte Faserstoff eine so grosse Dichte aufweisen, dass keine überproportional hochwandigen Formen notwendig sind.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Fasermaterial zu einem schütt- bzw. rieselfähigen vorverdichteten Granulat geformt wird, das in gleichmässiger Verteilung in die Form eingebracht wird, dass das in der Form gleichmässig dicht verteilte Granulat aufgeschlossen und die ursprüngliche Faserstruktur wieder hergestellt wird und dass der Formkörper durch Aufbringen eines im wesentlichen senkrecht zur formgebenden Oberfläche der Form wirkenden Pressdruckes unter Aktivierung des Bindemittels fertiggestellt wird.
Bei der Vorformung des Fasermaterials zu Granulaten werden einmal die Verfilzung der Fasern und zum anderen die Haftkräfte des Bindemittels ausgenutzt. Die Granulate bilden ein riesel- bzw. schüttfähiges Material, welches nicht mehr zu der bei Lignozellulose-Fasern nachteiligen Klumpenbildung neigt. Darüber hinaus ist der Verfestigungsgrad der einzelnen Granulate annähernd gleich, so dass bei gleichmässig dichter Packung der Granulate in der Hohlform eine gleichmässige Dichte und Wandstärke im Endprodukt erreicht wird. Darüber hinaus erleichtert die Rieselfähigkeit der Granulate die Handhabung, z. B. den Transport zu einer ggf. örtlich getrennten Pressform, und das Einfüllen der Granulate in die Form.
Damit bei der Herstellung eines Formrohlings oder des endgültigen Formkörpers die Festigkeitseigenschaft durch die Granulatbildung nicht beeinträchtigt wird, ist es zweckmässig, die in die Pressform eingefüllten Granulate wieder aufzuschliessen und die ursprüngliche Struktur und Konsistenz der Fasern wiederherzustellen. Dies geschieht durch Einleiten von Dampf in die mit Granulat gefüllte Pressform, der die Fasern quellen lässt und dadurch die eingebrachten Granulate aufschliesst. Neben dem Aufquellen der Fasern tritt gleichzeitig eine Verfilzung der Fasern benachbarter Granulate ein, so dass bereits in diesem Zustand der ursprünglich zwischen den Einzelgranulaten bestehenden Hohlräume ausgefüllt werden.
Befinden sich die Granulate in einer doppelwandigen Form, dann führt der Quelldruck zu einer gewissen Vorverdichtung, die ggf. noch durch Zusammenfahren der Formwände verstärkt wird. Der eigentliche Pressvorgang kann in dieser Form ohne Zwischentransport des Formrohlings vorgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, den Formrohling nach dem Auseinanderfahren der Formteile durch eine geeignete Greifvorrichtung, beispielsweise einen Saugheber, aufzunehmen und in eine gesonderte Form zu transportieren, in der dann der Formkörper endgültig fertiggestellt wird.
Zur Herstellung von Granulaten eignen sich alle unter dem Sammelbegriff Lignozellulose-Fasern bekannten Fasermaterialien, z. B. Holzfasern, Stroh-, Schilf-, Rindenfasern u. dgl. Die Granulate können auf verschiedene Art hergestellt werden.
Das Fasermaterial kann beispielsweise durch kontinuierliche Formwalzen geführt und zu einem oder mehreren durchlaufenden Rundstäben komprimiert und anschliessend zu Einzelstücken geschnitten werden. Der Durchmesser der Rundstäbe ebenso wie die Länge der Pressfaserstückchen entspricht in etwa der mittleren Länge der Einzelfasern des Ausgangsmaterials. Die Dichte des Granulats ist 10-20mal so hoch wie die einer losen Schüttung. Zur Herstellung der Stränge eignen sich mechanische Druckfördermittel, umlaufende Scheiben und profilierte Walzen. Ferner ist es möglich, Granulate in besonders ausgebildeten Pressen einzeln herzustellen oder in Pelletisier-Trommeln und -Tellern zu formen.
Die kugelförmigen Granulate haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil sie die gleichmässige Füllung der Hohlformen gewährleisten. Da die Zwischenräume zwischen einer Kugelpackung weitgehend gleich gross sind, kann danach der Quellungs- bzw. Vorpressgrad des Formrohlings bestimmt werden.
Weitere besondere Vorteile des Verfahrens liegen darin, dass das Granulat, ähnlich wie beim Druckgiessen von Aluminium oder Kunststoff, gleichmässig in die Form eingebracht werden kann. Dabei können Formkörper mit unterschiedlichen Wandstärken und gleichmässiger Festigkeit hergestellt werden.
Das Granulat kann ferner in Transportsilos gepumpt werden und ohne zeitraubende Zwischenarbeitsgänge, wie z. B.
Grobzuschnitte und Formzuschnitte der bekannten Faserplatte, direkt in das Werkzeug, z. B. pneumatisch eingebracht werden, wobei ein kontinuierlicher Arbeitsablauf eingehalten werden kann. Im Gegensatz zu der Verarbeitung vorgepresster Fasermatten ergeben sich beim erfindungsgemässen Verfahren keine Abfallteile und die mit deren Beseitigung verbundenen Umweltbelastungen.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich in besonderer Weise für alle diejenigen Formkörper, die innerhalb von gewissen Zeiträumen weitgehend rückstandslos verwittern müssen. Im Hinblick auf die immer grössere Bedeutung der Abfallbeseitigung können jedoch auch Formkörper nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden, deren umweltfreundliche Beseitigung zur Zeit noch eine sekundäre Rolle spielt.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden anhand einer Anlage zur Herstellung von Särgen beispielsweise beschrieben. Als Ausgangsmaterial für Särge können nur solche Materialien verwendet werden, die innerhalb bestimmter Zeiträume annähernd rückstandslos verwittern und die gleichzeitig gewisse Festigkeits- und Haltbarkeitsanforderungen erfüllen.
Eine derartige Anlage zur Herstellung grossvolumiger, einstückiger Form- bzw. Höhlkörper, insbesondere Särge, ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Anlage zur Granulatherstellung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Anlage längs der Schnittlinie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Anlage nach Fig. 1 längs der Schnittlinie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine teilgeschnittene Ansicht der Presse mit herausgefahrenem Stempel,
Fig. 5 eine teilgeschnittene Ansicht des Press-Sockels mit eingefahrenem Press-Stempel.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage enthält einen Spitzbunker 1 zur Aufnahme der bereits mit Bindemittel und Kunstharz versetzten Fasern, die über einen Austragstutzen 2 mit steuerbarer Austragsöffnung auf ein umlaufendes Förderband 3 aufgegeben werden. Zum Ausgleich und zur Einstellung der Schichthöhe ist oberhalb des endlosen Förderbandes 3 eine Schälwalze 4 vorgesehen, die in nicht dargestellten Lagern höhenverstellbar ist. Über der Schälwalze 4 befindet sich ein Abzug 5, der die überschüssigen Fasern in den Bunker zurückfördert. Auf dem Förderband gelangt das Material 7 in gleichmässiger Schichthöhe zwischen ein Walzenpaar 6a-6b, von dem die Walze 6a zur Erzielung einer möglichst grossen Abnahme der Schichtstärke einen gegenüber der Walze 6b wesentlich grösseren Durchmesser besitzt.
Die durch die Walzen 6a und 6b vorverdichtete Matte läuft zu einem zweiten Walzenpaar 8a, 8b mit gleich grossem Walzendurchmesser, zwischen denen sie unter weiterer Abnahme der Schichthöhe weiter komprimiert wird. Die so entstandene Matte 9 wird zwischen ein Walzenpaar 9a, 9b geführt und von der mit ringförmigen Schneiden versehenen Walze 9a (vgl. Fig. 2) in eine Vielzahl von schmalen Streifen 11 geschnitten. Zur Verstellung der Schnitt-Tiefen in Anpassung an die wahlweise vorbestimmten Höhen der Matte 9 ist die Walze 9a in ihren Ständern 12 höhenverstellbar gelagert.
Die Formung der trapez- bzw. rechteckigen Stränge 11 zu Rundstäben bzw. Strängen 13 mit kreisförmigem Querschnitt erfolgt in einem weiteren nachgeschalteten Walzenpaar 14a,
14b (Ausschnitt der Fig. 3). Eine nachgeschaltete Schneidvorrichtung 15 zerhackt oder zerschneidet die kontinuierlich nebeneinanderlaufenden Stränge zu Granulat 16, das über eine Schurre 17 in eine pneumatische Fördereinrichtung 18 fällt. Durch entsprechend geschliffene Ausführung der Messer der Schneidevorrichtung wird ein bogenförmiger Schnitt erzielt, so dass die einzelnen Granulate angenäherte Kugelform erhalten.
Diese Fördereinrichtung 18 transportiert das Material zu der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Presse 20, wobei ggf. eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zwischenbunkerung des Granulats erfolgen kann. Die Presse besteht aus einem Säulenrahmen 21, an dem Doppelpress-Stempel geführt und durch einen nicht näher beschriebenen Kolbenantrieb 23 bewegt werden. Die Formstempel 22a, 22b sind an einem Joch 24 befestigt, in dem Kanäle 25 vorgesehen sind, die über eine Anschlussleitung 26 mit der pneumatischen Fördereinrichtung 18 bzw. dem Zwischenbunker verbunden werden können. Die Stempel 22a, 22b bestehen im wesentlichen aus einem formstabilen mikrowellendurchlässigen Kern 27a, 27b, der am Stempeljoch befestigt ist. Jeder Stempelkern 27a, 27b wird von einer elastischen mikrowellendurchlässigen Haut 28a, 28b umgeben, die ebenfalls gasdicht im Joch 24 verankert bzw.
befestigt ist. Strömungskanäle 29, 30a, 30b führen in gasdichter Abdichtung zu dem zwischen dem jeweiligen Kern 27a bzw. 27b und der elastischen Haut 28a bzw. 28b gebildeten Raum. Innerhalb jedes Kerns 27a, 27b befinden sich Einrichtungen 50a, 50b zur Erzeugung von Mikrowellen für die zum Auskondensieren und Aushärten der Bindemittel notwendigen Erwärmung.
Die Pressform 31 mit Ausnehmungen 32a, 32b ist auf dem Press-Sockel 33 starr befestigt.
Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, wird der geöffnete Stempel durch den Antrieb 23 in eine Position gefahren, in der der Kern 27a bzw. 27b in die Ausnehmung 32a, 32b der Form 31 unter Ausbildung eines Zwischenabstandes hineinragt. In dieser Stellung werden die zwischen dem Kern bzw. der elastischen Haut und der Formausnehmung gebildeten Räume über die Förderkanäle 25, 26 mit dem Granulat pneumatisch gefüllt.
Nach dem gleichmässigen und vollständigen Ausfüllen der Räume werden die Strömungskanäle 25 von der Förderleitung 26 getrennt, die Form evakuiert, um eine gleichmässige Aufdampfung des gesamten Granulates zu ermöglichen, und an einen Dampferzeuger angeschlossen, so dass nunmehr Dampf in die Räume zwischen der jeweiligen, am Kern mehr oder weniger dicht anliegenden elastischen Haut und der Wandfläche der Ausnehmung 32 einströmt und das eingeführte Granulat vollständig durchfilzt. Es findet ein Quellvorgang der Holzfasern statt, durch den die bisher zwischen den einzelnen Granulatpartikeln freigebliebenen Räume von den aufquellenden Holzfasern ausgefüllt werden, wobei gleichzeitig eine Verzahnung der Fasern benachbarter Granulatpartikel eintritt. Nach dem Quellvorgang wird über die Leitung 29 ein mikrowellenneutrales Druckmittel, z. B.
Luft in die vom Kern und der elastischen Haut gebildeten Kammern geleistet, durch das die aufgequollenen Faser- und Bindemittelmatenalien in Richtung auf die Formwandungen gepresst werden. Bei gleichzeitiger Erwärmung der Form auf ca. 170 C wird der Bindemittelanteil von beispielsweise 2,0 Gew. % aktiviert, und es entsteht ein durchgehend und gleichmässig verfestigter einstückiger Formkörper, z. B. ein Sargunterteil 34a bzw. 34b, der nach Abführen des Druckmittels aus den Druckkammern und Herausfahren der Stempel lediglich noch aus der Form genommen werden muss.
Die Herstellung des Sargoberteils erfolgt mit entsprechend anderen Formen und Stempeln in analoger Weise.
Es liegt auf der Hand, dass verschiedene Abwandlungen des Pressvorganges, insbesondere der Ausbildung und Funktionsweise, der Stempel vorgesehen werden können. Bei einfachen, insbesondere ebenen oder plattenförmigen Körpern sind die Druckkissen-Stempel nicht erforderlich, sondern es können auch einfache Stempel verwendet werden. Auch bei der Herstellung der Granulate ergeben sich Möglichkeiten zur Abwandlung. So können je nach dem Aufschliessungsgrad und der Art der verwendeten Fasermaterialien mehrere oder wenigere Vorpress-Stufen vorgesehen werden. Unter Umständen kann auch die Walzstufe zur Herstellung von Strängen oder Stäben mit kreisförmigem Querschnitt, d. h. die Walzen 14a, 14b, wegfallen.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung von hohlen, einseitig offenen Formkörpern aus mit geringen Mengen an natürlichen und/oder künstlichen Bindemitteln versetzten Lignozellulose Fasern, bei dem vorverdichtetes Fasermaterial in eine einstükkige Form eingebracht und in dieser unter Aktivierung des geringen Bindemittel anteils verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial zu einem schütt- bzw.
rieselfähigen vorverdichteten Granulat geformt wird, das in gleichmässiger Verteilung in die Form eingebracht wird, dass das in der Form gleichmässig dicht verteilte Granulat aufgeschlossen und die ursprüngliche Faserstruktur wiederhergestellt wird und dass der Formkörper durch Aufbringen eines im wesentlichen senkrecht zur formgebenden Oberfläche der Form einwirkenden Pressdruckes unter Aktivierung des Bindemittels fertiggestellt wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Granulat gefüllte Form evakuiert und anschliessend mit Nassdampf zum Aufschliessen der Granulate beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat nach dem Auf schliessen in der Form vorgepresst wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I oder nach einem der vorhergehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nassdampfzum Aufschliessen des Granulats auf das zwischen der Matrize und der Patrize in der Form eingeschlos-sene Granulat einwirkt.
4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat durch Vorpressen von Fasermaterial zu Formkörpern mit mindestens angenähert Kugelgestalt hergestellt wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat durch Vorpressen des Fasermaterials zu einem kontinuierlich hergestellten Rundstab und Zerschneiden des Rundstabes in eine Vielzahl von Einzelkörpern hergestellt wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat durch Pelletisieren des Faserstoffes hergestellt wird.
7. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkörper auf eine Länge abgeschnitten werden, die der mittleren durchschnittlichen Faserlänge entspdcht.
PATENTANSPRUCH 11
Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Unteranspruch 5 mit einem endlosen Förderband zur kontinuierlichen Aufgabe von mit Bindemittel versetztem Faserstoff, einer oberhalb des Förderbandes einstellbar angeordneten Schälwalze und einer oder mehreren Verdichtungsstufen, gekennzeichnet durch eine der letzten Verdichtungsstufe (8a, 8b) nachgeschalteten umlaufenden Schneidvorrichtung (9a, 9b) zum Schneiden des verdichteten, bandförmigen Fasermaterials in Einzelstränge, ein nach der Schneidvorrichtung angeordnetes Profilwalzenpaar (14a, 14b) zur Verforinung der Einzelstränge in Rundstäbe, eine nach dem Profilwalzenpaar vorgesehene weitere Schneidvorrichtung (15) zum Zerschneiden der Rundstäbe zu einem Granulat,
eine pneumatische Fördereinrichtung (18) zum Fördern des Granulates zu einer einstückigen Form und einen in die Form einbriagbaren Press-Stempel zum Verpressen des aufgeschlossenen Granulats zum hohlen, einseitig offenen Formkörper, wobei der Press-Stempel einen festen Kern (27a, 27b) umfasst, der unter Ausbildung eines wahlweise mit Druckmittel beaufschlagten Zwischenraumes von einer elastischen Haut (28a, 28b) umgeben ist.
The invention relates to a dry process for the production of molded articles with small amounts of natural binders, e.g. B. 5-12 wt.%, And with small amounts of artificial binders, z. B. 0.54 wt.% Such as synthetic resins that cure under certain physical conditions, offset lignocellulose fibers, especially wood fibers, in which the fiber material is pre-compressed into a mold and is pressed in this with activation of the low resin content under heating.
Various dry processes are known for the production of moldings from wood fibers, in particular, in which the fiber materials preformed into blanks or mats are placed in a press mold and pressed into the final mold by heat, possibly wet steam and pressure. According to this method, however, only moldings can be produced in which the angle between z. B.
the bottom wall and the side walls are above 110, since otherwise material displacements occur when the punch is retracted due to the relative movements between the outer wall of the punch and the mold wall, which lead to cracks or zones of weakness in the molded body.
When producing molded fibrous bodies open on one side by a method known from DT-OS 2 035 053, the press material is introduced into a one-piece mold and pressed into the finished molded body by inserting the press ram. The result is stepped and therefore unsightly outer surfaces of the body, which are caused by a large number of steps in the mold wall.
These steps are intended to prevent the flow of material and thus the material loosely introduced into the mold from tearing off during the pressing process. The task intended for them, however, can only be incompletely fulfilled by the steps, since they only act on a limited layer thickness and relative movements of the fiber material still occur with greater wall thicknesses. On the other hand, the wall thickness must not fall below a certain level for reasons of strength.
A further disadvantage of this method is that, given the desired high degree of breakdown of the fibers, without the adequate final strengths of the moldings, and the resulting low density of the loosely sprinkled fiber material, extremely high layer heights result, which under certain circumstances can damage the edge of the mold can exceed or require excessive and thus expensive shapes. In many cases the volume of the loosely poured fibers would be larger than the shape used.
In another known method (DT-AS 1 224 919), the fibers previously mixed with a binder and the resin trickle loosely onto a conveyor belt. A peeling roller ensures an even layer thickness. In order to break up the mat and to plasticize the fibers, the bed is dampened by adding heat and moisture before the subsequent compression and pressing process. In several stages, the fiber material transported by the conveyor belt is pressed by roller pairs to form a continuous, further deformable fiber board.
During the manufacture of the fiberboard, the fiber material is pre-pressed. The three-dimensional toothing and entanglement of the individual fibers created during the trickling on are thereby largely destroyed, so that the plate has extremely low extensibility and low breaking strength and flexural strength. If individual pieces of this pre-pressed fibreboard are inserted into molds by hand or mechanically, pressure and tension zones arise as cracks or breaks in the form bodies due to the insertion at the edges and during the pressing process on certain wall areas. In practice, it has been shown that the fiberboard breaks at sharp edges when it is inserted into the mold and that, when the stamp is retracted, the relative movements of the stamp wall with the mold walls lead to sliding or sliding.
Relative displacements of the fibers occur, which then give rise to defects or breaks in the molded body.
Moldings with different wall thicknesses cannot be produced using this method. In addition, there is a high proportion of waste due to the cuttings of raw panels, up to 30%. The radiation or contact heating used results in relatively long heating times.
The object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the outset, according to which shaped bodies made of lignocellulose fiber can be produced with steep walls and different wall thicknesses and high degrees of deformation without weakening the individual zones by flowing and pulling the fiber. In addition, the fiber material introduced into the mold should have such a high density that no disproportionately high-walled molds are necessary.
According to the invention, this object is achieved in that the fiber material is shaped into a pourable or free-flowing, pre-compressed granulate, which is introduced into the mold in a uniform distribution, that the granulate, which is evenly distributed in the mold, is broken down and the original fiber structure is restored and that the shaped body is completed by applying a pressure acting essentially perpendicular to the shaping surface of the mold with activation of the binder.
When the fiber material is preformed into granules, the felting of the fibers and the adhesive forces of the binder are used. The granules form a free-flowing or pourable material which no longer tends to form clumps, which is disadvantageous with lignocellulose fibers. In addition, the degree of solidification of the individual granules is approximately the same, so that with an evenly dense packing of the granules in the hollow mold, a uniform density and wall thickness is achieved in the end product. In addition, the flowability of the granules facilitates handling, e.g. B. the transport to a possibly locally separated mold, and the filling of the granules into the mold.
So that the strength properties are not impaired by the granulate formation during the production of a shaped blank or the final shaped body, it is advisable to break down the granulates filled into the mold and restore the original structure and consistency of the fibers. This is done by introducing steam into the mold, which is filled with granules, which causes the fibers to swell and thereby breaks up the granules that have been introduced. In addition to the swelling of the fibers, felting of the fibers of neighboring granules occurs at the same time, so that the cavities originally existing between the individual granules are already filled in this state.
If the granules are in a double-walled form, then the swelling pressure leads to a certain pre-compression, which is possibly increased by moving the mold walls together. The actual pressing process can be carried out in this form without intermediate transport of the mold blank. However, it is also possible, after the mold parts have moved apart, to pick up the mold blank by a suitable gripping device, for example a suction cup, and to transport it into a separate mold in which the mold body is then finally completed.
All fiber materials known under the collective term lignocellulose fibers are suitable for the production of granules, e.g. B. wood fibers, straw, reed, bark fibers and. The like. The granules can be produced in various ways.
The fiber material can, for example, be passed through continuous forming rollers and compressed into one or more continuous round rods and then cut into individual pieces. The diameter of the round rods as well as the length of the pressed fiber pieces correspond approximately to the mean length of the individual fibers of the starting material. The density of the granulate is 10-20 times as high as that of a loose bed. Mechanical pressure conveyors, rotating disks and profiled rollers are suitable for producing the strands. It is also possible to produce granules individually in specially designed presses or to shape them in pelletizing drums and plates.
The spherical granules have proven to be particularly advantageous because they ensure that the hollow shapes are evenly filled. Since the gaps between a spherical packing are largely the same size, the degree of swelling or pre-compression of the shaped blank can then be determined.
Further particular advantages of the process are that the granulate can be introduced evenly into the mold, similar to the die casting of aluminum or plastic. Shaped bodies with different wall thicknesses and uniform strength can be produced.
The granulate can also be pumped into transport silos and without time-consuming intermediate operations, such as. B.
Coarse blanks and shaped blanks of the known fiberboard, directly into the tool, for. B. be introduced pneumatically, with a continuous workflow can be maintained. In contrast to the processing of pre-pressed fiber mats, the method according to the invention does not result in any waste parts and the environmental pollution associated with their removal.
The method according to the invention is particularly suitable for all those moldings which have to weather largely without leaving any residue within certain periods of time. In view of the increasing importance of waste disposal, moldings can also be produced by the process according to the invention, the environmentally friendly disposal of which currently still plays a secondary role.
The method according to the invention is described below with reference to a plant for the production of coffins, for example. The only materials that can be used as the starting material for coffins are those that weather within a certain period of time with almost no residue and which at the same time meet certain requirements for strength and durability.
Such a system for the production of large-volume, one-piece molded or hollow bodies, in particular coffins, is shown schematically in the drawing. Show it:
1 is a schematic view of the plant for producing granules,
FIG. 2 shows a section through the system along the section line II-II in FIG. 1,
3 shows a section through the system according to FIG. 1 along the section line III-III in FIG. 1,
4 shows a partially sectioned view of the press with the punch extended,
5 shows a partially sectioned view of the press base with the press ram retracted.
The system shown in FIG. 1 contains a pointed bunker 1 for receiving the fibers which have already been mixed with binder and synthetic resin and which are fed onto a revolving conveyor belt 3 via a discharge nozzle 2 with a controllable discharge opening. To compensate for and adjust the layer height, a peeling roller 4 is provided above the endless conveyor belt 3, the height of which is adjustable in bearings, not shown. Above the peeling roller 4 there is a take-off 5 which conveys the excess fibers back into the bunker. On the conveyor belt, the material 7 arrives at a uniform layer height between a pair of rollers 6a-6b, of which the roller 6a has a significantly larger diameter than the roller 6b in order to achieve the greatest possible reduction in layer thickness.
The mat precompacted by the rollers 6a and 6b runs to a second pair of rollers 8a, 8b with the same roller diameter, between which it is further compressed with a further decrease in the layer height. The resulting mat 9 is guided between a pair of rollers 9a, 9b and cut into a multiplicity of narrow strips 11 by the roller 9a provided with annular blades (see FIG. 2). In order to adjust the cutting depths in adaptation to the optionally predetermined heights of the mat 9, the roller 9a is mounted in its upright 12 so as to be adjustable in height.
The shaping of the trapezoidal or rectangular strands 11 into round bars or strands 13 with a circular cross-section takes place in a further downstream pair of rollers 14a,
14b (detail of FIG. 3). A downstream cutting device 15 chops or cuts the strands running next to one another into granulate 16, which falls via a chute 17 into a pneumatic conveying device 18. An arcuate cut is achieved by appropriately sharpening the knives of the cutting device, so that the individual granulates are approximately spherical.
This conveying device 18 transports the material to the press 20 shown in FIGS. 4 and 5, it being possible for the granulate to be stored in intermediate bunkers, which is not shown in the drawing. The press consists of a column frame 21 on which double press rams are guided and moved by a piston drive 23, which is not described in detail. The forming punches 22a, 22b are attached to a yoke 24 in which channels 25 are provided which can be connected to the pneumatic conveying device 18 or the intermediate bunker via a connecting line 26. The stamps 22a, 22b essentially consist of a dimensionally stable, microwave-permeable core 27a, 27b which is attached to the stamp yoke. Each punch core 27a, 27b is surrounded by an elastic, microwave-permeable skin 28a, 28b, which is likewise anchored or gas-tight in the yoke 24.
is attached. Flow channels 29, 30a, 30b lead in a gas-tight seal to the space formed between the respective core 27a or 27b and the elastic skin 28a or 28b. Within each core 27a, 27b there are devices 50a, 50b for generating microwaves for the heating necessary for condensing out and hardening of the binding agent.
The press mold 31 with recesses 32a, 32b is rigidly attached to the press base 33.
As can be seen from FIGS. 4 and 5, the open punch is moved by the drive 23 into a position in which the core 27a or 27b protrudes into the recess 32a, 32b of the mold 31 with the formation of an intermediate distance. In this position, the spaces formed between the core or the elastic skin and the mold recess are pneumatically filled with the granulate via the conveying channels 25, 26.
After the spaces have been evenly and completely filled, the flow channels 25 are separated from the conveying line 26, the mold is evacuated to allow uniform vapor deposition of the entire granulate, and connected to a steam generator so that steam can now enter the spaces between the respective, on Core more or less tightly fitting elastic skin and the wall surface of the recess 32 flows in and completely felted through the introduced granules. A swelling process of the wood fibers takes place, through which the spaces that have hitherto remained free between the individual granulate particles are filled by the swelling wood fibers, with the fibers of neighboring granulate particles interlocking at the same time. After the swelling process, a microwave-neutral pressure medium, eg. B.
Air made into the chambers formed by the core and the elastic skin, through which the swollen fiber and binding agent materials are pressed towards the mold walls. When the mold is heated to approx. 170 C at the same time, the binder content of, for example, 2.0% by weight is activated, and a continuous and uniformly solidified one-piece molded body is created, e.g. B. a coffin base 34a or 34b, which only has to be removed from the mold after the pressure medium has been discharged from the pressure chambers and the stamp has been moved out.
The upper part of the coffin is produced in an analogous manner using different shapes and stamps.
It is obvious that various modifications of the pressing process, in particular the design and functioning of the stamps, can be provided. In the case of simple, in particular flat or plate-shaped bodies, the pressure pad stamps are not required, but simple stamps can also be used. There are also opportunities for modification in the manufacture of the granules. Thus, depending on the degree of breakdown and the type of fiber materials used, several or fewer pre-pressing stages can be provided. Under certain circumstances, the rolling stage for the production of strands or bars with a circular cross-section, i. H. the rollers 14a, 14b are omitted.
PATENT CLAIM 1
Process for the production of hollow molded bodies, open on one side, from lignocellulose fibers mixed with small amounts of natural and / or artificial binders, in which the pre-compressed fiber material is introduced into a one-piece mold and is pressed in this with activation of the small proportion of binder, characterized in that the Fiber material to a bulk or
Free-flowing, pre-compressed granulate is formed, which is introduced into the mold in an even distribution, that the granulate, which is evenly distributed in the mold, is broken down and the original fiber structure is restored and that the molded body is subjected by applying a compression pressure that is essentially perpendicular to the shaping surface of the mold Activation of the binder is completed.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the mold filled with granules is evacuated and then subjected to wet steam to break down the granules.
2. The method according to claim I or dependent claim 1, characterized in that the granulate is pre-pressed after closing in the mold.
3. The method according to claim I or one of the preceding subclaims, characterized in that the wet steam acts on the granules enclosed in the mold between the die and the male mold to break up the granules.
4. The method according to claim I, characterized in that the granules are produced by prepressing fiber material to form molded bodies with an at least approximately spherical shape.
5. The method according to claim I, characterized in that the granules are produced by pre-pressing the fiber material to form a continuously produced round rod and cutting the round rod into a plurality of individual bodies.
6. The method according to claim I, characterized in that the granules are produced by pelletizing the fibrous material.
7. The method according to dependent claim 5, characterized in that the individual bodies are cut to a length which corresponds to the mean average fiber length.
PATENT CLAIM 11
System for carrying out the method according to dependent claim 5 with an endless conveyor belt for the continuous feeding of fibrous material mixed with binder, a peeling roller adjustably arranged above the conveyor belt and one or more compression stages, characterized by a rotating cutting device (9a) following the last compression stage (8a, 8b) , 9b) for cutting the compacted, band-shaped fiber material into individual strands, a pair of profile rollers (14a, 14b) arranged after the cutting device for shaping the individual strands into round rods, a further cutting device (15) provided after the pair of profile rollers for cutting the round rods into granules,
a pneumatic conveying device (18) for conveying the granulate to a one-piece mold and a press plunger that can be inserted into the mold for compressing the opened granulate to form the hollow molded body open on one side, the pressing plunger comprising a solid core (27a, 27b), which is surrounded by an elastic skin (28a, 28b) with the formation of an intermediate space which is optionally acted upon by pressure medium.