DE102006009108A1

DE102006009108A1 - Verfahren und kontinuierlich arbeitende Presse zur Herstellung von Werkstoffplatten

Info

Publication number: DE102006009108A1
Application number: DE200610009108
Authority: DE
Inventors: Gernot Von Dr. Haas
Original assignee: Dieffenbacher GmbH and Co KG
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-30
Also published as: EP1825993A2; CN101104288B; EP1825993A3; CN101104288A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und Regelung des Pressspaltes einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse im Zuge der Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder ähnlichen Werkstoffplatten, wobei der Pressspalt über zwei endlos umlaufend geführte Stahlbänder definiert wird, die mittels eines Wälzkörperteppichs an Heizplatten abrollend abgestützt, und wobei die Heizplatten mittels Zylinderkolbenanordnungen verfahrbar und verbiegbar angeordnet sind. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine kontinuierlich arbeitende Presse zu schaffen um große Änderungen des Pressspaltes pro Meter Presslänge unter vollem spezifischem Druck bei Heizplattendicken über 100 mm zu ermöglichen. Die Änderung der Pressspaltweite von geringer zu großer Pressspaltweite und umgekehrt muss dabei online möglich sein ohne dabei plastische Deformationen der Heizplatte zu verursachen. Die Erfindung besteht darin, dass für eine longitudinale elastische Verformung einer Heizplatte zwischen zwei Auflagerpunkten mit einer maximal möglichen Biegelinie die Biegelinie auf die jeweils in den Auflagerpunkten der Heizplatte angelegte Tangente bezogen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder ähnlichen Holzwerkstoffplatten und Kunststoffplatten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine kontinuierlich arbeitende Presse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8.
Bei den bekannten kontinuierlich arbeitenden Presse nach DE 40 17 791 A1 , von der die Erfindung ausgeht, ist die obere Heizplatte für die Pressspalt-Einstellung höhenverstellbar und die untere Heizplatte mittels mehrerer in Reihen längs und quer zur Längsachse der Presse angeordneten Zylinderkolben-Anordnungen bzw. hydraulischen Stellgliedern verformbar, wobei der Pressbär aus mehreren Einzelholmen besteht, die elastisch und gegeneinander höhenverstellbar miteinander verbunden sind. Dabei gehört es zum Stand der Technik, dass eine derartige kontinuierlich arbeitende Presse zur Steuerung des Verfahrensablaufes den notwendigen Prozessablauf nachvollziehen kann, wie sie aus der bekannten Taktpressen-Technologie zur Herstellung von Spanplatten, MDF-Platten (mitteldichte Faserplatten) oder OSB-Platten (orientiert gestreuten Platten) bekannt ist. Der Verfahrensablauf für die Presskrafteinwirkung auf das Pressgut und die Entgasungszeit werden im Wesentlichen durch die longitudinale Verformung der Heizplatten entlang der Pressstrecke vollzogen. Bei kontinuierlich arbeitenden Pressen ist zusätzlich systembedingt die sphärische Verformung quer zur Pressstrecke notwendig, das heißt, mindestens eine der beiden Heizplatten muss zwischen Planebenheit (vornehmlich in der Kalibrierzone im Auslaufbereich der Pressstrecke, also dem Niederdruckbereich) und einer konvexen Geometrie (vornehmlich im Einlaufbereich der Pressstrecke, im Hochdruck- und im Mitteldruckbereich) verformbar sein, um in Abhängigkeit der Pressgutplattendicke, der Rohdichte sowie dem Feuchtegehalt des Pressgutes den minimalsten Pressfaktor bei optimalen physikalischen Prozessanforderungen an dem Pressgut selbst, wie Querzug- und Biegefestigkeit einsteuern zu können, dass heißt es ist erforderlich, entlang der Pressstrecke, längs und quer, unterschiedliche Spaltabstände zwischen der oberen und unteren Heizplatte einstellen zu können.
Gemäß den bekannten kontinuierlich arbeitenden Presse nach DE-PS 31 33 817 und DE-PS 39 14 105 erfolgt die sphärische Einwirkung auf das Pressgut zweidimensional mit der oberen Heizplatte. Die longitudinale Verformung erfolgt durch die hydraulischen Stellgliederreihen in jedem Pressenrahmen entlang der Pressstrecke, wobei die Verformbarkeit aufgrund der Bramme (mit einem Gegenheizsystem) durch die höhere Eigensteifigkeit systembedingt eingeschränkt ist. Die Querverformung erfolgt dabei im wesentlichen durch die Gegenheizung in der Bramme, wobei entlang der Pressstrecke die Gegenheiztemperaturen unterschiedlich eingestellt werden können, das heißt im vorderen Bereich wird gegenüber der Heizplattentemperatur zur Einsteuerung einer stärkeren konvexen Verformung mit geringeren Gegenheiztemperaturen gearbeitet.
Bei kontinuierlich arbeitenden Presse mit Unterkolben-Systemen; wie in DE 21 57 746 A1 , DE 25 45 366 A1 und DE 75 25 935 U1 , wird die untere Heizplatte wie bei dem vorher beschriebenen Oberkolbensystem zweidimensional verformt. Die Heizplatte ist relativ dünn und folglich sehr flexibel ausgeführt. Mittels der Vielzahl der hydraulischen Unterkolben können durch unterschiedlich eingeregelte Krafteinwirkungen in diesen Unterkolben pro Pressenrahmen konvexe Querverformungen bewirkt werden. Die Längsverformung für unterschiedliche Verdichtung oder Entgasungszustände des Pressgutes entlang der Pressstrecke wird durch veränderte Wegpositionen bewirkt. Die Ansteuerung für eine veränderte Längs- oder Querverformung kann im Online-Verfahren erfolgen. Allerdings nicht präventiv im Leerlauf vor Einlauf des Pressgutes, weil die Heizplatte nur kraftschlüssig liegend auf dem hydraulischen Plunger-Unterkolben-Teppich abgestützt ist. Nachteilig ist weiter, dass sich bei dieser Ausführung der unterschiedliche Pressspalt für das Pressgut zwischen der oberen und unteren Heizplatte nur durch die reaktiven Rückstellkräfte des mehr oder weniger plastischen Pressgutes bei gleichzeitiger Überwindung der Biege- und Beulsteifigkeit der unteren Heizplatte einstellen kann.
Mit DE 44 05 342 A1 ist eine kontinuierlich arbeitende Presse mit einer Steuerung der Presskraft bekannt, mit der es möglich ist entlang der Pressstrecke zwischen der oberen und unteren Pressheizplatte längs und quer, eine Veränderung der Pressspalt-Abstände sowohl im Leerlastbetrieb vor Einlauf des Pressgutes (Anfahrbetrieb) als auch bei Lastbetrieb während der Produktion im Online-Verfahren in wenigen Sekunden hydro-mechanisch einzusteuern bzw. einzuregeln. Die dazu gefundene Lösung hat sich in der Praxis bewährt. Wesentlicher Teil dieser Lösung ist die elastischkraftschlüssige Aufhängung bzw. Verbindung der oberen Pressheizplatte mit dem oberen flexibel hydro-mechanisch steuerbaren Pressbär und der unteren Pressheizplatte mit dem unteren stationären Presstisch, auf dem mittig zur konvexen Biegeverformung quer pro Pressenständer bzw. Pressengestellkonstruktion ein oder mehrere hydraulische Kurzhubplungerzylinder angeordnet sind. In dieser kontinuierlich arbeitenden Presse kann die longitudinale Biegeverformung der oberen Heizplatte in den Entlastungsabschnitt b + c + d der Pressstrecke L, insbesondere wie bei der Faserplattenherstellung (MDF) notwendig mit steilen Verformungsgradienten (Dekompressionswinkel β₁ und Kompressionswinkel β₂) mittels der mechanischen Stellmechanismen hydraulisch an jedem beliebigen Pressenabschnitt entlang der Pressstrecke L eingesteuert werden, der kostenmäßige Aufbau dieser mechanischen Stellmechanismen ist jedoch erheblich.
Die DE 196 22 197 A1 lehrt ein Verfahren zur Steuerung der Presskraft bei einer kontinuierlich arbeitenden Presse, dass unter Reduktion der maximalen Presskraft, die Pressspaltänderung pro Meter Presslänge erhöht werden kann. Dabei wird bei einer Reduzierung der spezifischen Presskraft von Maximal gegen Null die Einstellkraft für die Longitudinalverformung der Pressheizplatten entsprechend erhöht bzw. bei einer Erhöhung der spezifischen Presskraft von Null gegen Maximal die Einstellkraft für die Longitudinalverformung der Pressheizplatte entsprechend erniedrigt. Durch diese Anwendung wird eine Vergrößerung des Longitudinalverformungsgradienten der jeweiligen Heizplatten erreicht, die sich ungefähr bei einer Verdoppelung gegenüber dem Stand der Technik einstellt. Zudem muss hierbei der spezifische Druck reduziert werden um die größeren Pressspaltänderungen einrichten zu können. Neben dem kostspieligen Aufbau der mechanischen Stellmechanismen besteht aber trotzdem noch die Gefahr, dass die Heizplatte nicht mehr im elastischen Bereich verformt wird, sondern die Zug- und Druckspannungen in der Heizplatte in Längsrichtung über die Dicke der Heizplatte über den materialbedingten Grenzwert ansteigen. Dabei spielt neben der Kraft- und Wärmeübertragung auch die Biegespannung in der Heizplatte eine große Rolle. Je nach Stahltyp kann der Spannungsgrenzwert dazu noch variieren. Wird die Spannung über den Grenzwert erhöht, können plastische Dehnungen auftreten und die Heizplatte irreversibel schädigen. Für einen Austausch von Heizplatten in einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse sind aber nicht nur eine hohe Zahl an Mannstunden erforderlich, auch der Produktionsausfall bei einer Hochleistungspresse ist erheblich.
Als Grenzwert aus der Praxis gilt für die Heizplatten eine Längsspannung von 120 N/mm²-200 N/mm² bei einer Temperatur von etwa 270 °C.
Der maximale spezifische Druck der bei der Werkstoffplattenherstellung notwendig sein kann beträgt je nach Druckzone der kontinuierlich arbeitenden Presse zwischen 2 N/mm² und 6 N/mm². Die vertikale Verbiegung bzw. die zulässige Verformung der Heizplatte unter vollem spezifischem Druck bei einer durchzuführenden Änderung der Größe des Pressspaltes ist in Längsrichtung durch die maximalen Zug-/Druckspannungen auf der Blechseite (Abstützung) und Zug-/Druckspannungen auf der Pressgutmattenseite in der Heizplatte begrenzt.
Die größte Veränderung des Pressspaltes und damit die stärkste Verformung der Heizplatten ist bei der MDF Herstellung im hinteren Bereich erforderlich. Bei der Herstellung von dicken Span- und OSB-Platten (orientiert gestreuten Platten) ist eine starke Veränderung des Pressspaltes im vorderen Pressenteil in der Hochdruckzone notwendig.
Es besteht die Gefahr, dass bei der Herstellung dicker Werkstoffplatten hoher Dichte nach der ersten Verdichtung im Einlaufbereich der kontinuierlich arbeitenden Presse zu hohe spezifische Gegenkräfte aus dem Pressgut auf die Heizplatten wirken und damit Druckspannungen in vertikaler Richtung entstehen. Üblicherweise wird bei derartigen Vorfällen eine Not-Abschaltung der kontinuierlich arbeitenden Presse eingeleitet und die Presse zur Druckentlastung geöffnet. Bei der Produktion von dicken Werkstoffplatten – also Dicken über 40 bis 120 mm – dauert die Erwärmung der Pressgutmattenmitte sehr lange, so dass zum Teil bis zur Hälfte der vollständigen Presslänge die Pressgutmatte verdichtet werden muss. Dabei müssen Veränderungen des Pressspaltes von 5 mm/m Presslänge unter vollem spezifischem Druck möglich sein. Mit herkömmlichen Steuer- und Regeleinrichtungen sind solche Änderungen des Pressspaltes bei Heizplatten einer Dicke von mehr als 120 mm, meist bis zu 150 mm, nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine kontinuierlich arbeitende Presse zu schaffen um große Änderungen des Pressspaltes pro Meter Presslänge unter vollem spezifischem Druck bei Heizplattendicken über 100 mm zu ermöglichen. Die Änderung der Pressspaltweite von geringer zu großer Pressspaltweite und umgekehrt muss dabei online möglich sein ohne dabei plastische Deformationen der Heizplatte zu verursachen.
Die Lösung dieser Aufgabe für das Verfahren besteht im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1. Die Lösung dieser Aufgabe für eine kontinuierlich arbeitende Presse zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 7 angegeben.
Die wesentliche Lehre der Erfindung zeigt, dass eine Änderung des Pressspaltes mit der so genannten Progressionsverformungsberechnung um ein Vielfaches gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden kann. Beispielsweise beträgt die maximal mögliche Längsverformung bei einer 130 mm dicken Heizplatte unter 5 N/mm² spezifischem Druck ca. 2 mm pro Meter. Durch Anwendung des Verfahrens kann aber schon nach 4 m Presslänge bei einer progressiven Verformung 7 mm Pressspaltänderung pro m Presslänge erreicht werden. Damit kann die Pressspaltänderung pro Meter Presslänge deutlich erhöht werden, ohne dass die Heizplatte zu hohe Spannungen erfährt. Dies ermöglicht die Verwendung von dicken und damit unflexiblen Heizplatten und damit die Erhöhung des Stegabstandes der Pressenrahmen in Längsrichtung. Es ergibt sich damit keine unerwünschte Durchbiegungen der Heizplatte zwischen den Stegen mit einer entsprechenden Pressspalterhöhung, bei einem hohen spezifischen Pressdruck.
Durch die progressive Verformung treten in der Heizplatte unter dem Stegblech Druckspannungen und auf der Rollstangen- bzw. Stahlbandseite Zugspannungen in Längsrichtung (Produktionsrichtung) auf. Je nachdem ob sich die Heizplatte unter dem Stegblech oder zwischen zwei Stegblechen befindet, ändert sich die Höhe der Zugspannungen in Längsrichtung. Die größte Zugspannung tritt dabei unter den Stegblechen auf. Die Änderung der Zugspannung in Längsrichtung wird aber mittels der progressiven Verformung relativ gering gehalten, so dass die Spannungen immer unter den zulässigem Grenzwert liegen. Gleichzeitig wird aber die maximal mögliche Verbiegung und damit eine hohe Änderung des Pressspaltes pro Meter Pressenlänge ermöglicht. Damit ergibt sich bei einer elastischen Anbindung der Heizplatte an das Stegblech und einer progressiven Heizplattenverformung trotzdem ein sicheres Betreiben der Anlage.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:
1 in vollständiger Seitenansicht eine kontinuierlich arbeitende Presse zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine schematische Schnittansicht durch die kontinuierlich arbeitende Presse nach 1,
3 einen Ausschnitt aus der Seitenansicht nach 1,
4 ein Diagramm mit einer progressiven Änderung des Pressspaltes bei einer kontinuierlich arbeitenden Presse und
5a und b zur Darstellung der Längsspannungen in einer Heizplatte bei einer ebenen und einer progressiven Anwendung,
6 eine beispielhafte Ansicht der Biegeverformung einer Heizplatte mit jeweils zwei fest verbundenen aber unbeweglichen Auflagern,
7 eine beispielhafte Ansicht der Biegeverformung einer Heizplatte mit jeweils zwei fest verbundenen aber im Gegenlager beweglichen Auflagern,
8 zeigt in Seitenansicht die elastische Anbindung einer Heizplatte an ein Stegblech.
Die kontinuierlich arbeitende Presse 1 für das Verfahren nach der Erfindung besteht nach der Zeichnung in ihren Hauptteilen aus dem Presstisch 8 und den, für die Pressspalteinstellung wirkenden, vertikal beweglichen Pressbär 9 und den sie formschlüssig verbindenden Zuglaschen 14. An den Stirnseiten von Presstisch 9 und Pressbär 8 sind Umlenktrommeln 4 und 5 und Antriebstrommeln 6 und 7 für die oben und unten umlaufenden endlosen Stahlbänder 2 und 3 vorgesehen. Die aus den Stegblechen 18 und 19 herausragenden Ansätze bzw. Auskragungen wirken als Widerlager zum Heben und Senken des Pressbärs 8, wobei Hauptzylinder-Kolbenanordnungen 10 in Öffnungen 21 der Zuglaschen 14 angeordnet sind. Die Zuglaschen 14 sind wiederum mit den unteren Stegblechen 19 des Presstisches 9 kraftschlüssig verbunden.
Aus der 1 ist weiter zu entnehmen, wie die Umlenktrommeln 4 und 5 den Einlaufspalt im Einlauf der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 in Produktionsrichtung 17 bilden. Es wurde darauf verzichtet im Einzelnen darzustellen, wie sich die mit den Stahlbändern 2 und 3 um Presstisch 2 und Pressbär 3 geführten Rollstangen gegen die Heizplatten 12 und 13 abstützen. Dies ist aus der einschlägigen Literatur und dem oben genannten Stand der Technik bereits bekannt. Die umlaufenden Rollstangen, als Beispiel für eine rollende Abstützung, sind zwischen den Heizplatten 12 und 13 und den Stahlbändern 2 und 3 mitrollend angeordnet und werden üblicherweise mit außenseitig angeordneten mitlaufenden Laschenketten (nicht dargestellt) geführt. Das Pressgut bzw. eine gestreute Pressgutmatte wird mit den von den Antriebstrommeln 6 und 7 angetriebenen Stahlbändern 2 und 3 durch den Pressspalt 22 gezogen und zu Platten gepresst. Die hydraulischen Multipot-Zylinder 11 sind als Kurzhubzylinder mit Kurzhubkolben unterhalb der Heizplatte 13 angeordnet und stützen sich auf Stützbleche der unteren Stegbleche 19 ab. Üblicherweise werden zwei Stegblechanordnungen bestehend aus zwei Stegblechen 18 des Pressbärs 8, den korrespondierenden Stegblechen 19 des Presstisches 19 mit den verbindenden Zuglaschen 14 als ein Pressenrahmen 23 zusammengefasst. Ein Pressenrahmen 23 wird dabei auf dem Fundament oder einem Rahmen mittels eines Rollradsegmentes 20 beweglich gelagert. Während des Betriebes bringen die Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 den notwendigen Pressdruck auf um einen definierten Pressspalt 22 einzustellen in dem mittels Druck und über die Heizplatten 12 und 13 eingebrachte Wärme das Pressgut zu Werkstoffplatten verpresst wird. Dabei sind die oberen Heizplatten 12 über eine Heizplattenaufhängung zusätzlich an den oberen Stegblechen 18 des Pressbärs 8 angelenkt. Die Heizplattenaufhängungen besteht dabei aus einer Zylinderkolbeneinheit 26, die die Heizplatte 12 über eine Zugstange 16 gegen das Stegblech 18 zieht. Diese elastischen Heizplattenaufhängungen können aber auch als Zugseile mit Tellerfedern oder Blattfedern ausgeführt sein. Die mögliche Krafteinleitung durch die Heizplattenaufhängung muss dabei so groß sein, dass eine progressive Verbiegung möglich ist. Diese elastische Anbindung der Heizplatte 12 gegen das Stegblech 18 dient auch zur Erhöhung der Betriebssicherheit der kontinuierlich arbeitenden Presse 1, denn bei einem Ausfall der Wegsensorik an den Stegblechen 18/19 oder an einem Pressenrahmen 23 schaltet unter Umständen die Regelungsautomatik diesen Bereich auf Öffnen. Dann drücken die Rücktreibzylinder 15 die Stegbleche 18/19 oder den Pressenrahmen 23 so weit auseinander. Dies kann sogar dazu führen, dass sich die Stegbleche 18/19 von den Heizplatten 12/13 ablösen. Dies würde in diesem Bereich der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 zu einer unkontrollierten Aufbiegung der Heizplatten 12/13 bis hin zu einer plastischen Verformung oder Zerstörung der betroffenen Maschinenelemente führen, da die zulässige Stützweite der Heizplatten 12/13 plötzlich überschritten wird.
Zur Einstellung des Pressspaltes 22 sind an den außenseitigen Auskragungen der Stegbleche 18 und 19 Rücktreibzylinder 15 angeordnet sind. Über die Rücktreibzylinder 15 werden die Stegbleche 18 entgegen der Wirkungsrichtung der Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 verschoben und erweitern so den Pressspalt 22. Dabei werden die oberen Heizplatten 12 über die Heizplattenaufhängung ebenfalls mit nach oben geführt.
Um die Verbiegungen der Heizplatten 12 und/oder die Veränderungen des Pressspaltes 22 messtechnisch zu erfassen und regelungstechnisch weiterverarbeiten zu können ist zwischen jedem korrespondierenden bzw. gegenüberliegendem Stegblech 18/19 ein Wegmeßsystem angeordnet. Die Messwerte der verformten Heizplatte 12 werden mittels eines Diagnoseprogramms überprüft und anhand der longitudinalen Verformung der Heizplatte 12 zwischen zwei Auflagerpunkten mit der maximal möglichen Biegelinie verglichen. Dabei wird um eine progressive Verformung der Heizplatte 12 über mehrere Stegbleche 18 zu erreichen, die nächste Biegelinie auf die jeweils in den Auflagerpunkten der Heizplatte 12 angelegte Tangente bezogen.
Um dieses Verfahren zu verdeutlichen ist in 4 die progressive Verformung der Heizplatte 12 je Stegblech 18 mit einer Verformungslinie 25 in ein Koordinatensystem übertragen. Die Ordinate zeigt die Öffnung des Pressspaltes in mm und die Abszisse einen Bereich Pressstrecke in Produktionsrichtung 17 mit einem Einlaufgelenksystem (G0 bis G2). Der Kontakt der Pressgutmatte mit dem oberen Stahlband erfolgt üblicherweise bei diesem System zwischen G0 und G1. In einem Einlaufgelenksystem sind in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Einlaufheizplatten (nicht dargestellt) mittels Gelenken verbunden und führen das Pressgut nach dem ersten Kontakt mit den Stahlbändern mittels einer Keilverdichtung in die kontinuierlich arbeitende Presse 1 ein. Je nach Ausführung wird nach dem Einlaufgelenksystem an einem Gelenk (G2) an eine Heizplatte 12 übergeben, die über die mehrere Stegbleche 18 (18/0, 18/1...18/n) hinweg progressiv verbogen ist. Zur Verdeutlichung der progressiven Krümmung der Heizplatte 12 findet sich die Linie 25 im Bereich G2 bis 18/3. An den Auflagerpunkten 18/0, 18/1, 18/2 der Stegbleche 18 an den Heizplatten 12 ist jeweils die Tangente 24 angetragen, die zur Berechnung der möglichen maximalen Biegelinie der Heizplatte 12 verwendet wird. Im vorliegenden vereinfachten Diagramm wird die Heizplatte 12 von der in der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 eingestellten Enddicke des Produktes (Ordinate = 0) ab dem Auflagerpunkt 18/3 zur Vergrößerung des Pressspaltes 22 in Richtung Presseneinlauf aufgebogen. Dabei beträgt die Aufbiegung den Wert Δx (bezogen auf einen Wert Δy = Auflagerabstand), der sich mittels der Lehre der Technischen Mechanik und der Festigkeitslehre so berechnen lässt, dass die Heizplatte 12 keine plastische Verformung erfährt und die Dauerfestigkeit ebenfalls in den notwendigen Bereichen erhalten bleibt. Begrenzt wird Δx im Wesentlichen durch die Druckspannungen längs in der Heizplatte 12 unter dem Stegblech 18. Die Anbindung der Heizplatte 12 an das Einlaufgelenksystem in Punkt G2 mittels einem Gelenk vermeidet eine sonst notwendige Rückbiegung der Heizplatte 12 an der Stelle des Punktes G2. Anstatt einem Einlaufgelenksystem kann natürlich eine dünnere Heizplatte hoher Flexibilität Anwendung finden, die stärker elastisch gebogen werden kann. Dies ist dadurch möglich, dass im Einlaufbereich keine so hohen Drücke benötigt werden, da die Pressgutmatte normalerweise aus locker gestreutem Pressgut besteht und im Einlaufbereich die vorhandene Luft oder Gasgemische aus dem Pressgut herausgedrückt wird.
Um eine progressive Longitudinalverformung der Heizplatte 12 ohne plastische Verformung und Schädigungen zu ermöglichen, wird die aktuelle Longitudinalverformung der Heizplatte 12 je Längeneinheit im aktuellen Produktionsbetrieb zwischen zwei Auflagerpunkten an den Stegblechen 18 durch geeignete Messaufnehmer ermittelt und ständig mit den vorgegebenem Pressspaltprofil verglichen, damit bei möglichen Abweichungen die Longitudinalverformung je Längeneinheit nachgeregelt werden kann. So werden auch die Grenzwerte der Produktion überwacht um im Notfall schnell eingreifen zu können. Die notwendigen Führungsgrößen für die Regelkreise ergeben sich aus dem zu verpressenden Gut, dem anzuwendenden Produktionsablauf, der zu produzierenden Enddicke des Produktes und anderen Parametern. Die Wegmesssysteme zur Aufnahme der Verformung der Heizplatten 12 können als Wegaufnehmer am Heizplattenrand, an den seitlichen Rücktreibzylindern 15 und/oder an den Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 angeordnet sein.
Die Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 weisen zur Ermöglichung der progressiven Verbiegungen der Heizplatte 12 ein Dichtungsspiel auf. Damit ist gewährleistet, dass bei Verschiebungen durch die progressive Verbiegung der Heizplatte 12 keine Spannungen in den Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 auftreten und die progressive Verbiegung reibungslos möglich ist. Bei extremen Verbiegungen können die Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 zusätzlich in Längsrichtung drehbar gelagert sein. Aber auch die Stegbleche 18 können sich in Grenzen bewegen und die Verbiegungen der Heizplatten 12 und damit verbundene Verschiebungen der Auflagerpunkte ausgleichen.
5a soll die üblichen longitudinalen Spannungsverhältnisse an den Oberflächenseiten ein den Heizplatten 12 und 13 im normalen Betriebszustand ohne Verbiegung darstellen. Dazu sind beidseits der neutralen Faser 28 für die Spannungsart Druck ein D und für die Spannungsart Zug ein Z eingetragen. Zwischen zwei Auflagerpunkten durch die Stegbleche 18 oder 19 ändern sich die Belastung durch die zusätzlich eintretenden Kraftvektoren 27 der abrollenden Rollstangen 29. Bei einer Verbiegung der oberen Heizplatte 12, dargestellt in 5b, ändern sich die longitudinalen Spannungsverhältnisse in der oberen Heizplatte 12 dergestalt, dass auf der Seite der Stegbleche 18 nur noch Druckspannungen longitudinal herrschen und auf der Seite der Rollstangen 29 nur noch Druckspannungen vorhanden sind.
In der nicht maßstabsgetreuen 6 ist eine beispielhafte Ansicht der Biegeverformung einer Heizplatte 12 mit jeweils zwei fest verbundenen aber unbeweglichen Pressenrahmen 23 angedeutet. Dadurch, dass jeweils zwei Stegbleche 18 durch eine unbewegliche Hauptzylinderkolbenanordnungen 10 beaufschlagt werden, ergibt sich beim Öffnen der Presse eine treppenartige Verformung der Heizplatte 12. Eine derartige Verformung ist nicht nur hinsichtlich der Stahlband- und Rollstangenführung problematisch, sondern ergibt auch eine überaus starke Beeinflussung der Dauerfestigkeit der Heizplatten 12. Besonders die Wendepunkte der Treppensteigung zwischen zwei Pressenrahmen 23 ergeben hinsichtlich der wechselnden Biegespannungen extreme Auswirkungen auf die Dauerfestigkeit der Heizplatte 12. Auch die Dauerbruchgefahr erhöht sich signifikant, schließlich wird die Heizplatte 12 durch die abrollenden Wälzkörper bzw. Rollstangen belastet, die longitudinal wandernde Linienpressungen auf die Heizplatten ausüben und so eine schwingende Druckbelastung in die Heizplatten 12 einbringen, die die wechselnden Zug- und Druckspannungen (vgl. 5) überlagern.
In der ebenfalls nicht maßstabsgetreuen 7 ist eine beispielhafte Ansicht der Biegeverformung einer Heizplatte 12 mit jeweils zwei fest verbundenen aber im Gegenlager (Hauptzylinderkolbenanordnungen 10) beweglichen Auflagern dargestellt. Es ergibt sich keine treppenartige Verbiegung der Heizplatte 12. Damit minimieren sich auch die wechselnden Zug- und Druckspannungen longitudinal bzw. die wechselnden Belastungen enden ganz und weichen einer reinen schwingenden Druckbelastung auf der Stegblechseite der neutralen Faser 28 der Heizplatte 12. Dementsprechend stellen sich reine Zugbeanspruchungen longitudinal auf der Seite der Rollstangen der neutralen Faser 28 in der Heizplatte 12 ein.
Mit 8 ist die elastische Aufhängung der Heizplatte 12 über Zugstange 16 und einer Zylinderkolbeneinheit dargestellt. Dabei ist die Zugstange 16 drehbar an einem angeschweißten Auflager 31 an der Heizplatte 12 angelenkt. Anstatt eines Zylinderkolbeneinheit können auch Tellerfedern oder Blattfedern zur elastischen Anbindung der Heizplatte 12 an das Stegblech 18 verwendet werden. Natürlich kann diese Aufgabe auch noch durch andere Maschinenelemente gelöst werden. Für eine thermische Isolierung der Heizplatte 12 von den Stegbleche 18 ist ein Gleitlager 30 eingefügt, das zusätzlich bei thermisch bedingten Verformungen oder bei Verbiegungen der Heizplatten 12 eine leichte Verschiebung der Stegbleche 18 zu den Heizplatten 12 ermöglicht. Die Stegbleche 18/19 werden üblicherweise im Hochdruckbereich in einem Abstand von 400 mm angeordnet. Im Niederdruckbereich der kontinuierlich arbeitenden Presse 1, normalerweise gegen Ende des Pressbereichs kann der Abstand der Stegbleche 18/19 durchaus 800 mm und mehr betragen. In letzterem Falle ist es natürlich sinnvoll die Stegbleche 18/19 jeweils mit einer eigenen Hauptzylinderkolbenanordnung anzusteuern und nicht zwei oder mehr Stegbleche 18/19 zu einem Pressenrahmen 23 zusammenzufassen. In den neuesten Entwicklungen der Holzwerkstoffplattenindustrie ist mittlerweile die Dünnplattenproduktion unter 8 mm bis zu 0,5 mm Enddicke der Platten sehr gefragt. Die Dünnplattenproduktion zeichnet sich dabei durch sehr hohe Produktionsgeschwindigkeiten aus, da die Platten nicht überhitzt aus der kontinuierlich arbeitenden Presse ausfahren sollen und der Wärmeeintrag reguliert werden soll. Bei derartigen Pressen kann es sinnvoll sein den Pressenauslauf mit progressiv einsteuerbaren Heizplatten zu versehen, die es ermöglichen das Pressgut oder die fertige Dünnplatte bereits früh von den heißen Stahlbändern zu lösen um den Wärmeintrag zu reduzieren. Gleichzeitig können natürlich auf einer derartigen Presse auch Produktionen für Dickplatten gefahren werden, wobei die progressive Öffnung des Pressenauslaufes nicht zum tragen kommt, da in der Dickplattenproduktion möglichst viel Wärme in den Plattenstrang eingetragen werden soll. Bei der MDF-Plattenherstellung kann eine progressive Verformung der Heizplatten im Niederdruckbereich im hinteren Teil der Presse von Bedeutung sein um hier Entlastungs- und Ausdampfungsvarianten der Pressgutmatte zu fahren, wobei hier je nach Bedarf ein Gelenk angeordnet sein kann. Die Gelenke können auch dergestalt ausgeführt sein, dass sie gesperrt werden können und so als ein starrer Übergang zu den anderen Heizplatten verwendet werden kann. In dieser Ausführungsform ergeben sich eine Vielzahl von einsteuerbaren Pressdruckprofilen über die Produktionslänge bzw. Presslänge der kontinuierlich arbeitenden Presse.

1: kontinuierlich arbeitende Presse
2: Stahlband oben
3: Stahlband unten
4: Umlenktrommel
5: Umlenktrommel
6: Antriebstrommel
7: Antriebstrommel
8: Pressbär
9: Presstisch
10: Hauptzylinderkolbenanordnung
11: Multipot-Zylinder
12: Heizplatte (8)
13: Heizplatte (9)
14: Zuglaschen
15: Rücktreibzylinder
16: Heizplattenaufhängung
17: Produktionsrichtung
18: Stegblech (8)
19: Stegblech (9)
20: Rollradsegmente
21: Öffnungen
22: Pressspalt
23: Pressenrahmen
24: Tangente
25: Verformungslinie (12/13)
26: Zylinderkolbeneinheit
27: Kraftvektoren der Rollstangen
28: neutrale Faser
29: Rollstangen
30: Gleitlager
31: Lager

Claims

Verfahren zur Steuerung und Regelung des Pressspaltes einer kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse im Zuge der Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder ähnlichen Werkstoffplatten aus in den Pressspalt einlaufenden Pressgutmatten, wobei die kontinuierlich arbeitende Doppelbandpresse die Pressgutmatte in einem Pressspalt über die Pressstrecke mit Druck und Wärme aushärtet, wobei der Pressspalt über zwei endlos umlaufend geführte Stahlbänder definiert wird, die mittels eines Wälzkörperteppichs an Heizplatten abrollend abgestützt, und wobei die Heizplatten mittels Zylinderkolbenanordnungen verfahrbar und verbiegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass für eine longitudinale elastische Verformung einer Heizplatte zwischen zwei Auflagerpunkten mit einer maximal möglichen Biegelinie die Biegelinie auf die jeweils in den Auflagerpunkten der Heizplatte angelegte Tangente bezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Wert der Longitudinalverformung der Heizplatte je Längeneinheit im aktuellen Produktionsbetrieb zwischen zwei Auflagerpunkten am Pressenrahmen durch geeignete Messaufnehmer ermittelt wird und ständig mit den vorgegebenem Pressspaltprofil verglichen wird und wenn notwendig die Longitudinalverformung je Längeneinheit nachgeregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der Heizplatten über Wegaufnehmer am Heizplattenrand, an den seitlichen Rücktreibzylindern und/oder an den Hauptzylinderkolbenanordnungen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vereinfachung des Messaufbaus zwei Stegbleche zu einem Pressenrahmen zusammengefasst werden und in der jeweils in der Mitte jedes einzelnen Pressenrahmens Wegaufnehmer angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Wegaufnehmer in einer Regelschaltung umgerechnet werden um die Tangenten und die Biegelinien der Heizplatten bezogen auf die beiden Auflagerlinien der Stegbleche eines Pressenrahmens zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Produktionsrichtung der Übergang zwischen Einlaufgeometrie und den Heizplatten mittels einem gelenkartigen Übergang erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen progressiv verformten Heizplatten zu normal angestellten Heizplatten mittels einem Gelenk erfolgt.
Kontinuierlich arbeitenden Doppelbandpresse für die Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder ähnlichen Werkstoffplatten aus in den Pressspalt einlaufenden Pressgutmatten, wobei die kontinuierlich arbeitende Doppelbandpresse die Pressgutmatte über die Pressstrecke mit Druck und Wärme aushärtet und wobei der Pressspalt über zwei endlos umlaufend geführte Stahlbänder definiert wird, die mittels eines Wälzkörperteppichs an Heizplatten abrollend abgestützt sind, und wobei die Heizplatten mittels Zylinderkolbenanordnungen verfahrbar und verbiegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet dass die Hauptzylinderkolbenanordnungen (10) in den Zuglaschen (14) zwischen Kolben und Zylinder Dichtungsspiel aufweisen und/oder in Produktionsrichtung (17) drehbar gelagert sind und dass für jedes korrespondierende Stegblech (18/19) oder jeden Pressenrahmen (23) Wegmessaufnehmer angeordnet sind
Kontinuierlich arbeitende Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur elastischen Anbindung der Heizplatten (12/13) an die Stegbleche (18/19) Blattfedern angeordnet sind.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur elastischen Anbindung der Heizplatten (12/13) an die Stegbleche (18/19) Zylinderkolbeneinheiten (26) angeordnet sind.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur elastischen Anbindung der Heizplatten (12/13) an die Stegbleche (18/19) Zugseile mit Tellerfedern angeordnet sind.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Wegaufnehmer nur in der Mitte zwischen zwei Stegblechen (18/19) angeordnet sind.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Wegaufnehmer am Heizplattenrand, an den seitlichen Rücktreibzylindern (15) und/oder an den Hauptzylinderkolbenanordnung (10) angeordnet sind.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach den Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatten (12) eine Dicke von über 100 mm aufweisen.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach den Ansprüchen 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufgeometrie mit einem Gelenk an die Heizplatten (12/13) angelenkt ist.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach den Ansprüchen 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anbindung von progressiv zu verbiegenden Heizplatten (12/13) zu den vor oder nachstehenden Heizplatten ein Gelenk angeordnet ist.
Kontinuierlich arbeitende Presse nach den Ansprüchen 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung zwischen progressiv zu verbiegenden Heizplattenbereichen und nicht verbiegbaren Heizplattenbereichen ein Gelenk angeordnet ist.