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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Zwischenprodukts oder des Endprodukts der Fertigung von Platten
auf Holzbasis, welche an wenigstens einer ihrer Oberflächen eine
Funktionsschicht aufweisen, durch Verpressen von wenigstens zwei
Materiallagen, umfassend eine Bandpresse mit wenigstens einem Band, welches
sich in einer Förderrichtung
bewegt und in einer orthogonal zur Förderrichtung verlaufenden Richtung
in einem Pressraum einen Pressdruck auf die wenigstens zwei Materiallagen
ausübt,
und dies in einer Umgebung, deren Temperatur mehr als 100 °C beträgt, und
eine Detektoranordnung zum Erfassen der Position einer Seitenkante
des Bandes entlang einer Richtung orthogonal zur Förderrichtung.
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Die
Platten auf Holzbasis können
beispielsweise Fußbodenpaneele,
Arbeitsplatten oder dergleichen sein, die eine als Faserplatte,
vorzugsweise MDF- oder
HDF-Platte, oder als Spanplatte ausgebildete Kernplatte umfassen,
welche an ihrer Sichtfläche
eine Dekorschicht als Funktionsschicht oder/und an ihrer der Sichtfläche abgewandten
Oberfläche eine
Gegenzugschicht als Funktionsschicht aufweist. Die Kernplatte und
die Dekorschicht oder/und die Gegenzugschicht können im Rahmen der vorliegenden Erfindung
die wenigstens zwei Materiallagen bilden, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu dem Endprodukt Platte auf Holzbasis miteinander verpresst werden.
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1a zeigt den Aufbau einer
derartigen bekannten Platte 200 auf Holzbasis. Hierbei
ist bzw. sind an wenigstens einer Oberfläche der Kernplatte 210 eine
oder mehrere Funktionsschichten anegordnet. An der Sichtoberfläche der
Kernplatte 210 kann eine Dekorschicht 212 vorgesehen
sein, die mehrlagig ausgeführt
sein kann, und beispielsweise eine Sichtlage 214 und eine
Trägerlage 216 umfassen kann.
An der der Sichtoberfläche
gegenüberliegenden
Oberfläche
der Kernplatte 210 kann eine einlagige Gegenzugschicht 218 vorgesehen
sein.
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Die
Dekorschicht 212 oder/und die Gegenzugschicht 218 können als
Laminat ausgebildet sein, das eine oder mehrere mit Kunstharz imprägnierte Papierlagen
umfasst. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können diese Papierlagen Materiallagen bilden,
die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu dem Zwischenprodukt Laminat verpresst werden.
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Die
Kernplatte 210 wird üblicherweise
durch Komprimieren einer losen Schüttung von mit Kunstharz beschichteten
Holzfasern oder Holzspänen
gebildet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Schüttung als
von einer großen
Anzahl von Schüttlagen
gebildet angesehen werden, so dass auch die Kernplatte 210 ein
Zwischenprodukt darstellt, welches mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
durch Verpressen dieser Schüttlagen
hergestellt wird.
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Zur
Herstellung von Laminaten oder zur Beschichtung von Platten (beispielsweise
MDF-Platten oder Spanplatten) werden üblicherweise Bandpressen, insbesondere
Doppelbandpressen verwendet. Bei diesen bekannten Doppelbandpressen
werden zwei Stahlbänder,
die einen Pressdruck auf die zu verpressenden Materiallagen ausüben, über Stahlrollen
umgelenkt. Hierbei kann es vorkommen, dass sich ein Stahlband in
einer Richtung orthogonal zur Förderrichtung
auf der Stahlrolle verschiebt, wobei durch die Reibung des Stahlbandes
an der Stahlrolle mit der Zeit am Stahlband ein Grat entsteht und
in die Stahlrolle eine Nut eingeschliffen wird. Diese unerwünschten
Grate an den Stahlbändern
können
zu verstärkter
Rissbildung führen.
Das Stahlband muss daher regelmäßig entgratet
werden, wodurch erhöhte
Reparaturkosten anfallen. Jeder Bandwechsel erzwingt zudem einen
Maschinenstillstand. Außerdem wird
durch die eingeschliffene Nut in der Stahlrolle die Bandsteuerung
ungenauer, was ebenfalls zu Reparaturkosten und Maschinenstillständen führt, da die
Stahlrolle in diesem Fall ausgetauscht werden muss.
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Es
ist daher wichtig, bei einer Bandpresse möglichst jede seitliche Bewegung
des Bandes (orthogonal zur Förderrichtung)
zu verhindern, wofür eine
möglichst
genaue Detektion der Position einer Seitenkante des Bandes benötigt wird,
um einer etwaigen seitlichen Bewegung des Bandes gegensteuern zu
können.
Herkömmlich
erfolgte diese Detektion, wie in 1b dargestellt,
mittels einer mechanischen Detektoranordnung 100. Bei dieser
bekannten Detektoranordnung 100 ist nahe an der Seitenkante 12 des
in Förderrichtung
F laufenden Bandes 10 ein Stößel 102 angebracht,
an dessen Ende eine Rolle 104 vorgesehen ist. Stößel und
Rolle sind auf Lagerungen 106 in Längsrichtung des Stößels 102 verschiebbar
gelagert und eine Feder 108, die sich an der Rolle 104 und
an der dem Band 10 zugewandten Lagerung 106 abstützt, stellt
eine Rückstellkraft
der Rolle 104 in Richtung des Bandes 10 bereit.
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Wenn
sich nun bei Betrieb der Bandpresse das Stahlband 10 in
einer Richtung orthogonal zur Förderrichtung
F seitlich verschiebt, so kann die Seitenkante 12 bei einer
Verschiebung in Richtung auf die mechanische Detektoreinheit 100 zu
mit der Rolle 104 in Kontakt treten und diese Rolle und
den daran angebrachten Stößel 102 gegen
die Rückstellkraft der
Feder 108 entlang der Längsrichtung
des Stößels 102 verschieben.
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Ein
in einem wassergekühlten
Gehäuse
angeordneter Initiator 110 detektiert diese Verschiebung
des Stößels 102 und
gibt als Detektionssignal beispielsweise eine Spannung aus, deren
Wert proportional zu einem Verschiebungsbetrag des Stößels 102 ist.
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Diese
herkömmliche
Detektoranordnung ist, da sie mechanisch arbeitet, aufwendig in
Herstellung und Installation und zudem relativ wartungsintensiv. Es
war bisher allerdings nicht möglich,
weniger wartungsintensive Detektoranordnungen zur Erfassung einer
seitlichen Verschiebung der Seitenkante eines Bandes einer Bandpresse
einzusetzen, da in unmittelbarer Nähe des Pressraums Temperaturen
von bis zu 250 °C
auftreten, und somit zumindest der in unmittelbarer Nähe des Bandes 10 befindliche
Teil der Detektoranordnung hochtemperaturbeständig sein muss.
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Es
ist demgegenüber
Aufgabe der Erfindung, eine Detektoranordnung für eine gattungsgemäße Vorrichtung
bereitzustellen, die einfacher zu installieren und weniger wartungsintensiv
ist als die herkömmliche,
mechanische Detektoranordnung.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung
bereit, bei der die Detektoranordnung eine im Pressraum angeordnete
Lichtschrankeneinheit, eine außerhalb
des Pressraums angeordnete Sensoreinheit und wenigstens einen die
Lichtschrankeneinheit und die Sensoreinheit verbindenden Lichtwellenleiter
umfasst.
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Diese
erfindungsgemäße Detektoranordnung
hat den Vorteil, dass eine berührungslose
Erfassung der Position der Seitenkante des Bandes möglich ist,
ohne dass temperaturempfindliche Bauteile in dem Pressraum oder
in der Nähe
des Pressraums angeordnet werden müssen, da in unmittelbarer Nachbarschaft
des Bandes nur die Lichtschrankeneinheit, die aus wenigstens einem
bei Temperaturen von bis zu 300 °C
betreibbaren Lichtwellenleiterkopf bestehen kann, sowie die ebenfalls
bei hohen Temperaturen betreibbaren Lichtwellenleiter angeordnet
werden müssen.
Die temperaturempfindliche Sensoreinheit hingegen kann mit ausreichendem
Abstand zum Pressraum angeordnet werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Lichtschrankeneinheit bzw. der
oder jeder Lichtwellenleiterkopf einen wenigstens zwei Lichtschranken
umfassenden Lichtschrankenarray umfassen. Hierdurch kann die Position
der Seitenkante des Bandes genauer erfasst werden, wobei die räumliche
Auflösung
der Detektoranordnung durch den seitlichen Abstand zweiter Array-Elemente
gegeben ist.
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Weiterhin
kann beiden Seitenkanten des Bandes eine Detektoranordnung zugeordnet
sein. Durch diese Redundanz kann die Zuverlässigkeit der Detektoranordnungen
verbessert werden, da eine Störung
einer Detektoranordnung sofort durch eine Inkonsistenz der Messwerte
beider Detektoranordnungen auffällt.
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Mit „Lichtschranken" im Sinne der Erfindung sind
hierbei sowohl Lichtschranken gemeint, die nach dem Reflexionsprinzip
arbeiten, als auch Lichtschranken, die nach dem Unterbrecherprinzip
arbeiten. Bei einer Reflexions-Lichtschranke
sind hierbei die Optik zur Auskopplung von Licht der Lichtquelle und
die Optik zur Einkopplung von Licht zum Sensor auf demselben Lichtwellenleiterkopf
angebracht, so dass das von dem zu detektierenden Objekt reflektierte
Licht von den Sensoren erfasst wird. Bei einer Unterbrecher-Lichtschranke
sind zwei Lichtwellenleiterköpfe
vorgesehen, bei denen jeweils die Optik zur Auskopplung von Licht
der Lichtquelle auf einem Lichtwellenleiterkopf und der Sensor auf
dem anderen Lichtwellenleiterkopf angeordnet sind, und das zu detektierende
Objekt zwischen die beiden Lichtwellenleiterköpfe geschoben wird.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Lichtschrankeneinheit
kann alternativ entweder nach dem Reflexionsprinzip arbeiten, welches
den Vorteil einer einfacheren Anordnung aufweist, da ein Lichtwellenleiterkopf
und ein Lichtwellenleiter entfallen können, oder sie kann nach dem
Unterbrecherprinzip arbeiten, und damit unabhängig von den Reflexionseigenschaften
des Bandes ein zuverlässiges Messergebnis
liefern.
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Bei
Einsatz eines Lichtschrankenarrays, d.h. einer Mehrzahl von einander
unmittelbar benachbarten Lichtschranken, besteht beispielsweise
in Folge von Streueffekten die Möglichkeit
des „Übersprechens" des vom Lichtemitter
einer Lichtschranke ausgehenden Lichts in den Lichtrezeptor einer
anderen Lichtschranke. Dies kann dazu führen, dass die beispielsweise
durch den Abstand benachbarter Lichtschranken gegebene, theoretisch
mögliche Ortsauflösung des
Lichtschrankenarrays in der Praxis nicht erreicht werden kann. Diesem
Problem kann beispielsweise dadurch entgegengewirkt werden, dass
wenigstens eine der Lichtschranken des Lichtschrankenarrays auf
Basis von Lichtimpulsen arbeitet, deren Dauer oder/und Phase sich
von jenen der Lichtimpulse wenigstens einer benachbarten Lichtschranke
unterscheidet. Unter der Phase eines Lichtimpulses wird dabei die
zeitliche Lage des Beginns oder/und Endes dieses Lichtimpulses relativ zur
zeitlichen Lage des Beginns oder/und Endes anderer Lichtimpulse
verstanden.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden rein exemplarisch am Beispiel
der beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Es zeigt:
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1a eine
schematische Darstellung des Aufbaus von bekannten Platten auf Holzbasis,
welche an wenigstens einer ihrer Oberflächen eine Funktionsschicht
aufweisen;
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1b eine
schematische Darstellung einer herkömmlichen Detektoranordnung
zum Erfassen der Position einer Seitenkante eines Bandes bei einer
Bandpresse zum Herstellen von Platten auf Holzbasis;
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2 eine
erfindungsgemäße Detektoranordnung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; under
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3 eine
erfindungsgemäße Detektoranordnung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 2 ersichtlich, umfasst die Detektoranordnung 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zwei als Lichtschrankenarrays dienende
Lichtwellenleiterköpfe 14, 16,
die jeweils unterhalb und oberhalb der Seitenkante 12 des
Stahlbandes 10 der (nicht dargestellten) Bandpresse angeordnet
sind, so dass die Seitenkante 12 des Bandes 10 in
den Bereich zwischen den Lichtschrankeneinheiten 14, 16 hineinragt.
Diese nach dem Unterbrecherprinzip arbeitenden Lichtschrankenarrays
sind mittels Lichtwellenleitern 18, 20, die vorzugsweise
jeweils ein Bündel
von Glasfasern umfassen, mit einem handelsüblichen optischen Sensorkopf 22 verbunden.
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Die
Lichtwellenleiter 18, 20 sind hierbei so bemessen,
dass der Sensorkopf 22 einen ausreichenden Abstand zum
Pressraum der Bandpresse aufweist, damit sichergestellt werden kann,
dass im Bereich des Sensorkopfes 22 die Temperaturen ca. 50 °C nicht überschreiten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind die Lichtleiter 18, 20 etwa 2 Meter lang.
Eine Halterung 24 fixiert die Lichtschrankeneinheiten 14, 16 in
den gewünschten
Positionen in der Nähe
der Seitenkante 12 des Bandes 10.
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Licht
von einer im Sensorkopf 22 angeordneten Infrarot-Lichtquelle,
beispielsweise einer LED, wird in die Glasfasern des Lichtwellenleiterbündels 20 eingekoppelt
und am anderen Ende des Lichtwellenleiterbündels 20 so ausgekoppelt,
dass in jedes Lichtschrankenarray-Element des Lichtwellenleiterkopfs 16 vorzugsweise
Licht gleicher Intensität
eingekoppelt wird. Aus dem Lichtwellenleiterkopf 16 treten
also in gleichmäßigen Abständen angeordnete Strahlen
in Richtung auf den anderen Lichtwellenleiterkopf 14 aus.
In Abhängigkeit
von der seitlichen Position des Bandes 10 werden einige
dieser Strahlen vom Band 10 absorbiert oder reflektiert,
so dass nur an den Positionen, an denen sich das Band 10 nicht befindet,
Licht am Lichtwellenleiterkopf 14 ankommt, und hier in
das Lichtwellenleiterbündel 18 eingekoppelt
wird.
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Ein
im Sensorkopf 22 angeordneter Infrarotlicht-Sensor erfasst
die Intensität
des aus dem Lichtwellenleiterbündel 18 ausgekoppelten
Lichts und kann dann aus dieser Intensität direkt die Position der Seitenkante 12 des
Bandes 10 in einer Richtung senkrecht zur Förderrichtung
F bestimmen, die proportional zur erfassten Lichtintensität ist. Alternativ können im
Sensorkopf 22 mehrere Infrarotlicht-Sensoren angeordnet
sein, so dass jeweils ein Sensor einem Array-Element des Lichtwellenleiterkopfes 14 entspricht,
und die Position der Seitenkante des Bandes 12 dann durch
die Einzelsignale der Sensoren bestimmt werden kann.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die Lichtschrankeneinheit nicht,
wie bei der ersten Ausführungsform, nach
dem Unterbrecherprinzip arbeitet, sondern nach dem Reflexionsprinzip
arbeitet. Hierbei sind gleiche Komponenten wie bei der vorangehend
beschriebenen ersten Ausführungsform
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, jeweils mit dem Zusatz „a".
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Bei
der nach dem Reflexionsprinzip arbeitenden Lichtschrankeneinheit
der zweiten Ausführungsform
sind nur ein einziger als Lichtschrankenarray dienender Lichtwellenleiterkopf 14a und
nur ein einziges Lichtwellenleiterbündel 18a erforderlich,
da hierbei das Licht erfasst wird, das vom Band 10 wieder
zurück
zum Lichtwellenleiterkopf 14a reflektiert wird, und somit
in separaten, nicht bereits zum Leiten von Licht von der Infrarot-Lichtquelle im Sensorkopf 22a zum
Lichtwellenleiterkopf 14a dienenden, Glasfasern desselben
Lichtwellenleiterbündels 18a wieder
zurück
zum optischen Sensorkopf 22a geleitet und dort zu dem oder
den Infrarotlicht-Sensoren
ausgekoppelt werden kann.
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Allerdings
ist es für
diese Reflexions-Lichtschrankeneinheit erforderlich, dass das Band 10 ein relativ
gutes Reflektionvermögen
aufweist, damit ein ausreichend starkes reflektiertes Signal bereitgestellt werden
kann, ohne dass allzugroße
Verluste aufgrund von Absorption und Streuung des auf das Band 10 auftreffenden
Lichtes auftreten.