DE102005019986A1

DE102005019986A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Spaneigenschaften

Info

Publication number: DE102005019986A1
Application number: DE200510019986
Authority: DE
Inventors: Robert Loth
Original assignee: B Maier Zerkleinerungstechnik GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; B Maier Zerkleinerungstechnik GmbH
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2006-11-02
Also published as: EP1875215A1; WO2006114151A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Eigenschaften von Spänen. DOLLAR A Die wesentlichen Verfahrensschritte bzw. Bauteile sind die Folgenden: DOLLAR A - Die Späne werden zunächst vereinzelt; DOLLAR A - die Späne werden sodann in einer Richtung auf einer Unterlage gefördert. Sodann werden die Späne innerhalb einer Andrückzone gegen die Unterlage angedrückt. In der Andrückzone werden die Spaneigenschaften erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Eigenschaften von Spänen. Sie betrifft insbesondere das Erfassen der Dicke von Holzspänen, so wie in Zerspanern erzeugt. Dabei ist der Ausdruck „Span" im weitesten Sinne zu verstehen. Er betrifft auch Hackschnitzel. Er betrifft insbesondere Späne, die sehr dünn und relativ lang sind – sogenannte OS-Späne (= Oriented Strand).
Die Spandicke ist ein ganz wichtiger Faktor für die Qualität von Spanplatten. Sie soll sich innerhalb gewisser Toleranzen halten, um eine Qualität der hieraus zu erzeugenden Platten zu schaffen. Die Spandicke ist ferner wichtig als Indiz für den Zustand eines Zerspaners, mit dem die Späne hergestellt werden. Werden die Späne im Verlaufe der Betriebsdauer eines Zerspaners dicker und überschreiten ein bestimmtes Maß, so kann dies bedeuten, dass bestimmte Bauteile des Zerspaners verschlissen sind und ausgetauscht werden müssen. Dies betrifft beispielsweise Verschleissplatten eines Zerspaners mit integriertem Spanabzugschlitz. Auch kann ein höherer Anteil an Feingut auf stumpfe Messer hindeuten.

Bisher konnten Analysen der von einem Zerspaner erzeugten Späne nur in Zeitabständen vorgenommen werden. Die Späne wurden dabei erst nach dem trocknen einzeln vermessen. Das Verfahren ist ein manuelles. Es ist äußerst zeitaufwendig. Es zeigt den mechanischen Zustand des Zerspaners und seiner Elemente viel zu spät an, d. h. zu einem Zeitpunkt, wenn schon eine große Spanmenge erzeugt wurde, und zwar von Spänen, die den Anforderungen nicht mehr genügen. Die Erfassung der Spaneigenschaften kommt daher zu spät, und damit auch die Möglichkeit, einen unerwünschten Zustand des Zerspaners zu korrigieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, womit sich rasch, zuverlässig und kostengünstig Eigenschaften von Spänen aus Holz oder anderem Material erkennen lassen, und zwar kontinuierlich während des Betriebes des Zerspaners.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Der grundlegende Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in folgendem:
zunächst werden die Späne, die von einem Zerspaner erzeugt werden, aus einem Strom von Spänen vereinzelt. Dabei kann der Spänestrom als Teilstrom eines ständig erzeugten Gesamtstromes an Spänen abgezweigt werden. Ein solcher Teilstrom wird sodann einer Einrichtung zugeführt, in welcher die Späne vereinzelt werden. Sodann werden die Späne einer Fördereinrichtung zugeführt, umfassend eine sich bewegende Unterlage mit einer Tragfläche zum aufnehmen der vereinzelten Späne.

Es folgt ein Verfahrensschritt bzw. eine Vorrichtungsstation, wobei die auf der Tragfläche liegenden und mit dieser bewegten Späne gegen die Unterlage angedrückt werden.

Sodann werden die Späne auf ihrem Förderweg durch eine Andrückzone geführt, die eine Inspektionseinrichtung zum erfassen der interessierenden Spaneigenschaften aufweist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist schematisch folgendes dargestellt:
1 zeigt eine erste Anlage zum Erfassen von Eigenschaften von Spänen, in Seitenansicht gesehen;
2 zeigt eine zweite Anlage;
3 zeigt eine Einzelheit einer dritten Anlage;
4 zeigt eine Einzelheit einer vierten Anlage;
5 zeigt eine Einzelheit einer fünften Anlage;
6 zeigt eine Einzelheit einer sechsten Anlage.
Die in 1 dargestellte Anlage dient dem Erfassen der Dicke von Spänen. Dabei werden die aus einem Zerspaner kommenden Späne zunächst einer Aufgabeeinrichtung 1 zugeführt. Es folgt eine Einrichtung 2 zum Vereinzeln der Späne. Dieser Einrichtung ist eine Fördereinrichtung 3 nachgeschaltet. Die Fördereinrichtung 3 umfasst ein Förderband 3.1, das Rollen 3.2 und 3.3 umschlingt. Eine der beiden Rollen ist eine Antriebsrolle. Der Fördereinrichtung 3 ist eine Andrückeinrichtung 4 zugeordnet. Diese umfasst ein Andrückband 4.1, das eine geschlossene Schlaufe bildet. Das Andrückband umschlingt Leitwalzen 4.2, 4.3, 4.4 und 4.5. Die Leitwalzen 4.4 und 4.5, und damit auch das Andrückband 1 sind durch Federn nach unten drückbar, in Richtung auf das Förderband 3.1.
Innerhalb der Schlaufe des Andrückbandes 4.1 befindet sich eine Inspektionseinrichtung 5. Diese umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 5.1, beispielsweise eine Lasereinrichtung, ferner eine Kamera 5.2, beispielweise eine 2D-Kamera oder eine 3D-Kamera.
Der Fördereinrichtung 3 ist eine Auffangrinne 6 nachgeschaltet.
Man erkannt die Arbeitsweise wie folgt:
die in der Vereinzelungseinrichtung 2 vereinzelten Späne fallen auf die Tragfläche des Förderbandes 3.1. Sie werden in Richtung des horizontalen Pfeiles von links nach rechts gefördert. Im allgemeinen wird hierbei eine Orientierung der Späne in Förderrichtung erzielt, was erwünscht sein kann. Die Orientierung kann durch entsprechende Geschwindigkeit des Förderbandes 3.1 begünstig werden. Ab die auf dem Förderband liegenden Späne sind nicht immer geradlinig gestreckt, mit anderen Worten sie liegen nicht immer parallel zur Tragfläche. Sie können leicht gewölbt oder verbogen sein, nach Art einer Rolle oder einer Locke oder einer Spirale.
Derartige Verformungen sind für den nachfolgenden Vorgang des Erfassens der Gestalt und/oder der Dicke oder einer sonstigen Eigenschaft des einzelnen Spanes unerwünscht. Dem wird abgeholfen durch die Andrückeinrichtung 4, genauer gesagt durch das Andrückband 4.1 und die federbelasteten Andrückwalzen 4.4 und 4.5. Es ergibt sich damit eine Andrückzone, die sich zwischen den Andrückwalzen 4.4. und 4.5 befindet. Innerhalb dieser Zone sind die Späne in eine völlig ebene Form gebracht und werden auch in dieser Form gehalten. Damit ein einwandfreies und genaues Erfassen der Dicke oder sonstiger Eigenschaften des einzelnen Spanes mit der Inspektionseinrichtung 5 möglich.
Das Andrückband 4.1 kann aus einer transparenten Folie oder aus einem sonstigen Material bestehen, das gegenüber den Strahlen der Beleuchtungseinrichtung 5.1 durchlässig ist.
Die Inspektionseinrichtung 5, die sich innerhalb der geschlossenen Schlaufe des Andrückbandes 4.1 befindet, arbeitet nach vorliegenden Falle nach einem optischen Messsystem, z. B. nach dem Schnittbildverfahren. Das Prinzip der zweidimensionalen Lasertriangulation liefert kontinuierlich und zellenweise Bilddaten, die auch eine Information über die am jeweiligen Bildpunkt gemessene Höhe enthalten. Die Bilddaten werden im Rechner zu einer Bildinformation zusammengeführt, auf die dann die bekannten Algorithmen der digitalen Bildverarbeitung zur Bestimmung von Objektkonturen angewendet werden können. Die je Partikel bestimmten Konturparameter werden statisch ausgewertet und graphisch dargestellt. Kopplungen zum Prozess, z. B. Übergabe von Kenngrößen an einen Leitrechner, sind möglich. Hiermit besteht die Möglichkeit, direkt auf die automatisch arbeitende Schleif- und Messerstellmaschinen Einfluss zu nehmen. Mit oben erläutertem System ist neben der Spandicke natürlich auch eine Flächenbestimmung möglich, so dass über die Größenparameter, Länge, Breite, Dicke, Fläche, Volumen, Schlankheitsgrad, Breitenverhältnis, statistisch alle Bedürfnisse für die Holzwerkstoffherstellung ermittelt werden können.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 einer erfindungsgemäßen Anlage sind alle Bauteile gleich jenen der Anlage gemäß 1, ausgenommen die Andrückeinrichtung 4. Diese weist anstelle des Andrückbandes mit den Leitwalzen nunmehr einen Hohlzylinder mit Lagerwalzen 4.7, 4.8 auf. Alternativ kann der Zylinder auch fliegend gelagert sein. Die Andrückzone, über welche der Hohlzylinder 4.6 gegen die Hackschnitzel und damit gegen die das Förderband 3.1 gedrückt wird, ist – in Bewegungsrichtung des Förderbandes 3.1 – wesentlich kürzer, als bei der Anlage gemäß 1. Auch bei der Anlage gemäß 2 wird ein Mittel vorgesehen sein, mit welchem der Hohlzylinder 4.1 nach unten gedrückt wird. Der Hohlzylinder 4.1 kann aber auch ein genügend großes Eisengewicht aufweisen, so dass sich das Vorsehen eines besonderen Andrückmittels erübrigt. Hohlzylinder 4.1 kann auch fliegend gelagert sein.
In 1 kann das Andrückband 4.1 mit einem eigenen Antrieb versehen sein, und in der Anlage gemäß 2 kann der Hohlzylinder 4.6 mit einem eigenen Antrieb versehen sein. Hierdurch wird erreicht, dass die Umlaufgeschwindigkeit vom Andrückband 4.1 bzw. die Umfangsgeschwindigkeit von Hohlzylinder 4.6 gleich der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 3.1 ist. Dabei können Andrückband 4.1 bzw. Hohlzylinder 4.6 aber auch eine Umlaufgeschwindigkeit bzw. Umfangsgeschwindigkeit haben, die von der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 3.1 abweicht. Ist nämlich die Umlauf- bzw. Umfangsgeschwindigkeit von Andrückband 4.1 bzw. Hohlzylinder 4.6 etwas größer, als die Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 3.1, so kann sich dies im Sinne Orientierung der Späne günstig auswirken.
Die beiden Bauteile Andrückband 4.1 oder Hohlzylinder 4.6 müssen aber nicht unbedingt einen eigenen Antrieb haben. Sie könnten beispielsweise durch Reibung vom Förderband 3.1 mitgenommen werden.
3 veranschaulicht eine Einzelheit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage. Hierbei ist wiederum ein umlaufendes Andrückband 4.1 vorgesehen. Durch entsprechende Konfiguration von Leitwalzen 4.1, 4.2, 4.3 wird jedoch ein keilförmiger Einlaufspalt zwischen Förderband 3.1 und Andrückband 4.1 gebildet, was ein sanftes Verformen der Späne bewirkt.
Bei der Ausführungsform gemäß 4 gleitet das Förderband 3.1 über einen Gleitkörper 3.4. Der Gleitkörper 3.4 weist eine konvexe Tragfläche 3.4.1 auf. Da auf das Andrückband 4.1 und auf das Förderband 3.1 ein gewisser Zug in Längsrichtung aufgebracht wird, findet eine Pressung des Andrückbandes 4.1 gegen die Späne und damit gegen das Förderband 3.1 statt. Durch diesen sanften Druck findet ein Flachliegen der Späne statt.
Bei der Ausführungsform der 5 ist durch die vertikalen Pfeile veranschaulicht, dass eine sanfter Druck auf Förderband 3.1, die dazwischen befindlichen Späne (nicht gezeigt) und Andrückband 4.1 aufgebracht wird, so dass die Späne flach liegen.
Bei der Ausführungsform gemäß 6 veranschaulichen die vertikalen Pfeile einen Unterdruck, der dieselbe Wirkung wie der Druck gemäß 5 hat. In beiden Fällen können Förderband 3.1 und Andrückband 4.1 oder wenigstens eines dieser Bänder perforiert sein.
Es ist auch denkbar, jegliche Andrückeinrichtungen wegzulassen. Es bedarf somit gegebenenfalls weder des Andrückbandes 4.1 noch des Hohlzylinders 4.1. Statt dessen könnte daran gedacht werden, die Späne auf andere Weise zum Flachliegen zu bringen, beispielsweise dadurch, dass sie auf ein Förderband oder eine andere aufgebracht, und durch Druck oder Unterdruck zum Flachliegen gebracht werden. Im erst genannten Falle – Aufbringen von Druck – könnte von oben her Blasluft gegen die auf der Unterlage liegenden Späne gerichtet werden, beispielsweise in Gestalt eines Luftfilms oder Luftvorhanges. Im zweit genannten Falle könnte die Unterlage perforiert und von unten her besaugt werden.

Claims

Verfahren zum Erfassen von Eigenschaften von Spänen aus Holz oder anderem Material, mit den folgenden Verfahrensschritten. 1.1 die Späne werden aus einem Spänestrom vereinzelt; 1.2 die Späne werden auf eine transportierende Unterlage mit einer die Späne tragenden Tragfläche aufgebracht; 1.3 gegen die auf der Tragfläche liegenden Späne wird ein Druck ausgeübt, so dass die Späne innerhalb einer Andrückzone eine möglichst flache Gestalt aufweisen; 1.4 die Spaneigenschaften werden mittels einer Inspektionseinrichtung erfasst.
Vorrichtung zum Erfassen von Eigenschaften von Spänen, die aus Holz oder anderem Material bestehen; 2.1 mit einer Einrichtung (2) zum Vereinzeln der Späne; 2.2 mit einer Fördereinrichtung (3), umfassend eine die Späne aufnehmende und transportierende Unterlage (3.1) mit einer die Späne tragenden Tragfläche (3.4.1); 2.3 mit einer Andrückeinrichtung (4) zum andrücken der Späne gegen die Unterlage (3.1) innerhalb einer Andrückzone; 2.4 mit einer Inspektionseinrichtung (5) zum Erfassen von Spaneigenschaften.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (5) die Dicke der Späne oder andere Spaneigenschaften erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (5) eine Lasereinrichtung (5.1) und/oder eine Kamera (5.2) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (3) ein Förderband (3.1) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragfläche (3.4.1) aus einem umlaufenden Zylinder (4.6) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückeinrichtung ein Andrückband (4.1) umfasst, das zumindest in der Andrückzone an die Tragfläche (3.4.1) des Förderbandes (3.1) herangeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Aufbringen eines Unterdruckes oder eines Überdruckes in der Andrückzone vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage und/oder die Andrückeinrichtung (4) porös sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückzone – in Seitenansicht auf die Bewegungsbahn der Späne gesehen – konvex oder konkav ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückeinrichtung (4) gegenüber Strahlen von Messgeräten durchlässig ist.