DE102015107373A1

DE102015107373A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten und eine Werkstoffplatte

Info

Publication number: DE102015107373A1
Application number: DE102015107373.0A
Authority: DE
Inventors: Ulf Könekamp; Reto Pattis; Christian Prystaz
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2016-11-17
Also published as: WO2016180881A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses auf einem endlos umlaufenden Formband im Zuge der Herstellung einer Werkstoffplatte in einer Presse, mit wenigstens einer Streueinheit (2, 9) zur Aufbringung von einem ersten Material (A) in einer Schicht (3, 9) mit einer vorgegebenen Breite (4) und mit wenigstens einer zweiten Streueinheit (5) mit zumindest einer Materialzuführung (15) zur Aufbringung einer Schicht des ersten und/oder eines zweiten Materials (A, B, C) mit einem differenzierten Flächengewichtsprofil in und/oder quer zur Produktionsrichtung (10) auf das Formband (1). Die Erfindung soll die kontinuierliche oder taktweise Verpressung von einem Vlies, das unterschiedliche Flächengewichte über die Breite und Länge aufweist, verbessern. Die Erfindung besteht darin, dass zur zumindest teilweisen Konditionierung des ersten und/oder zweiten Materials (A, B, C) für die zweite Streueinheit (25) eine Konditioniervorrichtung (25) angeordnet ist. Weiter wird eine Werkstoffplatte beschrieben, die insbesondere hergestellt nach dem obigen Verfahren oder in einer obigen Vorrichtung, die unterschiedlich konditioniertes Material und damit besonders bevorzugt differenzierte Verbundstrukturen aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten mit wenigstens einer Streueinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Streuen eines Vlieses im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8. Weiter betrifft die Erfindung eine Werkstoffplatte nach dem Patentanspruch 15.
Neben den üblichen Werkstoffplatten, die aus Fasern, Schnitzeln, Spänen aus Holz, holzähnlichen oder zumindest anteilig aus anderen Werkstoffen bestehen, soll es die Erfindung ermöglichen, insbesondere Grobspanplatten zu verbessern. Diese Grobspanplatten werden üblicherweise OSB genannt (Englisch für: „Oriented Strand Board“; „Platte aus gerichteten Spänen respektive Schnitzeln“). Das verwendete Material sind in der Regel lange schlanke Späne (Schnitzel; engl: „Strands“), die mit geeigneten Vorrichtungen zur Herstellung eines Vlieses orientiert auf ein Formband gestreut werden können.
Bei der Faser- oder Spanherstellung werden bekannte und übliche Verfahren verwendet. Bei der industriellen Fertigung von Grobspanplatten werden zunächst die Schnitzel in Längsrichtung aus entrindetem Rundholz durch rotierende Messer herausgeschnitten. Die Schnitzel werden anschließend getrocknet. Dies ist notwendig, damit beim späteren heißen Verpressen der Schnitzel zu einer Werkstoffplatte die in den Schnitzeln vorhandene Feuchtigkeit durch den durch die Hitze entstehenden Dampfdruck die Werkstoffplatte nach dem Austritt aus der Presse nicht aufbricht. Die getrockneten Schnitzel werden anschließend in einer Beleimmaschine fein mit Klebstoff benetzt, bevor die etwa 100 bis 200 mm langen, 10 bis 50 mm breiten und etwa 0,6 bis 1,5 mm dicken Schnitzel dann zu einem Vlies gestreut werden. Dieses Vlies hat eine vorgegebene erste Breite, die sich nach der Größe der verwandten Maschinen und nach der Größe der herzustellenden Werkstoffplatten richtet. Das Vlies wird dann unter hohem Druck und mit einer hohen Temperatur gepresst, wobei außer getaktet arbeitenden Ein- oder Mehretagenpressen insbesondere auch kontinuierlich arbeitende Pressen zum Einsatz kommen. Die Temperatur dieser Pressen liegt bei etwa 200 bis 250 °C. Abschließend werden die aus den Pressen kommenden Werkstoffplatten noch besäumt und gesägt, um dann fertige Werkstoffplatten mit den gewünschten Maßen zu erhalten. Beim Besäumen werden die Randsektoren der Rohplatten abgetrennt, in denen das Vlies aus fertigungstechnischen Gründen nicht die gewünschte Dicke hat oder andere fertigungsbedingte Mängel aufweist. Die Breite der Randbereiche wird bei der oben erwähnten für die Streuung des Vlieses vorgegebenen Breite entsprechend berücksichtigt. Insbesondere bei der Herstellung von Grobspanplatten hat die Verwendung von großflächigen Schnitzeln den Nachteil, dass der Randbereich hinsichtlich seiner Querorientierung nicht perfekt gestreut werden kann und wird üblicherweise mit mehr als der Hälfte einer Schnitzellänge besäumt, wobei die Besäumsäge die großflächigen Schnitzel zerschneidet. Die Rückführung dieser zerkleinerten Schnitzel in den Produktionskreislauf, meist in einen Dosierbunker vor der Streuvorrichtung ist aber nicht immer gewünscht bzw. für alle Schichten geeignet.
Mit WO 2005 046 950 A1 ist eine Partikel- oder Spanplatte und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt geworden. Diese Partikelplatte besteht dabei aus mindestens drei Schichten, wobei die äußeren Schichten aus feinem Material bestehen, wohingegen die mittlere Schicht aus gröberem Material besteht. Um nun ein Höchstmaß an Material einzusparen, ist vorgesehen, die Platte grundsätzlich mit niedrigem Materialanteil herzustellen, wobei nur an den Stellen der Platte ein höherer Anteil an Material gestreut werden soll, der später für die Einarbeitung von Beschlägen bzw. Befestigungselementen benötigt wird, um Verbindungen mit anderen Teilen herzustellen. Hierzu wird vorgeschlagen, in Längsrichtung bzw. in Produktionsrichtung der Pressgutmatte kontinuierlich einen höheren Anteil an Material auf das Formband bzw. auf die bereits vorhandene untere Deckschicht zu streuen, um in der Produktionsrichtung voneinander beabstandete Spuren mit höherem Materialeintrag (Flächengewicht) der Pressgutmatte zu erhalten, die nach Herstellung einer in Länge und Breite gleichmäßig dicken Platte, eine höhere Dichte aufweisen. Zusätzlich kann durch zumindest eine quer zur Produktionsrichtung bewegbare Düse an bestimmten Stellen, vorzugsweise in Querrichtung fleckenähnlich zusätzlich Material aufgebracht werden. Dies dient dazu, um aus einem aufgeteilten Plattenstrang Spanplatten zu erhalten, die zur Montage von Beschlägen oder Verbindungsmitteln eine höhere Dichte aufweisen, aber in der Fläche weniger Material und Dichte verwenden.
In einer Weiterentwicklung des obigen Standes der Technik beschreibt die EP 2 653 279 A1 die Möglichkeit ein Vlies während der Herstellung innerhalb der Streumaschine derart zu beeinflussen, dass während des Streuens über die Breite differenziert Material entnommen wird um ebenfalls wieder ein Vlies mit unterschiedlichen Dichten über die Breite herzustellen.
Eine Alternative zur vorgenannten Herstellungsart ist mit DE 10 2008 030 417 A1 bekannt geworden. Hier wird eine optimale Streuung mit einem gleichmäßigen Flächengewicht mit herkömmlichen und bekannten Streuvorrichtungen vorgeschlagen um anschließend mit geeigneten Mitteln, beispielsweise Fräswalzen (engl: „Scalper“) Teile der Matte wieder zu entnehmen. Eine derartige Fräsvorrichtung wurde in einer Fortführung dieser Technologie mit EP 2 535 158 B1 vorgeschlagen, in welcher die Fräsvorrichtung abschnittsweise in der Lage ist, unterschiedliche Mengen an Vlies abzutragen und so für ein Vlies mit einem differenzierten Flächengewicht über die Breite Sorge tragen kann.
Neben den Problemen bei der Herstellung eines Vlieses haben sich Schwierigkeiten bei der Verpressung eines Vlieses mit unterschiedlichen Flächengewichten gezeigt. Insbesondere ist es problematisch, dass eine kontinuierlich arbeitende Presse mit umlaufenden Stahlbändern zum Stahlbandverlauf neigt, da unterschiedliche Drücke über Länge und Breite auf die Stahlbänder und ggfs. auf die rollende Abstützung wirken. Zum anderen ergeben sich Probleme bei der Wärmeübertragung von den heißen Stahlbändern in das Vlies, weil sich die unterschiedlichen Flächengewichtsbereiche des Vlieses auch unterschiedlich hinsichtlich der Wärmeübertragung verhalten. Es hat sich gezeigt, dass trotz durchschnittlich geringeren Flächengewichten eine Pressgutmatte mit einem differenziertem Flächengewichtsprofil über die Länge und/oder Breite genauso lange zur Aushärtung benötigt, wie bei einer Pressgutmatte ohne Flächengewichtssenken.
Selbst wenn bei einer Taktpresse das Problem des Stahlbandverlaufs nicht in erster Linie auftritt, so kommt es hier auch zu dem Nachteil, dass die Verpressung so lange dauern muss, bis die Werkstoffplatte vollständig in allen Bereichen abgebunden hat. Es hat sich gezeigt, dass trotz eines wesentlich geringeren Flächengewicht des Vlieses eine unerwartet lange Zeit benötigt wird um das Vlies vollständig durchzuheizen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten zu schaffen, mit der es möglich ist, ein Vlies herzustellen, das unterschiedliche Flächengewichte über die Breite und Länge aufweist, aber durch geeignete Maßnahmen die bisherigen Nachteile während der Verpressung nicht kennt. In einer Erweiterung der Aufgabe soll es nun möglich sein, dass durch die unterschiedliche Konditionierung der verschiedenen Schichten, insbesondere an einem Rand der Werkstoffplatte die Bereiche der unterschiedlichen Flächegewichte respektive unterschiedlicher Dichten im Endprodukt voneinander manuell oder mit Hilfsmitteln abgegrenzt werden können.
Die Lösung für die Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses auf einem endlos umlaufenden Formband im Zuge der Herstellung einer Werkstoffplatte in einer Presse, mit wenigstens einer Streueinheit zur Aufbringung von einem ersten Material in einer Schicht mit einer vorgegebenen Breite und mit wenigstens einer zweiten Streueinheit mit zumindest einer Materialzuführung zur Aufbringung einer Schicht des ersten und/oder eines zweiten Materials mit einem differenzierten Flächengewichtsprofil in und/oder quer zur Produktionsrichtung auf das Formband, besteht im Wesentlichen darin, dass zur zumindest teilweisen Konditionierung des ersten und/oder zweiten Materials für die zweite Streueinheit eine Konditioniervorrichtung angeordnet ist.
Dabei wird in der Regel ein erstes Material für die Verwendung vorbereitet, also konditioniert. Unter Konditionieren versteht die Erfindung die Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Materials wie Feuchtigkeit, Größe, Mischungsverhältnis (Klassierung, Zumischung, Absiebung), Beleimung, Temperatur und dergleichen. Wird nun das Material normalerweise direkt der einen oder mehreren Streueinheiten zur flächenhaften Herstellung des Vlieses zugeführt, so wird nach der Erfindung entweder das vorgenannte erste Material für die zweite Streueinheit in einer Konditioniervorrichtung behandelt und damit in zumindest einer wesentlichen (physikalischen) Eigenschaft gegenüber dem flächenhaft gestreuten Vlies verändert oder es wird ein zweites, anderes, Material der Konditioniervorrichtung zugeführt, dass sich im Wesentlichen von dem ersten unterscheidet.
Insbesondere soll dabei im Vordergrund stehen, dass die Bereiche mit dem höheren Flächengewicht derart konditioniert werden, dass diese in der Presse trotz einem größeren Materialanteil (mehr Energie notwendig, insbesondere wenn das Material gleichzeitiger isolierenden Charakter aufweist) schneller durchwärmt werden und der Klebstoff/Leim gleichzeitig mit den umliegenden Bereichen mit geringerem Materialanteil abbindet.
Der Unterschied zwischen den beiden Schichten besteht in dem unterschiedlichen Flächengewichtsprofil in Länge und Breite und insbesondere weiter darin, dass die zweite Streueinheit – oder mehrere davon – geeignet sind, lokale Flächengewichtserhöhungen zu produzieren, die sich beispielsweise in Spuren längs und/oder quer zur Produktionsrichtung erstrecken und zwischen den Spuren vergleichsweise wenig oder bevorzugt gar kein zweites Material aufgebracht wird.
Unter dem Flächengewichtsprofil wird nach der Erfindung nicht die technisch (Streutechnik) oder technologisch (Verfahrenstechnik) bekannten Randüberhöhungen des Vlieses an den Schmalseiten verstanden. Das differenzierte Flächengewicht quer und/oder in Produktionsrichtung bezieht sich auf eine variabel gestreute eigene Schicht, die sich auch nur durch lokale Aufbringungen auszeichnen kann, wie bereits oben zum Stand der Technik diskutiert. Der Aufbau eines Vlieses kann mit einer oder mehreren lokalen Flächengewichtserhöhungen und einer nachfolgenden flächigen Schicht auf einem Formband beginnen und/oder enden. Gleichfalls kann dies auch für die „üblichen“ Schichten mit vollständiger Ausbreitung über die vorgegebene Breite gelten. Die „vorgegebene“ Länge ergibt sich durch das endlos umlaufende Formband.
Es wurde erkannt, dass sich die Geschwindigkeit einer kontinuierlich arbeitenden Presse, respektive die Pressdauer einer Taktpresse, sich nach den Bereichen richten muss, die am langsamsten durchwärmt werden. Dies sind üblicherweise die Bereiche mit dem meisten Material (höheres Flächengewicht). Erst wenn in allen Bereichen des Vlieses das Bindemittel ausreichend durchgewärmt ist, wird es abbinden und aushärten und für den Verbund der Werkstoffplatte sorgen.
Die nach der Presse entstehenden Rohplatten oder Werkstoffplatten sind nicht weiter ausdefiniert, da das Problem der Endfertigung hinsichtlich Aufteilung, Besäumung, Kantenbearbeitung nicht Gegenstand dieser Erfindung ist. Gleichwohl ist es offensichtlich, dass für eine entsprechende Ausgestaltung einer Werkstoffplatte der Fachmann die Enstehung des Stranges oder der Werkstoffplatte zurückzurechnen weiß und entsprechende Besäum- und Sägezugaben bei der Herstellung des Vlieses, wie auch bereits aus dem Stand der Technik bekannt, einrechnet, um die notwendigen Parameter für die Anordnung, Breite, Dicke und Lage der Schichten im Vlies festlegen zu können.
Die nachfolgenden Merkmale und Ausgestaltungen können für sich alleinstehend oder in Kombination mit den weiteren Merkmalen den Gegenstand der Lösung weiter verbessern:
Bevorzugt sind in der Konditioniervorrichtung Mittel zur Veränderung der Farbe, der Temperatur, der Feuchtigkeit und/oder der Beleimung des Materials angeordnet.
Zur Änderung der Temperatur kann eine Sprüh-, eine Hochfrequenz-, eine Mikrowellen-, eine Konvektions- und/oder eine Bedampfungsvorrichtung angeordnet sein. Die Sprühvorrichtung kann dabei vorzugsweise temperiertes Wasser oder äquivalente Mittel aufsprühen.
Zur Änderung der Beleimung können Beleimdüsen angeordnet sein, die geeignet sind einen anderen und/oder zusätzlichen Leim oder einen zusätzlichen Leimanteil der Klebstoffflotte aufzubringen. Insbesondere soll dabei das Abbindeverhalten des Leimes des Materials für die zweite Streueinheit positiv beeinflusst werden, so dass das Abbindeverhalten im Wesentlichen den Flächenbereichen mit niedrigem Flächengewicht entspricht. Bevorzugt kann die Konditioniervorrichtung aus einem Fallschacht oder einer Auflösevorrichtung zur Herstellung eines Materialteppichs bestehen, auf die/den die Beleimdüsen aufsprühen.
Neben diesen Merkmalen können auch die Menge an Klebstoff, die Art des Klebstoffes und/oder hinsichtlich der Eigenschaften des Klebstoffes, bspw. Härterzugaben und/oder Klebstoffflottenanteile, Veränderungen geschehen oder unterschiedlich aufgebracht werden, bevorzugt bei einem zweiten anderen noch nicht beleimten Material. Bei einer Veränderung der Farbe führt dies durch den Farb-/Lackanteil zu einer veränderten Wärmeübertragung in diesem Bereich, wodurch das Material ebenfalls als konditioniert betrachtet wird.
Die Unterscheidung erste und zweite Streueinheit bezieht sich nicht auf die Reihenfolge am Formband.
Je nach Anwendungsfall oder Materialmenge wird der zweiten Streueinheit frisches bzw. eigenes Material zugeführt, was vorzugsweise in einem Dosierbunker zwischengespeichert wird, um für Produktionsänderungen oder -stopps das Material puffern zu können. Das gleiche gilt natürlich auch für das aus anderen Bereichen der Vorrichtung rückgeführte Material.
In der Vorrichtung kann weiter eine Besäumsäge zur Besäumung der Längskanten des Vlieses und/oder eine Glättvorrichtung zur Abtrennung von Material aus dem Vlies angeordnet sein, welche bevorzugt direkt oder indirekt über eine Materialrückführung mit der zweiten Streueinheit wirkverbunden ist.
Weiter kann der Materialzuführung und/oder der Materialrückführung ein Dosierbunker für das Material zugeordnet sein.
Alternativ oder in Kombination wird die Konditioniervorrichtung an der zweiten Streueinheit, der Materialrückführung, dem Dosierbunker und/oder an der Materialzuführung angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden bei einer orientiert gestreuten Schicht die Seitenränder des Vlieses oder des Teilvlieses besäumt und die verwendeten Schnitzel durch die Besäumung in ihrer Größe verkleinert, um besonders für die Anwendung in der zweiten Streueinheit geeignet und somit konditioniert zu sein.
Auch hier können die anderen konditionierenden Möglichkeiten zusätzlich zur Anwendung kommen.
Besonders bevorzugt wird diese Vorrichtung in einer Anlage zur Herstellung von orientiert gestreuten Platten angeordnet sein oder in einer Anlage, in der Vliese zur Verpressung hergestellt werden, die zumindest eine orientiert gestreute Schicht aufweisen.
Die Lösung für das Verfahren zum Streuen eines Vlieses auf einem endlos umlaufenden Formband im Zuge der Herstellung einer Werkstoffplatte in einer Presse besteht darin, dass das erste und/oder das zweite Material vor oder in der zweiten Streueinheit mittels einer Konditioniervorrichtung konditioniert wird.
Bevorzugt wird in der Konditioniervorrichtung die Farbe, die Temperatur, die Feuchtigkeit und/oder die Art und/oder Weise der Beleimung verändert.
Dabei kann die Veränderung der Temperatur des Materials mittels einer Sprüh-, eine Hochfrequenz-, eine Mikrowellen-, eine Konvektions- und/oder eine Bedampfungsvorrichtung durchgeführt werden.
Zur Veränderung der Beleimung kann ein anderer und/oder ein zusätzlicher Leim oder Leimanteil der Klebstoffflotte aufgebracht werden. Dies ist insbesondere sinnvoll, um das Abbindeverhalten des Leimes des konditionierten Materials, respektive während des Pressens zu beeinflussen.
Durch eine Besäumsäge zur Besäumung der Längskanten des Vlieses und/oder durch eine Glättvorrichtung kann entnommenes Material aus dem Vlies direkt oder indirekt über eine Materialrückführung der zweiten Streueinheit zugeführt werden.
Das Material vor der Materialzuführung und/oder der Materialrückführung kann in einem Dosierbunker zwischengelagert und dosiert ausgetragen werden.
Das Material kann in der zweiten Streueinheit, in der Materialrückführung, einem Dosierbunker und/oder in der Materialzuführung mittels der Konditioniervorrichtung behandelt werden.
Bevorzugt werden zumindest eine Schicht und/oder die Streifen des Vlieses orientiert gestreut.
Die Lösung für eine Werkstoffplatte nach der Erfindung besteht darin, dass eine flächige Schicht und zumindest eine weitere Schicht mit einem differenzierten Flächengewichtsprofil quer und/oder längs, welche bevorzugt mit Streifen zur Verstärkung der Werkstoffplatte ausgeführt ist, wobei das Material einer Schicht gegenüber dem Material einer weiteren Schicht und/oder zumindest Teile der Materialien der Bereiche verschiedener Dichte unterschiedlich konditioniert sind.
In dieser Lösung werden dabei verschiedene Aspekte der neuen Werkstoffplatte dargestellt. Zum einen, dass die Werkstoffplatte Schichten mit unterschiedlicher Konditionierung aufweist, darstellbar insbesondere an einem Schnitt durch die Werkstoffplatte (8) und zum anderen, dass bei einer Draufsicht auf die Flächenseite Bereiche an der Werkstoffplatte vorhanden sind, in denen lokale Dichteerhöhungen auftreten, die gegenüber den benachbarten Dichtesenken Material aufweisen, das unterschiedlich konditioniert ist. Diese Definition gilt insbesondere für die Verwendung von Dichteprofilen, die bei einer Schicht Bereiche ohne Materialanteile (Streifen) aufweisen.
Insbesondere sollen die Materialien hinsichtlich ihrer Beleimung, insbesondere hinsichtlich der Menge an Klebstoff, der Art des Klebstoffes und/oder hinsichtlich der Eigenschaften des Klebstoffes, bspw. Härterzugaben und/oder Klebstoffflottenanteile, unterschiedlich sein oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Alternativ oder in Kombination können die Materialien in ihrer Farbe und/oder ihrer Plastifizierung unterschiedlich konditioniert sein und/oder physikalische Unterschiede hinsichtlich der Materialeigenschaften und/oder des ausgehärteten Verbundes innerhalb einer Schicht in der Werkstoffplatte aufweisen.
Besonders bevorzugt besteht die Werkstoffplatte aus einer ungeraden Anzahl an Schichten, wobei zumindest eine vorhandene Schicht mit differenziertem Flächengewichtsprofil zwischen den flächigen Schichten angeordnet ist.
Die Werkstoffplatte kann mit der beanspruchten Vorrichtung und/oder dem Verfahren hergestellt werden.
Besonders bevorzugt können bei einer orientiert gestreuten Werkstoffplatte mit zumindest einer orientiert gestreuten Schicht die Streifen unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Lastprofiles an die Verwendung als Bodenplatte in Containern im Vlies angeordnet werden.
Die vorgeschlagene Vorrichtung kann eigenständig oder zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens verwendet werden.
Es ist auch im Sinne der Erfindung, wenn die zweite Streueinheit Streifen streut, welche insbesondere in oder quer zur Produktionsrichtung orientiert werden. Alternativ können auch diese auch in einem beliebigen Winkel, vorzugsweise in 30°, 45°, 60° Winkel zur Produktionsrichtung des Vlieses aufgebracht werden.
Es wird nochmal auf den Unterschied zwischen den Begrifflichkeiten Flächengewicht und Dichte hingewiesen. Bei der Herstellung des Vlieses wird ein Flächengewichtsprofil über die Breite oder Länge des Vlieses hergestellt, was in der Folge natürlich auch unterschiedliche Vlieshöhen generieren kann. In diesen Fall muss die Dichte (bei unterschiedlicher Höhe) nicht zwangsläufig unterschiedlich sein. Wird das Vlies aber gleichförmig über die Breite verpresst, bzw. durchläuft einen über die Breite gleichmäßigen Presspalt, wird es unterschiedliche Dichten aufweisen, aufgrund der unterschiedlichen Flächengewichte.
In vorteilhafter Art und Weise ist es nun auch möglich den Pressfaktor (Zeit zur Durchhärtung bzw. Verweildauer des Vlieses in der Presse) deutlich zu erhöhen. Bisher mussten bei der Herstellung von Werkstoffplatten die Zeit zur Durchwärmung des Vlieses anhand der Bereiche festgelegt werden, die das höchste Flächengewicht aufweisen bzw. während einer Verpressung die höchste Dichte. Dies ist damit begründet, dass die Durchwärmung und damit die Erreichung des Abbindepunktes des Klebstoffes in diesen Bereichen mit hoher Dichte zuletzt stattfindet, da mehr Material durchgewärmt werden muss. Damit entsteht der Effekt, dass trotz Materialeinsparung die Produktion vor der Erfindung nicht erhöht werden konnte. Durch die Konditionierung des Vlieses in Bereichen höheren Flächengewichts, kann in vorteilhafter Art und Weise die Durchwärmung dieser Bereiche beschleunigt werden, beispielsweise durch höhere Temperatur des Materials für die höher dichten Bereiche bei der Einbringung in das Vlies, insbesondere bei schnell laufenden Vliesen. Somit erreichen die Bereiche niedriger und hoher Dichte im Wesentlichen gleichzeitig die Abbindung des Klebstoffes im Vlies und damit deutlich schneller als bisher.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Dabei zeigt:
1 die Aufsicht auf eine Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses;
2 die Schnittansicht durch die Vorrichtung gemäß 1;
3 die Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1 ohne Vlies;
4 eine Vorrichtung gemäß 1 mit einer Glättvorrichtung der Oberfläche einer Schicht in der Seitenansicht;
5 eine Vorrichtung gemäß 1 mit einer Besäumvorrichtung der Längskanten des Vlieses in der Seitenansicht,
6 die Draufsicht auf eine alternative Vorrichtung mit einer zweiten Streueinheit mit mehreren verstellbaren Streukammern und der Besäumvorrichtung vor einer Presse;
7 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausgestaltung der Materialzu- und Materialrückführung in Verbindung mit einem Dosierbunker und einer alternativen Konditioniereinrichtung für das verwendete Material;
8 einen Schnitt durch eine beispielhafte Werkstoffplatte mit einem zugehörigem Dichteprofil.
In den 1, 2 und 3 erkennt man die Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses 9 im Zuge der Herstellung einer Werkstoffplatte in drei verschiedenen Ansichten. Dabei wird auf ein kontinuierlich umlaufendes Formband 1 von zumindest einer Streueinheit 2 in bekannter Weise eine Schicht 3 aus einem ersten Material A in einer vorgegebenen Breite 4 aufgestreut. Die derart gestreute Schicht 3 läuft unter einer zweiten Streueinheit 5 durch, die eine weitere Schicht, hier in der beispielhaften Form eines Streifens 6, des konditionierten Materials A und/oder B aufbringt. Dabei wird das Material A oder das Material B in einer in diesen Figuren nicht näher dargestellten Konditioniervorrichtung konditioniert. Die zweite Schicht 6 hat dabei eine Breite 7, die geringer ist als die erste Breite 4 des Vlieses 9. Über die Schicht mit dem Streifen 6 wird in der hier dargestellten Ausführungsform dann mittels einer weiteren Streueinheit 8 noch eine weitere Schicht 9 auf die erste Schicht 3 und die darauf liegenden Streifen 6 gestreut, so dass insgesamt ein dreischichtiges Vlies 11 erzeugt wird, das in Produktionsrichtung 10 durch das endlos umlaufende Formband 1 transportiert wird. Dabei liegen die drei Schichten übereinander, wie dies in der 2 (Schnitt X2 aus Figur in der Schnittansicht) durch die Vorrichtung und das gestreute Vlies 11 zu erkennen ist. In der Seitenansicht nach 3 erkennt man deutlicher die konsekutive Reihenfolge und den Aufbau der Vorrichtung nach 1 mit einer Darstellung der Materialzuführungen des Materials A für die Streueinheiten 2 und 8 und einer vorzugsweise separaten Materialzuführung 15 für die zweite Streueinheit 5. Es wäre natürlich auch möglich ein drittes Material in die Streueinheit 8 und/oder mehrere weitere Streueinheiten zu verwenden, je nach dem Schichtaufbaus des Vlieses 11.
Da die Presse das in Schichten 3 und 9 und Spuren 6 enthaltene Vlies 11 über seine gesamte Breite 4 auf dieselbe Stärke zusammenpresst, wird eine Werkstoffplatte erzeugt, die in den Bereichen der Streifen 6, in denen das Vlies 11 mehr Material enthält, stärker komprimiert ist, als in den Sektoren zwischen den Streifen. Damit wird der gewünschte Effekt erzielt, dass die Werkstoffplatte dort eine höhere Dichte aufweist. An diesen Stellen können in die dort entstehenden Ränder, nach der Aufteilung durch Sägen, Nut und Feder bzw. Spund problemloser eingearbeitet werden. Auch können bei dementsprechender Gestaltung, wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt, die Spuren höherer Dichte dazu verwendet werden Befestigungsmittel an Bauplatten oder Möbelplatten einfacher und mit besseren Halteeigenschaften anzubringen. Insbesondere werden Bohrungen, Nuten oder dergleichen mit höherer Qualität herstellbar und verbessern die Lebensdauer und Benutzbarkeit des Produktes deutlich. Zu diesem Zwecke wird das herzustellende Streumuster der zweiten Streueinheiten an die herzustellende Werkstoffplatte angepasst und die nachfolgenden vorgeschlagenen Ausführungsbeispiele einer adaptiven Streuvorrichtung verwirklicht.
Es sei darauf hingewiesen, dass neben lokal platzierten Flächengewichtserhöhungen sich die Streifen 6 quer zur Produktionsrichtung 10, insbesondere in Kombination mit Streifen 6 längs in einfacher Art und Weise mit einer Vorrichtung nach der Erfindung in das Vlies einbringen lassen. Beispielsweise kann hierzu vorher auf ein endloses Zwischenband aufgestreut werden, was sich taktweise bewegt und eine Spur quer abwirft. Es stehen natürlich auch andere Möglichkeiten offen, Spuren 6 quer zur Produktionsrichtung anzuordnen, insbesondere um Lastprofile für die fertigen Werkstoffplatten in vorteilhafter Weise vorteilhaft übertragen zu können.
Das Material C für die zweite Streueinheit 5 kann wie in den 4 und 5 exemplarisch dargestellt, auch über Materialrückführungen 14 zugeführt werden, die das Material C aus Vorrichtungen beziehen, die überschüssiges Material C aus dem Vlies entnommen haben.
Wie in 4 anhand eines nur anfänglichen Formstranges mit einem Formband 1 schematisch dargestellt, wird hier Material A mit einer Streueinheit 2 auf das Formband gestreut und nachfolgend mittels einer Glättvorrichtung 13 an der Oberfläche geglättet. Dies erfolgt üblicherweise um Streuungenauigkeiten in der ersten Schicht 3 zu beheben, wobei Glättvorrichtungen 16 üblicherweise überschüssiges Material über eine Materialrückführung 14 von dem Vlies 11 austragen und wieder den Streueinheiten 2, 5 oder dessen Dosierbunker zuführen. Auch ist es üblich dieses Material C in einer Verbrennung thermisch zu verwerten. Anstelle der Glättvorrichtung 16 oder sogar in Kombination könnte auch eine Fräsvorrichtung angeordnet sein, die die Oberfläche der Schicht 3 abfräst. In vorteilhafter Weise könnten sogar in einer vorteilhaften Ausführung lokale Flächengewichtsüberhöhungen und/oder Spuren in die erste Schicht eingearbeitet werden, die entweder mit den Streifen 6 der zweiten Streueinheit 5 aufgefüllt werden, vorzugsweise mit einer differenzierten Orientierung und/oder Material, oder die benachbart zu den Streifen 6 angeordnet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Glättvorrichtung 16 auch oder nur nach einer – hier nicht dargestellten – weiteren Streueinheit 8 liegen kann. Die Begriffe vor und nach beziehen sich offensichtlich auf die Richtung des Materialflusses.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann nun dieses Material direkt über die Materialrückführung 14 in die Streueinheit 5 substituierend zum regulären Eintrag des Materials A, B aus der Materialzuführung 15 oder sogar diese ersetzend eingeführt werden.
In 5 wird eine weitere Alternative oder Kombination dargestellt, in der nach der Herstellung des Vlieses 11 mittels der Streueinheit 2 für die Schicht 3 und der zweiten Streueinheit 5 zur Herstellung der Streifen 6 eine Besäumsäge 13 für die Längskanten in Produktionsrichtung 10 nachgeordnet wird, mit der die Breite des Vlieses 11 auf ein gewünschtes Maß gebracht wird. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, um herstellungsbedingte Streufehler nicht aufwendig verpressen zu müssen. Das von der Besäumsäge 13 seitlich entfernte Material wird dabei über eine Materialrückführung 14 der zweiten Streueinheit 5 zugeführt und wird in dieser zusammen mit Material aus einer üblichen Materialzuführung 15 oder dieses ersetzend wiederum in die Streifen 6 eingestreut. Diese Ausgestaltung bietet sich besonders bei der Herstellung einer orientiert gestreuten Werkstoffplatte an, da üblicherweise die vorhandenen orientierbaren Schnitzel durch die Besäumsäge 13 zerschnitten werden. Diese nun zerkleinerten, aber vorzugsweise immer noch orientierbaren Schnitzel, lassen sich nun besonders bevorzugt in der zweiten Streueinheit für die Herstellung eines Streifens 6 des Vlieses 11 verwenden.
Alternativ ist in 6 eine zweite Streueinheit 5 mit mehreren Kammern 19 auf durchgehenden Streuwalzen 12 dargestellt. Die Kammern 19 oder die Seitenwände 24 der Kammern 19 respektive der Streueinheit 5 können ebenfalls über Stellglieder 23 verstellbar angeordnet sein, um die Breite 7 der Streifen 6 oder die Lage der Streifen 6 zu beeinflussen. In Draufsicht erkennt man noch in einem Bezug zur 5 die Anordnung einer Besäumsäge 13 mit entsprechendem Austrag des Materials C in Richtung der Materialrückführung 14 und die Presse 21, in der das Vlies 11 verpresst werden kann. Mittels Stellglieder 23 längs und/oder quer zur Produktionsrichtung 10 sind die Kammern 19 und/oder die zweiten Streueinheiten 5 verstellbar, um die Lage der Streifen 6 respektive der das Flächengewicht erhöhenden Bereiche auf dem Formband 1 bzw. der ersten Schicht 3 einzustellen.
Die 7 hat die Materialdosierung, -zuführung und -konditionierung zur zweiten Streueinheit 5 für die Bereiche mit höherem Flächengewicht zum Thema. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die zweite Streueinheit 5 mit einem eigenen Dosierbunker 17 wirkverbunden ist, der für die Dosierung und die Materialbereitstellung der zweiten Streueinheit 5 Sorge trägt. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass sich das Material A für die zweite Streueinheit von dem Material B für die anderen Streueinheiten durchaus unterscheiden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich das Material in der Materialzuführung 15 mittels einer Konditioniereinrichtung 25 in seinen physikalischen Eigenschaften konditioniert wird. Beispielsweise könnte die Temperatur des Materials für die Streifen 6 vorgewärmt, gekühlt, zusätzlich beleimt, mit zusätzlichem Härter, mit Farbe, mit weiterem Material B substituiert, zerkleinert, aufgeschlossen, vermischt und/oder hinsichtlich anderer Merkmale behandelt werden. Wie vorgeschlagen alternativ oder in Kombination, kann die zweite Streueinheit 5 auch Material C aus einer Materialrückführung 14, beispielsweise von einer Glättvorrichtung 16, einer Besäumsäge 13, einem Abwurfschacht für Fehlstreuungen im Formstrang vor einer Presse oder aus verpresstem Material von Fehlpressungen versorgt werden. Auch hier kann ein eigener Dosierbunker 17 für dieses Material vorgesehen sein und/oder eine Konditioniereinrichtung 25.
In einer weiteren alternativen oder in Kombination verwendbaren Ausführungsform kann die Konditioniereinrichtung 25 in der Streueinheit 5 mit angeordnet sein.
Somit kann das Material, das über die Materialrückführung 14 der zweiten Streueinheit 5 zugeführt wird, als auch das Material, das über die Materialzuführung 15 in die zweite Streueinheit 5 gelangt, bedarfsweise in einer Konditioniervorrichtung 25 mit einem für die Herstellung von Nut und Feder oder Spund, respektive besonders geeignetem Leim vermischt werden, um die spätere Verwendung dieser Elemente zu erleichtern. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass auch in der Materialrückführung 14 durch die Besäumsäge 13 oder die Glättvorrichtung 16 aufgenommenes Material auch auf andere Weise bedarfsgerecht aufbereitet, d.h. ggf. z.B. noch einmal zerkleinert werden kann, beispielsweise in einer Konditioniervorrichtung 25.
In 8 wird in einem Schnitt beispielhaft eine Werkstoffplatte 18 und ein zugehöriges Dichteprofil (oberhalb) dargestellt. Dabei erkennt man, dass die Flächenseiten der Werkstoffplatte 18 parallel sind und somit sich eine erhöhte Dichte in den Bereichen ergibt, in denen mehr Material A, B, C in der Schicht 6 aufgestreut worden ist.
Die Werkstoffplatte bzw. deren inkorporierten Materialien(-schichten) werden also in den Bereichen höherer Dichte nach der Verpressung gegenüber den Bereichen niedrigerer Dichte zumindest teilweise unterschiedlich konditioniert sein.
Bezugszeichenliste

1: Formband
2: Streueinheit
3: Schicht
4: Breite (Vlies)
5: Streueinheit
6: Streifen
7: Streifenbreite
8: Streueinheit
9: Schicht
10: Produktionsrichtung
11: Vlies
12: Streuwalzen
13: Besäumsäge
14: Materialrückführung
15: Materialzuführung
16: Glättvorrichtung
17: Dosierbunker
18: Werkstoffplatte
19: Kammern
20
21: Presse
22
23: Stellglieder
24: Seitenwände
25: Konditioniereinrichtung
A, B, C: Material für das Vlies

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

WO 2005046950 A1 [0004]
EP 2653279 A1 [0005]
DE 102008030417 A1 [0006]
EP 2535158 B1 [0006]

Claims

Vorrichtung zum Streuen eines Vlieses auf einem endlos umlaufenden Formband im Zuge der Herstellung einer Werkstoffplatte in einer Presse, mit wenigstens einer Streueinheit (2, 9) zur Aufbringung von einem ersten Material (A) in einer Schicht (3, 9) mit einer vorgegebenen Breite (4) und mit wenigstens einer zweiten Streueinheit (5) mit zumindest einer Materialzuführung (15) zur Aufbringung einer Schicht des ersten und/oder eines zweiten Materials (A, B, C) mit einem differenzierten Flächengewichtsprofil in und/oder quer zur Produktionsrichtung (10) auf das Formband (1), dadurch gekennzeichnet, dass zur zumindest teilweisen Konditionierung des ersten und/oder zweiten Materials (A, B, C) für die zweite Streueinheit (25) eine Konditioniervorrichtung (25) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Konditioniervorrichtung (25) Mittel zur Veränderung der Farbe, der Temperatur, der Feuchtigkeit, der Korngrößenverteilung und/oder der Beleimung des Materials angeordnet sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung der Temperatur eine Sprüh-, eine Hochfrequenz-, eine Mikrowellen-, eine Konvektions- und/oder eine Bedampfungsvorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung der Beleimung Beleimdüsen angeordnet sind, die geeignet sind einen und/oder zusätzlichen Leim und/oder Leimanteil der Klebstoffflotte aufzubringen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Besäumsäge (13) zur Besäumung der Längskanten des Vlieses (11) und/oder eine Glättvorrichtung (16) zur Abtrennung von Material (C) aus dem Vlies (11) angeordnet ist und diese direkt oder indirekt über eine Materialrückführung (14) mit der zweiten Streueinheit (5) wirkverbunden sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialzuführung (15) und/oder der Materialrückführung (14) ein Dosierbunker (17) für das Material zugeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem oder mehrere der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniervorrichtung (25) an der zweiten Streueinheit (5), der Materialrückführung (14), dem Dosierbunker (17) und/oder an der Materialzuführung (15) angeordnet ist.
Verfahren zum Streuen eines Vlieses auf einem endlos umlaufenden Formband im Zuge der Herstellung einer Werkstoffplatte in einer Presse, bei dem mit wenigstens einer Streueinheit (2, 9) ein erstes Material (A) in einer Schicht (3, 9) mit einer vorgegebenen Breite (4) und mit wenigstens einer zweiten Streueinheit (5) mit zumindest einer Materialzuführung (15) eine Schicht (6) des ersten und/oder eines zweiten Materials (A, B, C) mit einem differenzierten Flächengewichtsprofil in und/oder quer zur Produktionsrichtung (10) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Material (A, B, C) vor oder in der zweiten Streueinheit (5) mittels einer Konditioniervorrichtung (25) konditioniert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Konditioniervorrichtung (25) die Farbe, die Temperatur, die Feuchtigkeit, die Korngrößenverteilung und/oder die Art und/oder Weise der Beleimung verändert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Temperatur des Materials (A, B, C) eine Sprüh-, eine Hochfrequenz-, eine Mikrowellen-, eine Konvektions- und/oder eine Bedampfungsvorrichtung angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Beleimung ein anderer und/oder ein zusätzlicher Leim oder Leimanteil der Klebstoffflotte aufgebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Besäumsäge (13) zur Besäumung der Längskanten des Vlieses (11) und/oder durch eine Glättvorrichtung (16) entnommenes Material (C) aus dem Vlies (11) direkt oder indirekt über eine Materialrückführung (14) der zweiten Streueinheit (5) zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (A, B, C) vor der Materialzuführung (15) und/oder der Materialrückführung (14) in einem Dosierbunker (17) zwischengelagert und dosiert ausgetragen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (A, B, C) in der zweiten Streueinheit (5), in der Materialrückführung (14), im Dosierbunker (17) und/oder in der Materialzuführung (15) mittels der Konditioniervorrichtung (25) behandelt wird.
Werkstoffplatte, umfassend zumindest eine flächige Schicht (3, 9) und zumindest eine weitere Schicht mit einem differenzierten Flächengewichtsprofil quer und/oder längs, welche bevorzugt mit Streifen (6) zur Verstärkung der Werkstoffplatte ausgeführt ist, wobei das Material einer Schicht gegenüber dem Material einer weiteren Schicht und/oder zumindest Teile der Materialien der Bereiche verschiedener Dichte unterschiedlich konditioniert sind.
Werkstoffplatte gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien hinsichtlich ihrer Beleimung, insbesondere hinsichtlich der Menge an Klebstoff, der Art des Klebstoffes und/oder hinsichtlich der Eigenschaften des Klebstoffes, bspw. Härterzugaben und/oder Klebstoffflottenanteile, unterschiedlich sind oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Werkstoffplatte gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien in ihrer Farbe, ihrer Plastifizierung unterschiedlich konditioniert sind und/oder physikalische Unterschiede hinsichtlich der Materialeigenschaften und/oder des ausgehärteten Verbundes innerhalb einer Schicht in der Werkstoffplatte aufweist.
Werkstoffplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine ungerade Anzahl an Schichten (3, 9) angeordnet sind, wobei zumindest eine vorhandene Schicht mit differenziertem Flächengewichtsprofil zwischen den Schichten (3, 9) angeordnet ist.
Werkstoffplatte nach Anspruch 15, hergestellt mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14.