DE102013105928A1

DE102013105928A1 - Anlage, Mikrowellendurchlaufofen und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen, bevorzugt von Werkstoffplatten

Info

Publication number: DE102013105928A1
Application number: DE201310105928
Authority: DE
Inventors: Ulf Könekamp; Gernot von Haas
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-12-24
Also published as: WO2014195450A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen, bevorzugt zur Herstellung von Werkstoffplatten aus nichtmetallischem Pressgut, mit einem Mikrowellendurchlaufofen (1) und einer in Durchlaufrichtung (D) nachgeschalteten Produktionsvorrichtung, bevorzugt einer kontinuierlich arbeitenden Presse (2), wobei im Mikrowellendurchlaufofen (1) eine Abschirmung (15) und einen Absorber (3) angeordnet ist, welcher Absorptionsmaterial (34) enthält, das zur Absorption der im Mikrowellendurchlaufofen (1) verwendeten Mikrowellenstrahlung geeignet ist, der Mikrowellendurchlaufofen (1) mit seiner Ausgangsseite (11) in unmittelbarer Nähe des Eingangsbereiches (22) der nachgeschalteten Produktionsvorrichtung, bevorzugt einer Presse (2), angeordnet ist und ein zusätzlicher Absorberkäfig (4) vorgesehen ist, welcher zumindest den Mikrowellendurchlaufofen (1), den Übergangsbereich zur Produktionsvorrichtung und den Eingangsbereich (22) der Produktionsvorrichtung einschließt. Der Mikrowellendurchlaufofen zeigt zumindest zwei unterschiedliche Arten an Mikrowellenerzeugern, die geeignet sind Mikrowellen unterschiedlicher Frequenzen, bevorzugt von 915 und 2450 MHz, zu erzeugen und in das Pressgut (10) einzubringen, insbesondere bevorzugt aus unterschiedlichen Einstrahlebenen. Weiter wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen vorgestellt, bei dem Mikrowellen zweier unterschiedlicher Frequenzen verwendet werden, bevorzugt einer Frequenz von 915 und 2450 MHz, die insbesondere bevorzugt in das Pressgut (10) aus unterschiedlichen Einstrahlebenen eingestrahlt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage, einen Mikrowellendurchlaufofen und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen, bevorzugt zur Herstellung von Werkstoffplatten aus nichtmetallischem Pressgut, mit einem Mikrowellendurchlaufofen und einer in Durchlaufrichtung nachgeschalteten Produktionsvorrichtung, bevorzugt einer kontinuierlich arbeitenden Presse.
Eine solche Anlage ist aus der DE 197 18 772 A1 bekannt. Ein Problem bei der Herstellung von Werkstoffplatten in einer solchen Anlage besteht darin, dass mit der eingesetzten Mikrowellenstrahlung von Mikrowellen im Bereich von 2450 Megahertz die gleichmäßige Erhitzung des Pressgutes innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit bzw. innerhalb des zur Verfügung stehenden Weges den das Pressgut im Durchlaufofen zur Verfügung hat nicht in ausreichend gleichmäßigem Maß erzielbar ist, besonders dann nicht, wenn Pressgut größerer Dicke verarbeitet werden soll. Zur Lösung dieses Problems wird nun in der oben genannten Druckschrift vorgeschlagen, die Erwärmung des Pressgutes durch Wanderwellen-Mikrowellenenergie und ihrer Reflexion in einer Wechselwirkung zwischen abgesandter und reflektierter Energie zu erzielen und eine Fokussierung der Strahlungsenergie in den Mittenquerschnitt vorzusehen, wobei zusätzlich der Feuchtigkeitsgehalt im Pressgut gezielt gesteuert und eingestellt werden soll. Die vorgeschlagene Problemlösung verlangt hohe Steuerungsgenauigkeit und erheblichen anlagentechnischen Aufwand, so dass sie noch nicht optimal ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Anlage, einen Mikrowellendurchlaufofen und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen so auszugestalten, dass eine ausreichende und gleichmäßige Erhitzung des Pressgutes durch Mikrowellenenergie möglich ist und zwar auch dann, wenn Pressgut in erheblicher Materialstärke oder Pressgut, dessen Verarbeitung einen hohen Energieeintrag verlangt, in der Anlage zu verarbeiten ist. Gleichzeitig soll die Flexibilität der Anlage erhöht werden, die sich einfach auf unterschiedliche Materialien einstellen lassen soll.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe für die Anlage dadurch gelöst, dass im Mikrowellendurchlaufofen eine Abschirmung und einen Absorber angeordnet ist, welcher Absorptionsmaterial enthält, das zur Absorption der im Mikrowellendurchlaufofen verwendeten Mikrowellenstrahlung geeignet ist; dass der Mikrowellendurchlaufofen mit seiner Ausgangsseite in unmittelbarer Nähe des Eingangsbereiches der nachgeschalteten Produktionsvorrichtung angeordnet ist und ein zusätzlicher Absorberkäfig vorgesehen ist, welcher zumindest den Mikrowellendurchlaufofen, den Übergangsbereich zur Produktionsvorrichtung und den Eingangsbereich der Produktionsvorrichtung einschließt.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Anlage wird eine komplette Abschirmung der Anlage nach außen bezüglich auftretender Mikrowellenstrahlung erzielt und zwar auch dann, wenn Mikrowellenstrahlung in einem erheblich niedrigeren Frequenzbereich zur Anwendung kommt als es bisher bei solchen Anlagen möglich war. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt also darin, dass in dem Mikrowellendurchlaufofen Mikrowellen im Bereich von 915 Megahertz verwendet werden können, d. h. einem Bereich, der sonst dem Mobilfunk vorbehalten ist und deshalb nur dann für den Industrieeinsatz möglich wird, wenn mit absoluter Sicherheit gewährleistet ist, dass keine Störstrahlung aus der entsprechenden Industrieanlage austreten kann. Die erfindungsgemäße Merkmalskombination einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten erfüllt nun diese Forderung, so dass mit vertretbarem Bauaufwand Störungen des Mobilfunks verhindert werden können und gleichzeitig die höchst vorteilhafte Mikrowellenfrequenz im Bereich von 915 Megahertz für die Aufheizung im Mikrowellenofen eingesetzt werden kann.
Hierbei soll bevorzugt eine austretende Reststrahlung, die nicht von der Abschirmung oder der sonstigen Anordnung der Vorrichtungen zueinander zurückgehalten werden kann. Insbesondere ist damit eine Reststrahlung gemeint, die zwar nicht mehr schädlich für das anwesende Personal wäre, aber die unter Umständen im engeren oder weiteren Umfeld der Anlage zu Störungen im Mobilfunkverkehr, Wireless-LAN oder den Maschinen- und Anlagensteuerungen führen kann.
Insbesondere soll es nun möglich sein, Mikrowellenofen einzusetzen, die auch eine Mischkombination an Mikrowellen verwenden, beispielsweise 2450 Megahertz und 915 MHz. Dies kann insbesondere notwendig sein, um unterschiedliche Eindringtiefen, beispielsweise von einer Schmalseite in ein Pressgut (915 MHz) und von den Flächenseiten (2450 MHz), realisieren zu können. Es hat sich beispielsweise überraschend herausgestellt, dass bei der Werkstoffplattenherstellung aus mehreren beleimten Furnierschichten eine Einbringung von 915 MHz über die Schmalseiten zu einer schichtweisen Durchwärmen des Holzes führen kann, da diese „Langwelle“ sich in den Schichten des Furniers optimal fortpflanzt, während hingegen die Flächenbestrahlung der Furnierschichten mit der Frequenz von 2450 MHz wiederum effektiv auf eine relativ dünne Durchstrahlungstiefe (im cm-Bereich) angewendet werden kann. Dies ist natürlich auch für unterschiedliches Pressgut in alternativer Weise denkbar.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage soll die Maschenweite der Gitterstruktur des Absorberkäfigs kleiner sein als ein Viertel der Wellenlänge der im Ofen eingesetzten Mikrowellen, höchstens jedoch einen Maximalwert von 5 cm aufweisen. Durch die Wahl dieser geringen Maschenweite wird sichergestellt, dass die aus dem Absorberkäfig austretende Reststrahlung deutlich unterhalb zulässiger Grenzwerte bleibt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage soll der Absorberkäfig mit Ein- und Auslaufportalen versehen sein, in denen im Wesentlichen quer zur Durchlaufrichtung des Pressgutes verschiebbare und sich der Kontur des durchlaufenden Pressgutes anpassende Mikrowellen undurchlässige Kulissen angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Kulissen in zwei benachbarten senkrecht zur Durchlaufrichtung liegenden Ebenen angeordnet.
Bei einer ersten Ausführungsform der Kulissen sind Sensoren zur Abtastung der Kontur des durchlaufenden Pressgutes vorgesehen und von diesen steuerbare Aktuatoren zur Einstellung der Kulissen auf einen gewünschten Bewegungsspalt.
Vorzugsweise sind die metallischen Kulissen an den Berührungslinien mit dem Pressgut mit drehbaren am Pressgut anliegenden Walzen versehen. Auf diese Weise kann trotz Einstellbarkeit der Portale auf unterschiedliche Materialstärke und Breite des Pressgutes ein freier Spalt zwischen Absorberkäfig und Pressgut vermieden werden und somit sichergestellt werden, dass keine Mikrowellenstrahlung aus dem Absorberkäfig austreten kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Absorberkäfig zweiteilig ausgeführt ist, mit einem im Boden verankerten Unterkasten und einem darauf aufgesetzten Oberkasten. Der Oberkasten kann in herkömmlicher Weise mit einer geeigneten Flanschverbindung mit dem Unterkasten verbunden sein. Soweit der Oberkasten eine vorgegebene Maximalgröße nicht überschreitet, kann es vorteilhaft sein, den Oberkasten mit seinem unteren Randbereich im oberen Randbereich des Unterkastens vertikal beweglich zu führen, so dass sich auch insoweit eine Einstellmöglichkeit auf unterschiedlich dickes Pressgut ergibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Oberkasten am Oberhaupt der Presse befestigt ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Absorberkäfig bzw. der Spalt des Absorberkäfigs zwangsläufig dem Öffnungshub der Presse angepasst ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass der Absorberkäfig doppelwandig ausgeführt ist, mit einer äußeren Gitterstruktur und einer inneren Gitterstruktur. Dadurch kann Baugewicht eingespart werden.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der zusätzliche Absorberkäfig sowohl den Mikrowellendurchlaufofen als auch die gesamte Presse umschließt. Obwohl je nach Länge der Presse der Bauaufwand für den Absorberkäfig höher liegen wird, bietet diese Ausführungsform ein Höchstmaß an Sicherheit, dass keinerlei Mikrowellenstrahlung nach außen gelangt. Darüber hinaus können die Eingangs- und Ausgangsportale im Wesentlichen gleiche Bauform aufweisen, was eine vorteilhafte Standardisierung bewirkt.
In weiterer Ausbildung der vorgenannten alternativen Ausführungsform soll ein unterer Teil des zusätzlichen Absorberkäfigs in das Fundamt der Anlage integriert sein. In diesem Fall umgibt die metallische Gitterstruktur die gesamte Anlage von allen Seiten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung soll der Absorberkäfig glockenartig, vorzugsweise über die gesamte oder wesentliche Teile der Anlage gestülpt sein und an seinen Rändern mit einem metallischen Hilfsgerüst in den Fundamtboden eingelassen sein. Bei dieser Ausführungsform kann der Fundamentboden quasi eine Seite, nämlich die Unterseite des Absorberkäfigs ersetzen, so dass an der Unterseite keine Metallgitterstruktur gebraucht wird. Diese Ausführungsform ist vorzugsweise dann von Vorteil, wenn der Fundamentboden eine solche Beschaffenheit aufweist, die eine Absorption der Mikrowellenstrahlung gewährleistet. Außerdem ist diese Ausführungsform für eine Nachrüstung bestehender Anlagen besonders vorteilhaft.
Weiterhin sollen Betätigungs- und Kontrolleinrichtungen innerhalb des Absorberkäfigs angeordnet sein und vorzugsweise mit dem Käfig jeweils metallisch verbunden sein. Auch durch diese Ausgestaltung wird gewährleistet, dass Mikrowellenstrahlung nicht nach außen dringt.
Die Lösung für den Mikrowellendurchlaufofen besteht darin, dass dieser zumindest zwei unterschiedliche Arten an Mikrowellenerzeugern umfasst, die geeignet sind Mikrowellen unterschiedlicher Frequenzen, bevorzugt von 915 und 2450 MHz, zu erzeugen und in das Pressgut 10 einzubringen, insbesondere bevorzugt aus unterschiedlichen Einstrahlebenen.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mikrowellendurchlaufofen 1 neben einer ersten Abschirmung 15, einem Absorber 3 einen weiteren umgebenden Absorberkäfig 4 zur Eingrenzung von Mikrowellen und/oder Reststrahlung umfasst.
Die Lösung für das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung und Erwärmung von Werkstoffen, insbesondere im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten aus nichtmetallischem Pressgut besteht darin, dass Mikrowellen zweier unterschiedlicher Frequenzen verwendet werden, bevorzugt einer Frequenz von 915 und 2450 MHz, die insbesondere bevorzugt in das Pressgut aus unterschiedlichen Einstrahlebenen eingestrahlt werden. Hierbei ist besonders vorgesehen, dass insbesondere bei der Herstellung von geschichtetem Furnierholz aus mehreren Schichten Furnieren, bevorzugt beleimten Furnieren, die Mikrowellen der Frequenz 915 MHz parallel zur Flächenerstreckung der Furniere und/oder über die Schmalseiten des Pressgutes 10 und die Mikrowellen der Frequenz 2450 MHz in die Oberflächenseite des Pressgutes 10 eingestrahlt werden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
1 eine erste grundlegende Ausführungsform einer Anlage zum kontinuierlichen Herstellen von Werkstoffplatten schematisch im Längsschnitt mit einem Absorberkäfig,
2 einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung gemäß 1 ohne Absorberkäfig,
3 die Frontansicht eines Eingangsportals gemäß Pfeilrichtung D aus 1,
3a, 3b eine linke bzw. rechte Seitenansicht des Eingangsportals nach 3 ausschnittweise, wobei jeweils nur eine Kulisse gezeigt ist,
3c eine Draufsicht auf den linken Teil der Schleuse nach 3 ebenfalls schematisch, mit beiden Kulissen,
3d eine Ausführungsführungsform einer mit Aktuator betätigten Kulisse,
4 einen Querschnitt durch einen Absorberkäfig in Blickrichtung D mit vertikal beweglichem Oberkasten, schematisch,
4a einen Querschnitt entsprechend 4 vergrößert in einer weiteren Ausführungsform,
5 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage, bei der der Absorberkäfig die gesamte Presse umschließt,
6 den Längsschnitt durch eine Anlage nach 5, bei der der Absorberkäfig in das Fundament integriert ist,
7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage im Längsschnitt schematisch, bei der der Absorberkäfig glockenartig über die gesamte Anlage gestülpt ist und mit einem metallischen Hilfsgerüst in den Fundamentboden eingelassen ist und
7a einen schematischen Querschnitt durch den Absorberkäfig der Anlage gemäß 7 in Produktionsrichtung.
Die in 1 schematisch im Längsschnitt gezeigte Anlage zum kontinuierlichen Herstellen von Werkstoffplatten 100 aus nicht metallischem Pressgut umfasst einen Mikrowellendurchlaufofen 1 und diesem in Durchlaufrichtung D nachgeordnete kontinuierlich arbeitende Presse 2. Die Anordnung von Mikrowellendurchlaufofen 1 und Presse 2 erfolgt auf einem geeignet ausgestalteten Fundament 6. Der Mikrowellenofen weist wie aus dem Stand der Technik bekannt und üblich, eine Abschirmung 15 auf. Im Eingangsbereich des Mikrowellenofens 1 ist ein Absorber 3 angeordnet, der je nach Ausführungsform des Mikrowellenofens auch mehrfach und/oder am Ende angeordnet sein kann. Ein zusätzlicher Absorberkäfig 4 in Form einer metallischen Gitterstruktur umgibt den Mikrowellendurchlaufofen 1, den Übergangsbereich und den Eingangsbereich 22 der Presse 2. Das Pressgut, welches in der gezeigten Anlage erhitzt und gepresst wird, ist mit 10 bezeichnet. Als Pressgut 10 kommt u. a. ein Holzwerkstoffstrang in Betracht, bei dem beispielsweise mehrere Schichten aus verschiedenem oder gleichem Material miteinander zu verbinden sind.
Hinsichtlich der verschiedenen Arten an Möglichkeiten, Materialien mit einer zellulose- oder lignozellulosebasis zu verwenden, wird auf den Stand der Technik für die Herstellung von Werkstoffplatten verwiesen. Es kommen natürlich auch andere Materialien in Betracht, die im zweiten Schritt in einer nachfolgenden Vorrichtung/Anlage verarbeitet werden können und effektiv aufzuwärmen sind. Das Pressgut 10 kann auch in Form von Granulat oder einer zähen Masse oder in Form von als Halbzeug vorbereiteten Platten vorliegen. Am Ein- und Ausgang des zusätzlichen Absorberkäfig 4 sind Ein- und/oder Ausgangsportale 51, 52 vorgesehen, die den Austritt von Mikrowellenstrahlung an der Eintritts- bzw. Austrittsstelle des Pressgutes 10 aus dem Absorberkäfig 4 verhindern.
Hierbei soll bevorzugt eine austretende Reststrahlung, die nicht von der üblichen Abschirmung 13 oder der sonstigen Anordnung der Vorrichtungen zueinander zurückgehalten werden kann. Insbesondere ist damit eine Reststrahlung gemeint, die zwar nicht mehr schädlich für das anwesende Personal wäre, aber die unter Umständen im engeren oder weiteren Umfeld der Anlage zu Störungen im Mobilfunkverkehr, Wireless-LAN oder den Maschinen- und Anlagensteuerungen führen kann.
Die Maschenweite der Gitterstruktur des Absorberkäfig 4 richtet sich dabei nach der im Mikrowellendurchlaufofen 1 verwendeten Mikrowellenfrequenz. Verwendet man die für die Heizung höchst vorteilhafte Frequenz von 915 Megahertz soll die Maschenweite maximal einen Wert von 5 cm aufweisen. Generell soll die Maschenweite kleiner sein als ein Viertel der Wellenlänge der im Ofen eingesetzten Mikrowellen, um eine sichere Abstrahlung zu verhindern.
Bevorzugt soll für den Absorberkäfig 4 deshalb eine Gitterstruktur vorgesehen sein, dass die für die Kühlung der Anlage notwendige Umluft möglichst wenig behindert wird. Alternativ kann natürlich auch eine Blecheinhausung ähnlich der Abschirmung 13 vorgesehen sein.
Aus der vergrößerten Darstellung des Mikrowellendurchlaufofens gemäß 2 sind weitere Einzelheiten erkennbar. Die Förderung des Pressgutes 10 in Durchlaufrichtung D erfolgt mit Hilfe von einem unteren Förderband 5b und optionalem oberen Förderband 5b, die am Pressgut 10 anliegen und über eine Reihe von Umlenkrollen 14 als umlaufende Endlosbänder ausgestaltet sind. Der Absorber 3 umfasst einen oberen Teil 32 und einen unteren Teil 31, die beide mit Absorptionsmaterial 34 gefüllt sind, welches zur Absorption der im Ofen verwendeten Mikrowellenstrahlung, bevorzugt im Bereich von 915 Megahertz, geeignet ist. Der obere Teil 32 des Absorbers 3 ist mittels einer Höhenverstellung 35, welche in Form von Hydraulikzylindern gestaltet sein kann, höhenverstellbar, so dass er auf unterschiedliche Höhe des Pressgutes 10 einstellbar ist. Er kann durch eine teflonbeschichtete Platte 33a, die auf dem Förderband 5a aufliegt, abgeschlossen sein. In gleicher Weise wird der untere Teil 31 des Absorbers 3 nach oben von einer teflonbeschichteten Platte 33b abgeschlossen, die am Förderband 5b gleitet. Das Absorbermaterial 34 kann z. B. Berylliumstifte, poröse Steine oder spezielles Gummi umfassen. Der Absorber 3 bewirkt im Wesentlichen eine Abschirmung der von den Magnetrons 12 des Mikrowellenofens 1 ausgehenden und durch das Pressgut 10 unverbrauchten Strahlung. Die Abschirmung 13 dagegen ist dafür vorgesehen, die Mikrowellenstrahlung innerhalb des Mikrowellenofens 1 zu halten.
Wie aus 1 und 2 erkennbar, ist der Mikrowellendurchlaufofen 1 mit seiner Ausgangsseite 11 in unmittelbarer Nähe des Eingangsbereichs 22 der Presse 2 angeordnet. Durch diese Gestaltung wirkt die Presse selbst als eine Art Abschirmung (ähnlich der Abschirmung 13) der in Durchlaufrichtung D austretenden Mikrowellenstrahlung aus dem Mikrowellendurchlaufofen 1 und kann somit in das Abschirmungskonzept integriert werden. Als Mikrowellenstrahlung soll eine Mikrowelle mit 915 Megahertz durch die Magnetrons 12 erzeugt werden, da diese Strahlung sehr wirkungsvoll in das Pressgut 10 eindringt. Es kann aber auch vorgesehen sein, diese mit einer Frequenz von 2450 MHz zu kombinieren.
Die in 3 gezeigte schematische Frontansicht eines Eingangsportals 51 gemäß 1 umfasst Kulissen 53, 54, die sich der Kontur des Pressgutes 10, d. h. der Dicke sowie der Breite anpassen können damit Spalte vermieden werden, die ein Austreten von Mikrowellenstrahlung aus dem Absorberkäfig 4 verhindern. Die vorzugsweise metallische und damit Mikrowellen undurchlässige vertikal verschiebbare Kulisse 53 ist auf der linken Seite des Bildes nach 3a eingezeichnet und dichtet vorzugsweise die obere Flächenseite des Pressgutes 10 ab. In der Kulisse 53 kann am unteren Ende eine Walze 50 drehbar gelagert, die im Betrieb auf der Oberfläche des Pressgutes 10 bzw. auf einem zwischengelagerten Förderband 5a möglichst spaltfrei aufliegt und somit einen Spalt verhindert, durch den Mikrowellenstrahlung hindurchtreten könnte. Je nach Empfindlichkeit der Oberfläche des Pressgutes 10 kann anstelle einer aufliegenden oder andrückenden Walze 50 eine freie Kante der Kulisse 53 vorgesehen sein, deren Abstand mit minimalem Spalt berührungsfrei von der Oberfläche des Pressgutes 10 gesteuert wird. Die Vertikalbeweglichkeit der Kulisse 53 ist durch einen Doppelpfeil angedeutet. In ähnlicher Weise sind auf beiden Seiten horizontal verschiebbare Kulissen 54 vorgesehen, von denen nur die auf der rechten Seite der 3 dargestellt ist.
Die 3b zeigt die Einzelheit dieser Kulisse 54 als schematischen Schnitt, aus der erkennbar ist, dass eine quer zur Durchlaufrichtung D verschiebbare Kulisse eine Walze 56 trägt. Die Kulissen 54 werden so gesteuert, dass die Walzen 56 an den Seitenflächen des Pressguts 10 anliegen, so dass auch hier ein Spalt vermieden wird und somit der Austritt von Mikrowellenstrahlung verhindert wird. Auch die Kulissen 54 können ohne Walzen 56 mit freien Kanten ausgebildet sein, soweit eine exakte Steuerung des Bewegungsspaltes zwischen Pressgut und Kulisse vorgesehen ist. In der schematischen Draufsicht nach 3c sind beide Kulissen 53 und 54 eingezeichnet. In der vergrößerten Darstellung nach 3d ist schematisch die Betätigung einer Vertikalkulisse 53 gezeigt, die einen von einem Sensor 55 gesteuerten Bewegungsspalt zwischen dem Pressgut 10 und der Vertikalkulisse 53 einstellt. Bezogen auf die Durchlaufrichtung D sind Sensoren zur Abtastung der Kontur des Pressgutes 10 vor dem Eingangsportal 51 angeordnet. Die untere Abdichtung am Förderband 5b ist war auch verschieblich (wie strichliert dargestellt), wird sich aber vorzugsweise an der Grundhöhe des Förderbandes 5b orientieren und entsprechend anpassen. Es kann vorgesehen sein, dass das Förderband 5b grundsätzlich höhenverstellbar angeordnet ist, um beispielsweise die Mikrowelleneinstrahlung im Mikrowellendurchlaufofen 1 zu verbessern, insbesondere bei langwelliger Mikrowellenstrahlung.
Der in 4 gezeigte Querschnitt entsprechend der Schnittlinie IV/IV aus 1 zeigt schematisch die zweiteilige Ausführung des zusätzlichen Absorberkäfig 4. Ein bodenseitiger Unterkasten 41 des Absorberkäfig 4 ist im Fundament 6 verankert. Ein Oberkasten 42 des Absorberkäfig 4 ist mit seinem unteren Randbereich 42a im oberen Randbereich 41a des Unterkastens vertikal beweglich geführt. Der Oberkasten 42 kann am Pressenoberhaupt 24 der Presse 2, vorzugsweise beweglich, aber abdichtend, befestigt sein. Die das Pressgut 10 durch die Presse fördernden Stahlbänder sind mit 25 bezeichnet. Weiterhin sind zusätzliche Heizplatten 7, die an den Stahlbändern 25 anliegen, vorgesehen. Der Pressentisch ist mit 26 bezeichnet. Hinsichtlich dem Aufbau von derartigen Pressen wird auf den Stand der Technik verwiesen.
Alternativ kann der Oberkasten 42 unabhängig vom Pressenoberhaupt 24 angeordnet sein und in diesem Fall anstelle eines beweglichen Anschlusses mittels einer Flanschbefestigung am Unterkasten 41 befestigt sein.
Der in 4a dargestellte Querschnitt entspricht im Wesentlichen dem nach 4, zeigt jedoch eine spezielle Ausgestaltung, wonach zumindest Teil des Absorberkäfigs 4 doppelwandig ausgeführt ist; mit einer äußeren Gitterstruktur (= Oberkasten 42 und/oder Unterkasten 41) und einer inneren Gitterstruktur 42i. Eine solche Ausführung kann zur Gewichtseinsparung des Absorberkäfig 4 und seiner Statik vorteilhaft sein. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Befestigung des Oberkastens 42 des Absorberkäfig 4 an dem Pressenoberhaupt 24 erfolgt mit Hilfe von Befestigungspunkten 44.
Der in 5 gezeigte Querschnitt mit Blickrichtung von oben zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage schematisch, bei der der Absorberkäfig 4 sowohl den Mikrowellendurchlaufofen 1 als auch die gesamte Presse 2 umschließt. Am Eingang des Absorberkäfig 4 ist das Eingangsportal 51, am Ausgang des Absorberkäfig 4 das Ausgangsportal 52 dargestellt. In Durchlaufrichtung D ist ausgangsseitig der Presse 2 ein fertiger Strang Werkstoffplatte 100 zu sehen, der im Weiteren aufgeteilt und konfektioniert wird.
Der in 6 gezeigte Längsschnitt zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage, bei der der untere Teil des Absorberkäfig 4 in das Fundament 6 integriert ist. Die Teilungsebene zwischen unterem Teil und oberem Teil des Absorberkäfig 4 soll hier in der Ebene des Pressgutes 10 angenommen sein und ist nicht besonders dargestellt. Ansonsten sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorangehenden Figuren bezeichnet. Die in 7 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zeigt die Integration des unteren Teils des Absorberkäfig 4 in das Fundament 6 der Anlage. In der Zeichnung nach 7 ist auch auf der Unterseite des Absorberkäfig 4 eine metallische Gitterstruktur angedeutet. Es ist jedoch in einer alternativen Ausführungsform möglich die Gitterstruktur an der Unterseite des Absorberkäfigs wegzulassen und den Absorberkäfig wie eine Glocke mit nur einer Deckseite und Seitenwänden, die jeweils als metallische Gitterstruktur ausgeführt sind, auszubilden und mit Hilfe eines metallischen Hilfsgerüstes, welches vorzugsweise, wie gezeigt, Metallstangen 46 und zwischen diesen eingesetzte Bleche 47 umfasst, in den Fundamentboden 6 einzulassen und diese mit dem Absorberkäfig 4 zu verbinden. Diese Möglichkeit bietet sich insbesondere zur Nachrüstung an. Beispielhaft wird hierzu das Fundament, bevorzugt ca. 10 cm tief, umlaufend mit einem Einschnitt versehen und zum Schnitt benachbarten Bohrungen. In die Bohrungen werden dann die Metallstangen 46 eingearbeitet und dienen als Aussteifung des Absorberkäfig 4 und dessen Befestigung. Der Absorberkäfig 4 wird hierzu auch in den Schnitt eingelassen und dort formschlüssig, beispielsweise mit Zement, eingegossen, um Spalte zu verhindern. Alternativ kann diese auch mit einem blech 47 ausgeführt sein, an dem der Absorberkäfig 4 übergreifend respektive überdeckend angeordnet wird.
Je nach Beschaffenheit des Fundamentbodens kann dieser eine vollständige Abschirmung der Mikrowellenstrahlung nach unten bewirken, so dass in diesem Fall die Gitterstruktur an der Unterseite des Absorberkäfig 4 nicht vorhanden sein muss. In dem in 7a gezeigten schematischen Querschnitt einer Anlage nach 7 sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der in den 7 bzw. 7a besprochene glockenartige Absorberkäfig 4 ist vor allem für Anlagen geeignet, welche als Nachrüstung einen Mikrowellenschutz erhalten sollen.
Bezugszeichenliste

1: Mikrowellendurchlaufofen
2: Presse
3: Absorber
4: Absorberkäfig
5a: Förderband
5b: Förderband
6: Fundament
7: Heizplatten
10: Pressgut
11: Ausgangsseite von 1
12: Magnetrons
14: Umlenkrollen
15: Abschirmung
22: Eingangsbereich von 2
24: Pressenoberhaupt
25: Stahlband
26: Pressentisch
31: unterer Teil von 3
32: oberer Teil von 3
33a: Platte oben
33b: Platte unten
34: Absorptionsmaterial
35: Höhenverstellung von 3
41: Unterkasten von 4
41a: Randbereich
42: Oberkasten von 4
42a: Randbereich
42i: Gitterstruktur
44: Befestigungspunkte von 42 an 24
46: Stangen
47: Verbindungsbleche
50: Walze von 53
51: Eingangsportal
52: Ausgangsportal
53: Kulisse vertikal
54: Kulisse horizontal
55: Sensor
56: Walze von 54
57: Stellmotor
100: Werkstoffplatte
D: Durchlaufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19718772 A1 [0002]

Claims

Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffen, bevorzugt zur Herstellung von Werkstoffplatten aus nichtmetallischem Pressgut, mit einem Mikrowellendurchlaufofen (1) und einer in Durchlaufrichtung (D) nachgeschalteten Produktionsvorrichtung, bevorzugt einer kontinuierlich arbeitenden Presse (2), dadurch gekennzeichnet, dass a) im Mikrowellendurchlaufofen (1) eine Abschirmung (15) und einen Absorber (3) angeordnet ist, welcher Absorptionsmaterial (34) enthält, das zur Absorption der im Mikrowellendurchlaufofen (1) verwendeten Mikrowellenstrahlung geeignet ist, b) der Mikrowellendurchlaufofen (1) mit seiner Ausgangsseite (11) in unmittelbarer Nähe des Eingangsbereiches (22) der nachgeschalteten Produktionsvorrichtung, bevorzugt einer Presse (2), angeordnet ist und c) ein zusätzlicher Absorberkäfig (4) vorgesehen ist, welcher zumindest den Mikrowellendurchlaufofen (1), den Übergangsbereich zur Produktionsvorrichtung und den Eingangsbereich (22) der Produktionsvorrichtung einschließt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberkäfig (4) in Form einer metallischen Gitterstruktur angeordnet ist und bevorzugt die Maschenweite der Gitterstruktur kleiner ist als ein Viertel der Wellenlänge der im Ofen eingesetzten Mikrowellen und insbesondere bevorzugt höchstens jedoch einen Maximalwert von 5 cm aufweist.
Anlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberkäfig (4) mit Ein- und Auslaufportalen (51, 52) für das Pressgut (10) versehen ist, in denen im Wesentlichen quer zur Durchlaufrichtung (D) des Pressgutes (10) verschiebbare und sich der Kontur des durchlaufenden Pressgutes (10) anpassende Mikrowellen undurchlässige Kulissen (53, 54) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (55) zur Abtastung der Kontur des durchlaufenden Pressgutes (10) vorgesehen sind und von diesen steuerbare Aktuatoren (57) zur Einstellung der Kulissen (53, 54) auf einen gewünschten minimalen Bewegungsspalt.
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberkäfig (4) zweiteilig ausgeführt ist, mit einem bodenseitig verankerten Unterkasten (41) und einem darauf aufgesetzten Oberkasten (42).
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberkasten (42) mit seinem unteren Randbereich (42u) im oberen Randbereich (41o) des Unterkastens (41) vertikal beweglich geführt ist.
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberkäfig 4, bevorzugt der Oberkasten (42) am Oberhaupt (24) der Presse (2) befestigt ist, insbesondere über Befestigungspunkte (44).
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberkäfig (4) doppelwandig ausgeführt ist, mit einer äußeren Gitterstruktur und einer inneren Gitterstruktur (42i).
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Absorberkäfig (4) sowohl den Mikrowellendurchlaufofen (1) als auch die gesamte Presse (2) umschließt.
Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurchh gekennzeichnet, dass ein unterer Teil des zusätzlichen Absorberkäfigs (4) in das Fundament (6) der Anlage integriert ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorberkäfig (4) glockenartig über die gesamte Anlage gestülpt ist und an seinen Rändern mit einem metallischen Hilfsgerüst mit dem Fundament (6) verbunden, bevorzugt zumindest teilweise darin eingelassen ist.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Hilfsgerüst aus tragenden Stangen (46) und dazwischen angeordneten Blechen (47) gebildet ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungs- und Kontrolleinrichtungen für Teile der Anlage innerhalb des Absorberkäfigs (4) angeordnet sind und bevorzugt mit dem Absorberkäfig (4) jeweils metallisch verbunden sind.
Mikrowellendurchlaufofen, insbesondere zur kontinuierlichen Herstellung und Erwärmung von Werkstoffen, bevorzugt im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten aus nichtmetallischem Pressgut (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellendurchlaufofen (1) zumindest zwei unterschiedliche Arten an Mikrowellenerzeugern umfasst, die geeignet sind Mikrowellen unterschiedlicher Frequenzen, bevorzugt von 915 und 2450 MHz, zu erzeugen und in das Pressgut (10) einzubringen, insbesondere bevorzugt aus unterschiedlichen Einstrahlebenen.
Mikrowellendurchlaufofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellendurchlaufofen (1) neben einer ersten Abschirmung (15), einem Absorber (3) einen weiteren umgebenden Absorberkäfig (4) zur Eingrenzung von Mikrowellen und/oder Reststrahlung umfasst.
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung und Erwärmung von Werkstoffen, insbesondere im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten aus nichtmetallischem Pressgut (10), dadurch gekennzeichnet, dass Mikrowellen zweier unterschiedlicher Frequenzen verwendet werden, bevorzugt einer Frequenz von 915 und 2450 MHz, die insbesondere bevorzugt in das Pressgut (10) aus unterschiedlichen Einstrahlebenen eingestrahlt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei der Herstellung von geschichtetem Furnierholz aus mehreren Schichten Furnieren, bevorzugt beleimten Furnieren, die Mikrowellen der Frequenz 915 MHz parallel zur Flächenerstreckung der Furniere und/oder über die Schmalseiten des Pressgutes (10) und die Mikrowellen der Frequenz 2450 MHz in die Oberflächenseite des Pressgutes (10) eingestrahlt werden.