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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Pressgutmatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9
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Bei der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigen Materialien wird ein Gemisch aus Partikeln oder faserigen Stoffen und einem Bindemittel zu einer Streugutmatte auf einem Form- oder Förderband gestreut, wobei die Streugutmatte anschließend ggf. einer nötigen Vorbehandlung und schließlich einer Verpressung zugeführt wird. Die Verpressung kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels Druck und Wärme erfolgen. In der Regel handelt es sich dabei um MDF-Platten, bestehend aus mitteldichten Fasern, oder um OSB-Platten aus orientiert gestreuten Spänen. Die Streuung erfolgt je nach Bedarf in einer oder mehreren Lagen, wobei die Notwendigkeit für mehrere Lagen üblicherweise bei der Herstellung dickerer Platten auftritt. Aber auch bei der Dünnplattenherstellung können unterschiedliche Lagen gewünscht sein, besonders wenn speziell differenzierte Anforderungen zwischen der Mittelschicht und den Deckschichten bestehen sollen. Es hat sich in den letzten Jahren herauskristallisiert, dass mehrere wesentliche Faktoren den Kubikmeterpreis einer Werkstoffplatte definieren, auf die der jeweilige Produzent wenig bis gar keinen Einfluss hat: Dies wären die Energiekosten (Strom, Öl, Gas), Materialkosten (Holz und Leim) und Anlagenkosten (Maschinen, Personal). Ein Werkstoffplattenhersteller muss, um am Markt zu bestehen, die steigenden Energiekosten und die steigenden Materialkosten möglichst durch günstigen Einkauf niedrig halten. Auch beim Leim ist der Werkstoffplattenproduzent in der Regel von wenigen Leimherstellern abhängig, die ähnliche Preise verlangen. Durch den steigenden Rohstoffbedarf auf dem Weltmarkt im Allgemeinen und den für Holz im Einzelnen werden auch diese Rohstoffkosten immer teurer. Die Produzenten sind nun gezwungen, bei möglichst gleich bleibenden Kosten für den Kunden den Produktionsprozess kostengünstiger zu gestalten. Nebenbei sind die Werkstoffplattenhersteller mit ihren Anlagen aus wirtschaftlichen Gründen gezwungen, nicht nur bei den Anlagenkosten und während des Betriebes möglichst viele Einsparungsmöglichkeiten auszuschöpfen, sondern auch einen möglichst flexible und hochwertige Produktionsmöglichkeiten anzubieten, um ihre Herstellungsanlage voll auszulasten und möglichst einen 24-Stunden/7-Tage Betrieb sicherzustellen. All dies bedingt, dass eine Großanlage heutzutage in folgenden Kernpunkten eine hohe Flexibilität aufweisen muss, um langfristig mit Aufträgen ausgelastet zu sein: – Verarbeitung einer möglichst großen Bandbreite an Rohstoffen, möglichst aus dem direkten Umfeld der Anlage (Holz, Abfälle ...), – Herstellung von Kleinchargen, Nischenprodukten und vom Kunden gewünschte spezielle Dichteprofile und damit einhergehend eine schnelle und problemlose Online-Umstellung der Produktpalette, – Sicherstellung einer optimalen Flächengewichtsverteilung über Länge und Breite des Produktes und – eine optimale Dickentoleranz zur Vermeidung von unnötigem Abschliff in der Endfertigung.
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Das in der Industrie derzeit machbare hinsichtlich einer optimalen Flächengewichtsverteilung bei mechanischen Streuköpfen und der Herstellung von dünnen MDF-Platten einer Dicke von 3 mm liegt im Bereich von +/–3,5%. Bei der Herstellung von 8 mm dicken Fußbodenpanelen ergibt sich eine Abweichung der Flächengewichtsverteilung über die Plattenbreite von +/–2,5%. Bei der Standartproduktion von 16 mm dicken MDF-Platten verbessert sich das Ergebnis auf +/–2,0%. Diese erhobenen Daten sind bezogen auf 100 mm × 100 mm Proben, das entspricht einem Rastermaß für eine wirtschaftlich betreibbare Messvorrichtung für die Dichte bzw. des Flächengewichts über die Breite einer Pressgutmatte. Die Abweichungen finden sich also im unteren Punktebereich, aber es muss hierzu festgehalten werden, dass bei einer Abweichung von 2 bis 3,5% eine Schwankungsbreite von etwa 7% vorliegt, die jedem Anlagenbetreiber und -hersteller ein Antrieb sein muss, diese Schwankungsbreite zu minimieren. Es ergeben sich auch signifikante Probleme aufgrund der Schwankungsbreite im Tagesgeschäft, denn bei einem Ausschlag nach oben wird zuviel Material gestreut, dass zwar grundsätzlich ohne weiteres verpresst werden kann, aber bei einer Tagesleistung von fast 2000 m3 Werkstoffplatten ergibt sich ein quasi Verlust von 60 m3 verpresstem Material je Tag im absoluten Extremfall. Umgerechnet auf zu streuendes Pressgut vor der Verpressung ergeben sich je Tag 420 m3 rieselfähiges Material, das unnütz verarbeitet wird. Dabei sind nicht nur die Materialkosten an sich wesentlich, aber die Anlage- und Verarbeitungskosten von Holzmaterial zu streubaren Spänen beinhaltet neben der sehr teuren Trocknung (Energieaufwand) auch die Verwendung von teurem Leim. Nebenbei erhält der Käufer der produzierten Werkstoffplatten Material zu hoher Dichte, was später in der Logistik oder im Verkauf unter Umständen Probleme bereiten kann.
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Aus der
DE 10 2008 027 708 A1 ist bereits bekannt, dass zur Messung des Istwertes des Flächengewichtsprofil einer Pressgutmatte eine Messvorrichtung zwischen der Streuvorrichtung und der Presse angeordnet ist, dass eine Regelvorrichtung zum Vergleich des Istwerts vom Sollwert des Flächengewichtsprofils und zur Ermittlung von Stellgrößen an zumindest einer Einstellvorrichtung innerhalb der Streuvorrichtung angeordnet ist und dass die Messvorrichtung und zumindest eine Einstellvorrichtung innerhalb eines Abstandes bezogen auf die Länge der Pressgutmatte von weniger als 5 m angeordnet sind. Dabei ist jedoch zur Messung des Flächengewichtes zur Korrektur der Streuung jeweils eine eigene Vorrichtung vorgesehen, welche beide zwischen Streukopf und Presse angeordnet sein müssen. Die Korrektur der Streuung soll dabei bereits schon innerhalb des Streukopfes oder sehr nah am Streukopf erfolgen.
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Aus der
DE 10 2011 016 343 B4 ist weiterhin ein Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtes von ein auf ein Förderband aufgestreuten Schüttgutmatte bekannt, wobei das Flächengewicht der Schüttmatte wiederum von einer eigenständigen Vorrichtung vor einer Abtragwalze gemessen wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Vorrichtung zur Verbessrung der Qualität der Pressgutmatte sowie eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten bereitzustellen.
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Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden mit einer Vorrichtung zur Herstellung einer Pressgutmatte gemäß Anspruch 1 sowie einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten nach Anspruch 9 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Als eine Lösung wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer auf Förderband aufgestreuten Pressgutmatte, bestehend aus Spänen, Fasern und/oder Schnitzeln aus Biomasse ggf. mit Beimischung von Bindemittel und/oder Kunststoffen, im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten, angegeben, wobei die Vorrichtung aus einer Abtragwalze, bei der das abgetragene Material über einen Absaugkanal abgesaugt wird, und einer Flächengewichtswaage besteht, welche mindestens eine Strahlungsquelle und einen Sensor beinhaltet, wobei die Abtragwalze und die Flächengewichtswaage in der Vorrichtung angrenzend zueinander angeordnet sind und Teile der Abschirmung der Strahlungsquelle teilweise zur Führung der abgetragenen Partikel im Absaugkanal dienen.
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Es ist bevorzugt, dass die Abtragwalze höhenverstellbar ausgeführt ist.
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Weiterhin wird besteht eine bevorzuget Ausführung darin, dass ein Korrekturmodul zwischen Abtragwalze und dem Transportband zum Ausgleich von partiellen Dichteschwankungen angeordnet ist, wobei das Korrekturmodul abschnittsweise justierbar ausgeführt sein kann.
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Vorzugsweise sollte die Strahlungsquelle der Flächengewichtswaage aus einem Röntgenstrahler oder Gammastrahler besteht.
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Es wird weiterhin bevorzugt, dass die Abschirmung aus Metall und/oder Beton oder einem weiteren Material zur Abschirmung von Strahlung besteht.
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Vorzugsweise sollte weiterhin die Flächengewichtswaage zur Messung eines gerasterten Flächengewichtsprofils mit einer Auflösung von 100 mm × 100 mm angeordnet ist und ggf. dazu korrelierend die Abtragwalze und das Korrekturmodul entsprechende Einstellmöglichkeiten bieten.
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Eine bevorzugte Lösung besteht darin, dass eine Verdichtungswalze zur Vorverdichtung vor der Abtragwalze angeordnet ist, wobei die Verdichtungswalze auch abschnittsweise justierbar ausgeführt sein kann.
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Vorzugsweise sollte eine Regeleinheit zum Vergleich des Ist-Wertes mit dem Soll-Wert des Flächengewichtes und zur Ermittlung von Stellgrößen für die Abtragwalze, das Korrekturmodul und/oder die Verdichtungswalze angeordnet ist.
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Eine weitere Lösung der Aufgabe besteht in einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten aus Biomasse, umfassend
- • eine Streuvorrichtung zur Streuung einer Pressgutmatte auf ein Förderband,
- • eine Abtragwalze mit einem Absaugkanal,
- • eine Flächengewichtswaage, bestehend aus einer Strahlungsquelle und einem Sensor, und
- • eine Presse
wobei die Abtragwalze und die Flächengewichtswaage in der Vorrichtung angrenzend zueinander angeordnet sind und Teile der Abschirmung der Strahlungsquelle teilweise zur Führung der abgetragenen Partikel im Absaugkanal dienen.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind beachtlich: Durch die Verwendung von Teilen der Abschirmung der Flächengewichtswaage kann eine kompaktere Bauweise erfolgen, wodurch weniger in einer Presse weniger Platz für die Vorrichtung benötigt wird. Durch die Integration der Abtragwalze in die Anordnung der Flächengewichtswaage wird zudem die Regeldistanz zwischen Abtragwalze und Flächengewichtswaage deutlich verringert, so dass eine direktere Regelung erfolgen kann. Damit können Fehlern in der Streuung schneller korrigiert werden, wodurch weniger fehlgestreuter Pressgutmatte produziert und der Ausschuss somit minimiert wird.
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Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mit den Zeichnungen hervor.
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Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
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1 veranschaulicht schematisch den Stand der Technik zur Herstellung der Pressgutmatte
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2 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach vorliegender Erfindung.
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1 veranschaulicht schematisch den Stand der Technik. Hierbei gelangt die auf ein Förderband 2 aufgestreute Pressgutmatte 13 in Produktionsrichtung 12 zunächst zu einer Abtragwalze, mittels welcher das zu viel aufgestreute Material abgetragen wird. Das abgetragene Material 15 wird schließlich über einen Absaugkanal 6 abgesaugt. Zur Korrektur von partiellen Dichteschwankungen kann unterhalb der Abtragwalze 4 ein Korrekturmodul 3 angebracht sein. In einer Regeldistanz 11 ist weiterhin eine Flächengewichtswaage 14 als eigenständige Vorrichtung angebracht. Die Flächengewichtswaage 14 besteht aus einer Strahlungsquelle 7, dessen Messstrahl 8 durch die Pressgutmatte 13 auf einem Sensor 9 zur Bestimmung des Flächengewichtes der Pressgutmatte 13 detektiert wird. Auf Grund der Strahlungsquelle 7 muss die Flächengewichtswaage 14 in eine Abschirmung 10 eingebettet werden. Werden von der Flächengewichtswaage 14 eine Fehlstreuung oder Fehler im Flächengewicht detektiert, so erfolgt eine Regelung der Höhenverstellung der Abtragwalze 4 und/oder des Korrekturmoduls, wobei für die Regeldistanz 11 die Fehlstreuung bzw. das falsche Flächengewicht bestehen bleibt.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, bei welcher nun die Abtragwalze 4 zu einem integralen Bestandteil der Flächengewichtswaage 14 wurde. Zunächst kann in Produktionsrichtung 12 zunächst eine Vorverdichtung der Pressgutmatte 13 mittels einer Walze 5 erfolgen. Weiterhin erfolgt in Produktionsrichtung 12 wiederum eine Abtragung der auf ein Förderband 2 gestreuten Pressgutmatte 13 mittels einer Abtragwalze 4, welche höhenverstellbar ausgeführt ist. Angrenzend an die Abtragwalze ist jedoch bereits die Flächengewichtswaage 14 angebracht, deren Messstrahl 8 dicht hinter Abtragwalze 4 verläuft. Die Abschirmung 10' der Strahlungsquelle 7 der Flächengewichtswaage 14 kann jedoch nach vorliegender Erfindung zudem zur Führung des abgetragenen Materials 15 im Absaugkanal 6 genutzt werden.
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Zudem ist die Regeldistanz 11 zwischen der Flächengewichtswaage 14 und Abtragwalze 4 bzw. des Korrekturmoduls 3 entscheidend verringert, so dass die Fehlstreuungen schneller korrigiert werden können und der Ausschuss minimiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Transportband
- 3
- Korrekturmodul
- 4
- Abtragwalze
- 5
- Verdichtungswalze
- 6
- Absaugkanal
- 7
- Strahlungsquelle
- 8
- Messstrahl
- 9
- Sensor
- 10
- Abschirmung
- 11
- Regeldistanz
- 12
- Produktionsrichtung
- 13
- Pressgutmatte
- 14
- Flächengewichtswaage
- 15
- Abgetragenes Material
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008027708 A1 [0004]
- DE 102011016343 B4 [0005]
