Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei derartigen Einrichtungen wird auf einer Pressstrecke ein eingebrachtes, mit thermohärtenden Bindemitteln vermischtes, zerspantes oder zerfasertes Lignocellulose- oder Cellulose-Material durch Druck- und Temperatureinwirkung während ausreichend langer Zeit verdichtet, ausgehärtet und geformt.
Diese Pressstrecke kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein, so wird der auszuhärtende "Kuchen" beispielsweise zwischen zwei Endlosstahlbändern gepresst, erwärmt und geformt. Ebenso sind aus der Druckschrift EP 0 630 725 Maschinen bekannt, bei welchen der "Kuchen" zwischen einer Trommel und einem diese Trommel teilweise umschliessenden Stahlband gepresst, erwärmt und geformt wird. Bei diesem Formprozess wird angestrebt, das Produkt beim Eintritt in die Formstrecke, bei gleichzeitigem Wärmeeintrag, mit einer Flächenpressung von mindestens 3 N/mm<2> zu beaufschlagen und über die gesamte Pressstrecke auf diesem Wert zu halten bzw. je nach erwünschter Prozessführung diesen Wert gezielt anzuheben oder abzusenken.
Ebenso wird auf dieser Pressstrecke die Platte durch eine geeignete Form der Druckbeaufschlagung, insbesondere mithilfe über dem Umfang der Trommel verteilt angeordneten Druckschuhen, auf die erwünschte Enddicke in Längs- und Querrichtung gebracht.
Aus den Druckschriften GB 1 322 144 sowie FR 2 383 007 sind Ausführungen bekannt, bei welchen eine Heiztrommel mit einem Stahlband umschlungen wird, wobei die erwünschte Flächenpressung in erster Linie durch die Stahlbandvorspannung erzielt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die erzielbare Flächenpressung des Stahlbandes in der Pressstrecke örtlich, an 4 - 5 Stellen, zusätzlich durch Beaufschlagen mit relativ grossen Walzen, erhöht. Diese Walzen weisen in der Regel einen Durchmesser von deutlich > 1 m auf, dies ist bei der Verwendung von relativ starren Walzen erforderlich, um die Beanspruchung des Stahlbandes zu reduzieren und um die Verweilzeit des Kuchens im Bereich der erhöhten Pressung auszudehnen.
Diese Ausführung kommt dem prozesstechnisch angestrebten Ziel einer kontinuierlich hohen Pressung des Kuchens entgegen, jedoch sind die deutlich sichtbar vorhandenen Zonen mit ausschliesslicher Pressung durch das gespannte Band, infolge der relativ grossen Walzenabstände bedingt durch die grossen Walzen, von erheblicher Ausdehnung. Die Starrheit dieser Walzen verunmöglicht es zudem, einen gezielten und momentanen Einfluss auf die Querkraft in der Pressstrecke zu nehmen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Einrichtung zu schaffen, bei welcher die Zonen mit erhöhter Pressung ausdehnbar und querbeeinflussbar sind, indem eine Mehrzahl von Walzen mit steuerbarem Anpresskraftverlauf in Querrichtung zur Materiallaufrichtung verwendet wird.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass:
- durch die Anwendung von Walzen mit den kleineren Aussendurchmessern die Möglichkeit besteht, die Walzen enger anzuordnen und damit die Anzahl der Stellen mit erhöhter Pressung in der Pressstrecke deutlich anzuheben,
- mit dem Einsatz einer Walze mit quer zur Materiallaufrichtung steuerbarerem Anpresskraftverlauf, den Anpresskraftverlauf perfekt gleichmässig gehalten (Einlaufzone der Pressstrecke), bzw.
durch gezieltes Variieren dieses Anpresskraftverlaufes das Dickenprofil des in diesem Stadium noch plastisch verformbaren Produktes in erwünschter Form beeinflusst werden kann (Auslaufzone der Pressstrecke),
- mit der Anwendung eines Laufmantels mit geringer radialer Steifigkeit die Ausdehnung der Pressfuge in Längsrichtung, auch bei Verwendung von kleineren Walzendurchmessern, bewusst ausgedehnt und damit die unmittelbar örtliche Pressdauer verlängert werden kann,
- mit der Anwendung eines temperaturbeständigen Laufbelages bzw. eines Laufmantels aus selbsttragendem und temperaturbeständigem Kunststoff die Anschmiegsamkeit verbessert und der Effekt der allenfalls erwünschten Querprofilbeeinflussung deutlich erhöht werden kann,
- durch die Anwendung von F- oder K-Walzen, d.h.
mit einer Walze aufweisend einen selbstanstellend oder konzentrisch geführter Mantel mit einer äusseren Walzenanstellung, die zugehörige Gegenwalze jeweils als konventionelle Walze ohne Querkraftbeeinflussungsmöglichkeit ausgebildet werden kann.
Hieraus ergibt sich der Vorteil einer breiten Anwendung der Formstrecke, z.B. als Flach- oder Trommelpresse.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausbildung der Pressstrecke einer erfindungsgemässen Einrichtung;
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung mit einer innengestützten Trommel;
Fig. 3 eine Einzelheit A in Fig. 1 im grösseren Massstab;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung;
Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anpresswalze mit steuerbarem Anpresskraftverlauf;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 einen Abschnitt einer Ausführungsform eines Mantels und
Fig. 8 einen Abschnitt einer anderen Ausführungsform eines Mantels.
Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die dargestellte Einrichtung wird als Trommelpresse bezeichnet. Die Einrichtung enthält eine Trommel 1 mit einem Aussendurchmesser von z.B. 3 bis 5 m, ein Stahlband 2, welches die Trommel 1 auf einem grossen Teil ihres Umfanges umschlingt, eine Walzenanordnung 3, 4, 5 und 6, um das Stahlband zu führen bzw. umzulenken und eine Anpressvorrichtung 7, die eine Mehrzahl von Anpresswalzen 8 enthält. Die Walzanordnung umfasst eine Presswalze 3, eine Heizwalze 4, eine Spannwalze 5 und eine Umlenkwalze 6.
Durch diese Walzenanordnung wird eine Umschlingung des Stahlbandes 2 um die Trommel 1 erreicht, wobei der Zwischenraum zwischen dem Stahlband 2 und der Trommel 1 eine Pressstrecke P bildet, wobei die Presskraft einerseits durch die Vorspannung des Stahlbandes und andererseits durch die Mehrzahl von Anpresswalzen 8 mit steuerbarem Anpresskraftverlauf und relativ geringem Aussendurchmesser verstärkt wird.
Die Anpressvorrichtung 7 ist zweiteilig ausgeführt, wobei ein Abschnitt an einer Pressstrecke, die zwischen der Presswalze 3 und der Heizwalze 4 vorgesehen ist und der andere Abschnitt in Bandlaufrichtung nach der Heizwalze 4 vorgesehen ist. Die Anpresswalzen 8 haben verschiedene Aussendurchmesser. Mit Vorteil werden Anpresswalzen mit einem Aussendurchmesser bis etwa 800 mm angewendet.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform enthält die Trommel einen ortsfesten Träger 10, einen Mantel 11, der um den Träger rotiert und fünf Stützelemente 9, welche den Mantel gegen die Presskraft der Pressstrecke abstützen. Die Stützelemente 9 werden mit Vorteil direkt mit einem Wärmeträgermedium 12 gespeist, wodurch ein zusätzlicher Aufwand für die Beheizung der Trommel durch eine Heizwalze entfällt. Die Pressstrecke wird in diesem Falle durchgehend mittels Anpresswalzen 8 mit steuerbarem Anpresskraftverlauf ausgebildet.
Zwischen den Anpresswalzen 8 kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist, das Stahlband 2 mit einer Heizquelle 13, z.B. mit Heissluft und/oder durch Quarzstrahler, zusätzlich aufgeheizt werden.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Einrichtung dargestellt, bei der zwei Stahlbänder 2, ein Ober- und ein Unterband, über je zwei Spann- und Umlenktrommeln 14 geführt werden. Der Abstand zwischen Ober- und Unterband 2 bestimmt die Dicke der zu produzierenden Platte 16. Auf der gesamten Länge der Pressstrecke sind Walzenpaare 26 angeordnet, welche im dargestellten Falle jeweils aus einer konventionellen Walze 15 und einer Anpresswalze 8 mit steuerbarem Anpresskraftverlauf gebildet wird.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Anpresswalze 8 mit steuerbarer Biegelinie, insbesondere eine selbstanstellende F-Walze. Eine derartige Anpresswalze 8 besteht aus einem ortsfesten Träger 18 und einem rotierenden Laufmantel 19, welcher durch Stützelemente 20 über die gesamte Länge abgestützt ist. Der Mantel 19 besteht aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, welcher, dank ausgewogener Faserverstärkung, eine optimale Radialsteifigkeit aufweist. Die Stützelemente 20 sind im Bedarfsfalle einzeln über Zuleitungen 21 anspeisbar, um eine gute Anpassung des Anpresskraftverlaufes quer zur Bahnlaufrichtung an die Prozesserfordernisse zu ermöglichen. Es ist auch eine summarische Versorgung der Stützelemente 20 über eine gemeinsame Zuleitung 21 möglich, speziell in der Einlaufzone ist eine derartige Lösung durchaus sinnvoll.
Diese Anpresswalzen 8 können zudem mit einem Hilfsantrieb 17 (in Form z.B. eines umlaufenden Treibseiles) versehen sein, welcher die Synchronisation der Walzenumfangsgeschwindigkeit mit dem Stahlband 2 während des Anlegens oder Separierens der Anpresswalzen 8 zum oder vom Stahlband 2 ermöglicht. Ebenso dient der Hilfsantrieb 17 dem Zweck, ein einseitiges Erwärmen des Mantels 19 der Anpresswalzen 8 im separierten Zustand zu verhindern, indem die Anpresswalzen 8 kontinuierlich und langsam gedreht werden.
Die Lagerpartie der dargestellten, selbstanstellenden F-Walze, ist derart ausgestaltet, dass ein Hub des Mantels 19 von mindestens 8 mm, relativ zum ortsfesten Träger 18, in Pressrichtung ermöglicht wird.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Presswalzenmantels 19, bei welcher ein temperaturbeständiger Kunststoff 22 oder ein Elastomer mit ähnlichen Eigenschaften, auf ein metallisches Trägerrohr 23 aufgebracht ist.
In Fig. 8 ist eine Ausführung in Form eines metallischen Mantels 24, mit einer durch Rollverdichten verbesserten Aussenoberflächenschicht 25, dargestellt, was die Beständigkeit der Manteloberfläche erheblich verbessert.
Die Einrichtung enthält einen starren zylindrischen Körper 1, der drehbeweglich angeordnet ist, ein über Walzen 3 - 6 geführtes endloses Metallband 2, das unter Bildung einer Pressstrecke mit dem zylindrischen Körper in Kontakt steht und eine das Metallband mit Druck beaufschlagende Anpressvorrichtung 7, die eine Mehrzahl von Anpresswalzen 8 mit steuerbarem Anpressverlauf umfasst, die entlang der Pressstrecke angeordnet sind.
Durch die Anpresswalzen wird die Anzahl der Pressstellen erhöht und Pressung innerhalb der Pressstrecke ist an die Erfordernisse anpassbar. Die Einrichtung eignet sich insbesondere zum Verdichten, Aushärten und Formen von mit thermohärtenden Bindemitteln vermischtem, zerspantem oder zerfasertem Lignocellulose- oder Cellulose-Material.
The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
In devices of this type, a lignocellulose or cellulose material which has been introduced, mixed, machined or fiberized with thermosetting binders is compressed, cured and shaped by the action of pressure and temperature for a sufficiently long time.
This press section can be designed in different ways, for example the "cake" to be hardened is pressed, heated and shaped between two endless steel strips. Machines are also known from publication EP 0 630 725, in which the “cake” is pressed, heated and shaped between a drum and a steel strip partially enclosing this drum. In this molding process, the aim is to apply a surface pressure of at least 3 N / mm <2> to the product as it enters the molding section with simultaneous heat input and to maintain this value over the entire pressing section or, depending on the desired process control, this value selectively raise or lower.
Likewise, the plate is brought to the desired final thickness in the longitudinal and transverse directions on this press section by means of a suitable form of pressurization, in particular with the aid of pressure shoes distributed over the circumference of the drum.
From GB 1 322 144 and FR 2 383 007, versions are known in which a heating drum is wrapped with a steel strip, the desired surface pressure being achieved primarily by the steel strip pretensioning. In this embodiment, the attainable surface pressure of the steel strip in the pressing section is increased locally at 4-5 points, additionally by applying relatively large rollers. These rollers generally have a diameter of clearly> 1 m, which is necessary when using relatively rigid rollers in order to reduce the stress on the steel strip and to extend the dwell time of the cake in the area of the increased pressure.
This version complies with the process engineering goal of a continuously high pressing of the cake, but the clearly visible zones with exclusive pressing by the tensioned belt are of considerable expansion due to the relatively large roll spacings caused by the large rolls. The rigidity of these rollers also makes it impossible to exert a targeted and momentary influence on the lateral force in the press section.
The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, solves the problem of creating a device in which the zones with increased pressure are expandable and can be influenced transversely by using a plurality of rollers with a controllable contact force curve in the transverse direction to the material running direction.
The advantages that can be achieved with the invention are essentially that:
- by using rollers with the smaller outside diameters, it is possible to arrange the rollers more closely and thus significantly increase the number of places with increased pressure in the press section,
- With the use of a roller with a controllable pressure force profile transverse to the direction of the material, the pressure force profile is kept perfectly even (infeed zone of the press section), or
The thickness profile of the product, which is still plastically deformable at this stage, can be influenced in the desired form by specifically varying this contact force curve (discharge zone of the pressing section),
- With the use of a barrel jacket with low radial rigidity, the expansion of the press joint in the longitudinal direction, even when using smaller roller diameters, is deliberately extended and the immediately local pressing time can be extended,
- With the use of a temperature-resistant tread or a running jacket made of self-supporting and temperature-resistant plastic, the suppleness can be improved and the effect of the desired cross-sectional influence can be significantly increased,
- by using F or K rollers, i.e.
with a roller having a self-adjusting or concentrically guided jacket with an outer roller adjustment, the associated counter-roller can each be designed as a conventional roller without the possibility of influencing the lateral force.
This gives the advantage of a wide application of the molding line, e.g. as a flat or drum press.
The invention is explained below with reference to the accompanying drawings:
1 shows a preferred embodiment of the press section of a device according to the invention;
2 shows another embodiment of the device according to the invention with an internally supported drum;
3 shows a detail A in FIG. 1 on a larger scale;
4 shows a third embodiment of a device according to the invention;
5 shows an embodiment of a pressure roller according to the invention with a controllable pressure force curve, shown partly in section;
Fig. 6 is a section along the line VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 shows a portion of an embodiment of a jacket and
Fig. 8 shows a section of another embodiment of a jacket.
Reference is made to FIG. 1. The device shown is referred to as a drum press. The device contains a drum 1 with an outer diameter of e.g. 3 to 5 m, a steel strip 2 which wraps around the drum 1 over a large part of its circumference, a roller arrangement 3, 4, 5 and 6 in order to guide or deflect the steel strip and a pressing device 7 which has a plurality of pressing rollers 8 contains. The roller arrangement comprises a press roller 3, a heating roller 4, a tension roller 5 and a deflection roller 6.
Through this arrangement of rollers, the steel belt 2 is wrapped around the drum 1, the space between the steel belt 2 and the drum 1 forming a pressing section P, the pressing force on the one hand by the prestressing of the steel belt and on the other hand by the plurality of pressure rollers 8 with controllable Contact force curve and relatively small outer diameter is reinforced.
The pressing device 7 is designed in two parts, one section being provided on a press section which is provided between the press roll 3 and the heating roll 4 and the other section being provided downstream of the heating roll 4 in the direction of belt travel. The pressure rollers 8 have different outside diameters. Pressure rollers with an outside diameter of up to approximately 800 mm are advantageously used.
In the embodiment shown in FIG. 2, the drum contains a stationary support 10, a casing 11 which rotates around the support and five support elements 9 which support the casing against the pressing force of the pressing section. The support elements 9 are advantageously fed directly with a heat transfer medium 12, which eliminates additional effort for heating the drum by a heating roller. In this case, the press section is formed continuously by means of pressure rollers 8 with a controllable pressure force curve.
Between the pressure rollers 8, as shown in Fig. 3, the steel strip 2 with a heating source 13, e.g. can be additionally heated with hot air and / or with quartz heaters.
4 shows a further embodiment of the device in which two steel strips 2, an upper and a lower strip, are guided over two tensioning and deflecting drums 14 each. The distance between the upper and lower belt 2 determines the thickness of the plate 16 to be produced. Roller pairs 26 are arranged along the entire length of the press section, which in the illustrated case are formed from a conventional roller 15 and a pressure roller 8 with a controllable pressure force curve.
5 and 6 show a pressure roller 8 with a controllable bending line, in particular a self-adjusting F-roller. Such a pressure roller 8 consists of a fixed support 18 and a rotating barrel 19, which is supported by support elements 20 over the entire length. The jacket 19 is made of a high temperature resistant plastic, which, thanks to balanced fiber reinforcement, has an optimal radial rigidity. If necessary, the support elements 20 can be fed individually via feed lines 21 in order to enable the pressure force curve to be adapted well to the process requirements transversely to the web running direction. A total supply of the support elements 20 via a common supply line 21 is also possible, and such a solution is particularly useful in the inlet zone.
These pressure rollers 8 can also be provided with an auxiliary drive 17 (in the form of, for example, a rotating traction cable), which enables the synchronization of the roller circumferential speed with the steel belt 2 during the application or separation of the pressure rollers 8 to or from the steel belt 2. The auxiliary drive 17 also serves the purpose of preventing one-sided heating of the jacket 19 of the pressure rollers 8 in the separated state by the pressure rollers 8 being rotated continuously and slowly.
The bearing section of the self-adjusting F-roller shown is designed in such a way that a stroke of the casing 19 of at least 8 mm, relative to the fixed support 18, is made possible in the pressing direction.
FIG. 7 shows a further embodiment of the press roll shell 19, in which a temperature-resistant plastic 22 or an elastomer with similar properties is applied to a metallic carrier tube 23.
8 shows an embodiment in the form of a metallic jacket 24, with an outer surface layer 25 improved by roll compression, which considerably improves the durability of the jacket surface.
The device comprises a rigid cylindrical body 1 which is arranged such that it can rotate, an endless metal strip 2 which is guided over rollers 3 - 6 and which is in contact with the cylindrical body to form a pressing section, and a pressing device 7 which presses the metal strip and which is a plurality of pressure rollers 8 with controllable pressure profile, which are arranged along the pressing path.
The pressure rollers increase the number of pressing points and pressing within the pressing section can be adapted to the requirements. The device is particularly suitable for compacting, curing and shaping lignocellulose or cellulose material mixed, machined or shredded with thermosetting binders.