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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konfektionierung von Werkstoffplatten, insbesondere zum Teilen einer sich entlang dreier Raumrichtungen erstreckenden und in wenigstens zwei Raumrichtungen endliche Maße und ein Flächegewicht zwischen 1,0 kg/m2 und 1000 kg/m2 aufweisenden Bahnware, wobei die Vorrichtung ein Gestell und eine Transporteinrichtung aufweist, wobei die Transporteinrichtung zum Transport der Bahnware mit einer Transportgeschwindigkeit zwischen 0,05 m/s und 5,0 m/s geeignet ist, wobei die Vorrichtung in einem Abschnitt des Gestells mindestens ein Trennwerkzeug zum Ablängen der Bahnware aufweist, wobei das Trennwerkzeug zur Ausbildung einer Schnittiefe zwischen 0,5 mm bis 300 mm geeignet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Konfektionierung von Werkstoffplatten, insbesondere zum Teilen einer, sich entlang dreier Raumrichtungen erstreckenden und in wenigstens zwei Raumrichtungen endliche Maße und ein Flächegewicht zwischen 1,0 kg/m2 und 1000 kg/m2 aufweisenden Bahnware, wobei die Bahnware oder Werkstoffplatte unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung, die ein Gestell aufweist, welches eine Transporteinrichtung zum Transport der Bahnware oder Werkstoffplatte und in einem Abschnitt des Gestells mindestens ein Trennwerkzeug zum Ablängen der Bahnware oder Werkstoffplatte umfasst, konfektioniert wird, wobei die Bahnware oder Werkstoffplatte unter Verwendung eines, eine Schnittiefe zwischen 0,5 mm und 300 mm ausbildenden Trennwerkzeugs geteilt wird, wobei die Transportvorrichtung die Bahnware oder Werkstoffplatte während des Trennungsprozesses mit einer Transportgeschwindigkeit zwischen 0,5 mm/s und 5,0 m/s bewegt.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Vorrichtung zur Konfektionierung von Werkstoffplatten, insbesondere zum Teilen einer sich entlang dreier Raumrichtungen erstreckenden und in wenigstens zwei Raumrichtungen endliche Maße aufweisenden Bahnware, innerhalb einer Werkstoffplattenerzeugungsanlage, vorzugsweise zur Konfektionierung einer Werkstoffplatte die wenigstens Schicht aus einem pflanzlichen Fasermaterial, insbesondere einem aus einer Ein- oder einer Mehrjahrespflanze, ganz insbesondere aus Holz, Gras oder Stroh, gewonnenen Fasermaterial, aufweist.
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Die Herstellung von Werkstoffplatten findet entweder taktgebunden oder kontinuierlich statt. Bei einer taktgebundenen Herstellung werden die Werkstoffplatten als flächenförmige Gegenstände mit in allen drei Raumrichtungen endlichen Abmaßen erzeugt, während die Werkstoffplatten die in einem kontinuierlichen Prozess erzeugt werden, Ablängungen einer lediglich in zwei Raumrichtungen endliche Abmaße aufweisenden Bahnware darstellen. Dabei gibt die Arbeitsweise der Füge- und/oder Verdichtungseinheit vor, ob der Gesamtprozess als taktgebundenes oder kontinuierliches Verfahren beschrieben wird. Da in den Verdichtungseinheiten, respektive den kombinierten Füge-und Verdichtungseinheiten im Allgemeinen bei der Werkstoffplattenerzeugung auch mit nennenswerten Drücken gearbeitet wird, werden diese Einheiten vom Fachmann meist mit Bezug auf eine Gesamtanlage als Pressenteil bezeichnet. Bei der Erzeugung von Werkstoffplatten i.S.d. vorliegenden Schrift liegen die Arbeitsdrücke hier, abhängig von Material und Größe der zu erzeugenden Werkstoffplatte, meist in Bereichen zwischen etwa 80 N/cm2 und 330 N/cm2 und dort vorteilhafterweise zwischen 130 N/cm2 und 280 N/cm2.
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Im Sinne der vorliegenden Schrift bestehen die Werkstoffplatten bevorzugt aus Verbundwerkstoffen und dabei vorzugsweise aus Faser- insbesondere Holzverbundstoffen, Gipsverbundstoffen, Gewebeverbünden und/oder armierten Thermoplasten. Holzverbundstoffe umfassen beispielsweise Pressspan, OSB-Material (Oriented Strand Board-Material), MDF-Material (Mitteldichtes Holzfaser-Material), HDF-Material (Hochdichtes Holzfaser-Material), Multiplex-, Sperrholz-, Leichtbauplatten, Fournier Schichtholz u.a. Unter Gipsverbundstoff werden hier insbesondere die verschiedenen Arten von Gipskarton verstanden. Unter dem Begriff der Gewebeverbundstoffe, sollen Verbundstoffe verstanden werden, bei denen wenigstens ein Verbundanteil ein Gewebe umfasst. Dies ist am häufigsten bei so genannten gewebearmierten Laminaten der Fall. In einfachster Ausgestaltung kann der Begriff jedoch auch ein lediglich imprägniertes Gewebe umfassen. Unter armierten Thermoplasten sollen nach allgemeinem Sprachgebrauch alle (faser-)verstärkten Thermoplaste verstanden werden.
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Eine Werkstoffplatte kann im Sinne der vorliegenden Schrift zudem aus einem Mischverbund in Form eines Laminats bestehen, sofern wenigstens eine Lage des Laminats einem der beschriebenen Verbundwerkstoffe entspricht.
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Dabei ergeben sich je nach Verbund und Plattenstärke Flächengewichte zwischen ca. 1,0 kg/m2 und maximal etwa 1000,0 kg/m2. Übliche Werkstoffplattengrößen liegen heute für den Verkauf an den Großhandel bei etwa 1,8 m bis 3,7 m Breite und zwischen 4,0 m und 12,0 m, meist 6,0 m Länge.
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Vorteile der taktgebundenen Pressenteile bestehen hauptsächlich in der kostengünstigeren Maschinengestaltung. Kontinuierlich arbeitende Pressenteile und entsprechende Herstellungsverfahren zeichnen sich dagegen durch erheblich gesteigerte Produktivität und damit insgesamt geringere Produktionskosten aus. So müssen hier beispielsweise i.A. auch nur zwei der vier Seitenränder einer Werkstoffplatte beschnitten werden um über die gesamte Platte ausreichend homogene Produkteigenschaften zu erreichen. Technologieführend sind hier die ContiRoll®-Pressen der Anmelderin.
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Neue Generationen der ContiRoll®-Pressen sollen erhöhte Produktionsgeschwindigkeiten erreichen. Dabei ist vorgesehen, dass die mögliche Produktionsgeschwindigkeit um etwa 50% von ca. 2 Meter/Sekunde Bahnwaren-Geschwindigkeit auf ca. 3 Meter/Sekunde Bahnwaren-Geschwindigkeit gesteigert werden soll.
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Dies stellt eine enorme Herausforderung für die sich an die Presse anschließenden Vorrichtungen dar, da diese für den Übergang von einem kontinuierlichen in einen diskreten Produktions- und/oder Weiterbehandlungsprozess verantwortlich sind oder bereits vollständig zur diskreten Bearbeitung der aus der Bahnware entstandenen Werkstoffplatten ausgelegt sind. Zu diesen Vorrichtungen der so genannten Endfertigungsbereiche zählen z.B. Längsschneider, wie etwa Besäumungs- oder Randschnitteinrichtungen, Querschneider, wie Multidiagonalschneider, Kühl- und Ablageeinrichtungen, Vorstapel- und Stapelsysteme, Kennzeichnungsbereiche, Verpackungseinrichtungen, sowie verschiedene Transporteinheiten.
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Diese, den Endfertigungsbereichen zugeordneten, Vorrichtungen müssen in ihrer Produktionskapazität der Produktionsgeschwindigkeit der ihnen vorgelagerten Presse folgen können, um die Gesamtproduktivität der Werkstoffplattenerzeugungsanlage nicht unnötig zu reduzieren.
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Da gegenüber kontinuierlich arbeitenden Produktionsprozessen diskret arbeitende Produktionsprozesse auch, sich mit den Nutzphasen abwechselnde, Stillstands- und Beschleunigungsphasen umfassen, müssen die Bearbeitungsgeschwindigkeiten innerhalb der Nutzphasen höher sein, als sie in einem korrespondierenden, kontinuierlich arbeitenden Produktionsprozess vorliegen.
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Eine besondere Stellung unter den Vorrichtungen der Endfertigungsbereiche nehmen die Querschneidevorrichtungen ein, die allgemein auch Vorrichtung zur Konfektionierung von Werkstoffplatten genannt werden, und durch Abtrennung von in drei Dimensionen begrenzten Werkstoffplatten aus einer lediglich in zwei Dimensionen begrenzten und sich mit einer Bahnwarengeschwindigkeit bewegenden Bahnware den Produktionsprozess von einer kontinuierlichen Arbeitsweise in eine diskrete Arbeitsweise überleiten.
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Nach dem Stand der Technik bekannte Querschneideeinrichtungen umfassen dazu meist eine Schneideeinrichtung, die im Allgemeinen über eine Traverse, winklig gegenüber der sich bewegenden Bahnware führbar ist. Derartige Querscheideeinrichtungen sind beispielsweise in der
DE 32 17 941 A1 , der
DE 100 02 802 A1 oder der
DE 10 2004 015 891 A1 beschrieben. Damit die Querschneideeinrichtung rechtwinklige Werkstoffplatten aus der sich bewegenden Bahnware erzeugen kann, muss ihre Bewegungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit zum Winkel mit der Bahngeschwindigkeit synchronisiert sein. Um saubere Schnitte respektive Werkstoffplattenkanten zu erhalten muss zudem die Schnittgeschwindigkeit, der meist um eine linear entlang der Traverse verschobenen Achse rotierenden Schneiden, entsprechend synchronisiert sein.
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Wie aus den genannten Schriften hervorgeht, hat man in der Vergangenheit mehrere Querschneideeinrichtungen hintereinander angeordnet, beziehungsweise eine Querschneideeinrichtung mit mehreren Schneideinrichtungen ausgestattet, um eine erhöhte Produktivität der Werkstoffplattenerzeugungsanlagen zu ermöglichen.
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Zudem wurden die Antriebsaggregate an die steigenden Anforderungen angepasst.
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Um den beschriebenen Anforderungen der neuen Generationen der ContiRoll®-Pressen und ihren gesteigerten Produktionsgeschwindigkeiten (Bahnwarengeschwindigkeiten) gerecht werden, sind aus den noch unveröffentlichten Anmeldungen DE der Anmelderin Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die die Nutz- und Beschleunigungsphasen optimieren und die Stillstandsphasen minimieren.
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Unabhängig davon, wie auf die gesteigerte Produktionsgeschwindigkeit reagiert wird, führt die Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit zu einem Präzisionsverlust an der Schnittkante. Zusätzlich erhöhten sich die Geräuschemissionen der Anlage, was in Bezug auf den Arbeitsschutz unerwünscht ist.
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Demnach besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, dem Betreiber einer Werkstoffplattenerzeugungsanlage, insbesondere für Holz-Werkstoffplatten, eine in Anschaffung und vorzugsweise im Betrieb wirtschaftliche Möglichkeit zur Konfektionierung von Werkstoffplatten zu bieten, die vorzugsweise aus einer mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit bewegten Bahnware mit hoher Präzision getrennt werden. Weiterhin sind Geräuschemissionen zu reduzieren. Insbesondere soll die Effizienz einer derartigen Vorrichtung, beispielsweise im Hinblick auf ihre Produktivität und/oder ihren Energiehaushalt gesteigert werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird bezüglich einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Vorrichtung wenigstens eine passive Dämpfungseinrichtung aufweist.
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Auf diese Weise sind entstehende Schwingungen kostengünstig reduzierbar, insbesondere sogar minimierbar. Dabei haben die Erfinder erkannt, dass beim Ablängen auftretende Schwingungen - die etwa durch den Kontakt zwischen Trennwerkzeug und Bahnware respektive Werkstoffplatte, aber auch bereits alleine durch die höher frequente und alternierende Bewegung des Trennwerkzeugs über die sich durch die Transportvorrichtung angetrieben bewegende Bahnware/ Werkstoffplatte erzeugt werden - durch das Gestell teilweise als Schall abgesondert werden und damit einen belastenden Umwelteinfluss für das Bedienpersonal darstellen. Zudem setzen sich an der Vorrichtung und insbesondere am Gestell der Vorrichtung auftretende Schwingungen wieder auf das Trennwerkzeug fort und sorgen damit über Umwege für eine Herabsetzung der Schnittqualität und darüber hinaus auch zur Reduzierung der Schnitthaltigkeit des Trennwerkzeuges. Dabei ist es fast unerheblich, nach welcher Art das Trennwerkzeug ausgebildet ist, wobei im Zusammenhang mit der hier beschriebenen Vorrichtung die Ausbildung des Trennwerkzeugs als Kreissäge bevorzugt ist. Ein passiver Dämpfer ist dabei in der Lage, seine Dämpfwirkung entsprechend der Eingangsbelastung auszubilden und insbesondere situationsgerecht und automatisch zu reagieren.
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Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die wenigstens eine passive Dämpfungseinrichtung zwischen Trennwerkzeug und Gestell angeordnet ist.
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Dies hat den Vorteil, dass die passive Dämpfung direkt am Gestell zwischen Trennwerkzeug und Gestell wirksam werden kann und insbesondere das Trennwerkzeug besonders gut gegen vom Gestell zu übertragende, insbesondere rückübertragene, Schwingungen schützt. Rückübertragene Schwingungen sind besonders gefährlich, weil sie in Frequenz und Stärke der Amplituden gegenüber den Ausgangsschwingungen geändert sind und das Ergänzungsverhalten nicht vorhersehbar, also chaotisch, ist. Es können aber auch am Gestell hervorgerufene Schwingungen, die etwa durch den Transport einer schwingenden Werkstoffplatte hervorgerufen werden, gegenüber dem Trennwerkzeug gedämpft werden. Zudem kann die wenigstens eine passive Dämpfungseinrichtung hier besonders einfach und kostengünstig installiert werden und fallweise auch bei bereits bestehenden Vorrichtungen einfach nachgerüstet werden.
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Da die sich in Y-Richtung ausbildende Bewegung des Trennwerkzeugs, über die seitlichen Kanten der zu trennenden Bahnware hinaus zu beiden Seiten meist stark begrenzt ist, kann die das Gestell und das Trennwerkzeug wenigstens mittelbar schwingungstechnisch entkoppelnde Dämpfungseinrichtung in Y-Richtung gesehen, lediglich eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung annehmen. Deshalb ist es bevorzugt, dass eine solche Dämpfungseinrichtung hier neben dämpfend wirkenden Elementen auch wenigstens eine mechanische Feder umfasst oder ganz bevorzugt als hydraulisches Feder-/Dämpfungselement ausgebildet ist. Bei einem hydraulischen Feder-/Dämpfungselement wird die erzielbare Verlustleistung über innere Reibungseffekte in der Hydraulikflüssigkeit erreicht, die bevorzugt über einstellbare oder passiv geregelte Blenden an die jeweilige Situation anzupassen ist, bzw. auf sich ändernde Situationen im Betrieb automatisch reagieren kann. Beispielsweise kann dazu die Blendengröße abhängig von der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit der sich bewegenden Hydraulikflüssigkeit selbstregulierend angepasst sein.
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Auch kann es von Vorteil sein, wenn zumindest der Abschnitt des Gestells mit dem Trennwerkzeug auf einem Fundament angeordnet ist und das Fundament auf einer elastischen Unterlage angeordnet ist.
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Das hat den Vorteil, dass durch das Trennwerkzeug entstehende Schwingungen über das Gestell der Anlage in das Fundament geleitet werden. Durch die Lagerung des Fundaments auf einer elastischen Unterlage können Schwingungen durch die Bewegung des Fundaments auf der elastischen Unterlage gedämpft werden. Die Beweglichkeit der elastischen Unterlage steht hierbei an sich im Widerspruch zu einer Steigerung der Präzision der Schnittkante. Durch die Beweglichkeit der elastischen Unterlage kann sich das Gestell variabel und nicht vorhersehbar verziehen, was zu einer Fehllagerung der Rollen für den Transport der Bahnware führen kann. Damit wäre eine Ausrichtung der Bahnware nicht mehr gegeben und die Präzision der Schnittkante nicht einhaltbar. Durch das Fundament wird das Verziehen des Gestells jedoch so weit reduziert, dass eine Fehllagerung der Transportrollen verhindert wird. Die durch das Trennwerkzeug und durch den Vorschub der Bahnware eingebrachten Schwingungen können durch die elastische Unterlage reduziert werden. Durch die Ableitung der Schwingungen aus dem Gestell, den Schwingungsabbau im Fundament wird gleichzeitig dem Aufbau von Schwingungsresonanzen zwischen Bahnware und Trennwerkzeug entgegengewirkt. Das führt zu einer erhöhten Präzision der Schnittkante.
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Die Verringerung der Schwingungsresonanzen führt auch zu einer Reduktion der Geräuschemissionen der Anlage. Eine einfachere Möglichkeit einer Schallschutzhaube hat sich als nicht effektiv erwiesen, wie die aufwändigere Lagerung des Gestellabschnitts mit dem Trennwerkzeug auf einer elastischen Unterlage.
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Dabei können die am Gestell hervorgerufenen Schwingungen, die etwa durch den Transport einer schwingenden Werkstoffplatte hervorgerufen werden, gegenüber dem Trennwerkzeug besonders gedämpft werden. Derartige Schwingungen können insbesondere im Ablängungsprozess auftreten, wenn die Werkstoffplatte sich zunächst einseitig aus der sich bewegenden Bahnware löst, wobei der die Lösung hervorrufende Schnitt in praktisch unvorhersehbarer Weise in Abschnitte der ursprünglichen Bahnware fallen kann, die mehr oder minder stark unter Spannung stehen und deshalb sehr unterschiedlich reagieren können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Abschnitt des Gestells mit dem Trennwerkzeug auf zumindest einem Teil der Oberseite und die elastische Unterlage auf zumindest einem Teil der Unterseite des Fundaments angeordnet.
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Hierbei sind die Oberseite des Fundaments und die Unterseite des Fundaments auf einander gegenüberliegende Seiten des Fundaments angeordnet.
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Das hat den Vorteil, dass das Fundament größere Abmaße aufweisen kann, als zum Aufstellen des Abschnitts des Gestells mit Trennwerkzeug notwendig sind. So ist es möglich das Fundament so zu dimensionieren, dass Teile der Transporteinrichtung und Teile des Abtransports der konfektionierten Werkstoffplatten inklusive Lager der Werkstoffplatten auf dem Fundament angeordnet sein können. Das kann Kippmomente des Fundaments mit dem Gestell auf der elastischen Unterlage reduzieren.
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Auch kann es bevorzugt sein, dass das Fundament eine Betonplatte, eine stahlarmierte Betonplatte, eine Stahlplatte oder eine Gussplatte umfasst, wobei die Stahlplatte und Gussplatte zusätzliche Versteifungselemente wie z.B. Träger mit Winkel-, T- oder Doppel-T-Profil aufweisen können.
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Das hat den Vorteil, dass diese Ausführungen eine hohe Eigensteifigkeit aufweisen.
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So liegt beispielsweise der Elastizitätsmodul von Normalbeton mit etwa 27 kN/mm2 für einen Beton der Güteklasse C12/15 und etwa 44 kN/mm2 für einen Beton der Güteklasse C90/105 (Tabellenwerte aus DIN EN 1992-1-1 für Betone mit quarzithaltigen Gesteinskörnungen bezogen auf ein Alter von 28 Tagen) zwischen dem Elastizitätsmodul der Zementstein-Matrix mit 5 kN/mm2 bis 20 kN/mm2 und dem Elastizitätsmodul eines Quarzits bzw. einer Grauwacke mit 60 kN/mm2.
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Die hohe Eigensteifigkeit gleicht lokale Bewegungen der elastischen Unterlage aus. Das reduziert ein Verziehen des Gestells. Damit werden Fehllagerungen der Transportrollen verhindert. Die Eigensteifigkeit kann zudem durch das Einbringen von Eisen- oder Stahlgittern noch einmal deutlich erhöht werden. Derartige Gitter haben meist einen Gitterquerschnitt von ca. 100mm bis 200mm und eine Gitterstabstärke zwischen 4 mm und 12 mm.
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Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn Beton als Fundamentsbestandteil und ein Gestell aus Stahl verwendet wird. Dabei ist ganz besonders bevorzugt, wenn der Stahl eine Bruchdehnung von wenigstens 15% aufweist. Die Einleitung der Schwingung in das Fundament bewirkt, das eine Mediumsveränderung erfolgt. Damit hat das Medium andere Materialkonstanten bezüglich der eingeleiteten Schwingungen z.B. Eigenfrequenzen. Hierbei können Schwingungen in das Fundament eingeschlossen und abgebaut werden, so dass eine reduzierte Anzahl von Schwingungen aus dem Fundament in das Gestell übertragen werden.
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Mit Vorteil umfasst das Fundament einen Reflexionsumlenker für Schwingungen, beziehungsweise ein als Reflexionsumlenker fungierendes Mittel, wobei der Reflexionsumlenker mindestens eine Rille oder ein Drahtnetz aufweist. Der Reflexionsumlenker kann auch mindestens ein Schaumstoffrohr oder mindestens ein Gitter aus Schaumstoffröhren umfassen.
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Das hat den Vorteil, die in das Fundament eingeleiteten Schwingungen bereits im Fundament zu reduzieren, so dass die betreffende Schwingung zum Teil im Fundament abgebaut wird. Weiterhin wird so erreicht, dass eine Rückkoppplung der Schwingung in das Gestell wenigstens weitgehend reduziert wird. Zusätzlich können im Fundament schwingungsabbauende Überlagerungen der Schwingungen erfolgen und eine Leitung der Schwingungen zur Unterseite des Fundaments und damit zum Abbau durch die elastische Unterlage führen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die elastische Unterlage ein oder mehrere Materialien wie Kunststoffe, Polyurethan, Kautschuk, Polyetherurethan, synthetischer Gummi, wie Styrol-Butadien-Kautschuk SBR oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuk NBR, natürlicher Gummi, Gummifasern, Kork, Holz.
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Diese Materialien sind unter Einwirkung einer mechanischen Energie geeignet, sich reversibel zu verformen und dabei aufgenommene Energien, beispielsweise Schwingungsenergien durch innerer Reibkräfte wenigstens teilweise in andere Energieformen, insbesondere in thermische Energie, in der Praxis also in Wärmeenergie, umzuwandeln. Zur näheren Charakterisierung bevorzugter Ausführungsformen dieser Materialen können die nachfolgenden Parameter dienen, die folgende Bereiche aufweisen sollen:
- So ist es bevorzugt, wenn die statische Dauerlast des im Zusammenhang mit der Ausbildung wenigstens eines Teils der Dämpfungseinrichtung verwendeten Materials im Bereich von 0,02 N/mm2 bis 1,50 N/mm2 angesiedelt ist, und zur Aufnahme von Lastspitzen in einem Bereich von 0,05 N/mm2 bis 6,5 N/mm2 ausgelegt ist.
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Mit Vorteil kann das Material zudem fallweise so gewählt sein, dass die Zugfestigkeit in Anlehnung an DIN EN ISO 1798 in einem Bereich zwischen 0,12 N/mm2 bis 23,0 N/mm2 und die Reißdehnung in Anlehnung an DIN EN ISO 1798 zwischen etwa 40 % bis etwa 110 % beträgt.
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Dabei kann mit Vorteil der Weiterreißwiderstand, der in Anlehnung an die DIN ISO 34-1 zu prüfen ist, insbesondere zwischen 1,0 N/mm bis 15,0 N/mm betragen.
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Auch kann es von Vorteil sein, wenn das Material ein statisches Elastizitätsmodul in einem Bereich zwischen 0,02 N/mm2 bis 13,0 N/mm2 aufweist, wobei das statisches Elastizitätsmodul in Anlehnung an EN 826 zu prüfen ist.
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Hinsichtlich eines in Anlehnung an DIN 53513 zu prüfenden dynamischen Elastizitätsmodul ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eins der wenigstens einen Materialien einen Wert im Bereich zwischen 0,05 N/mm2 bis 45,0 N/mm2 ausbildet.
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Diese Parameter sind nicht abschließend. Weiterhin können einzelne Materialen nicht in die genannten Bereiche fallen oder wenigstens nicht den jeweiligen ganzen Bereich abdecken. So weisen insbesondere Holzwerkstoffe oder Werkstoff- oder Malinatzusammensetzungen, die mehrere unterschiedliche der genannten Materialien aufweisen oder eine Mischung der Materialien bilden abweichende Parametersätze auf.
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Mit besonderem Vorteil umfasst die elastische Unterlage mehrere Schichten, wobei jede Schicht ein oder mehrere, oben genannte Materialien der elastischen Unterlage umfasst.
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Das hat den Vorteil, dass zur Erzielung der gewünschten Elastizität der Unterlage Materialbahnen aus einem Material als Schicht verwendet werden können. Damit kann die elastische Unterlage aus verschiedenen, leicht herstellbaren, übereinander legbaren Materialbahnen als Schichten hergestellt werden. Die Schichten haben dabei unterschiedliche Höhen und unterschiedliche Parametersätze wie z.B. Elastizitätsmodul. Damit ist eine einfachere Abstimmung der Materialbahnen auf die zu dämpfenden Schwingungen, auf das Fundament und des darauf montierten Gestells möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst die elastische Unterlage die Materialien im kompakten Zustand oder im geschäumten Zustand, wobei die Formgebung der elastischen Unterlage weitere Mittel zur Schaffung von Hohlräumen wie Noppen, Rillen, Gitter oder Körner umfasst.
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Das hat den Vorteil, dass durch Hohlräume das Material die Möglichkeit der Ausdehnung hat. Damit können die Schwingungen durch die reversible Materialausdehnung in Wärme umgewandelt und abgebaut werden. Die Hohlräume können durch Schäumung des Materials oder durch spezielle Formgebung in das Material eingeracht werden. Bei der Formgebung wird die Körnerform bevorzugt, wobei die Körner mit einem Bindemittel verbunden und als eine Masse zu einer Matte oder Platte verarbeitbar sind. Aber auch Gitter, Noppen oder Rillen eignen sich um Hohlräume für die reversible Materialausdehenung zu schaffen.
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Auch ist es von großem Vorteil, wenn die elastische Unterlage auf einem Untergrund angeordnet ist, wobei der Untergrund ein Boden einer Halle oder einer Werkstatt umfasst.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn das Trennwerkzeug über die Bahnware oder die Werkstoffplatte in einem Winkel von 20 bis 90° zur Ausrichtung der Bahnware oder Werkstoffplatte geführt.
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Das hat den Vorteil, dass die Bahnware in einer konstanten Geschwindigkeit beim Trennprozess vorgeschoben werden kann. Es erfolgt dennoch ein zur Seite der Bahnware rechtwinkliger Schnitt, da der Vorschub der Bahnware durch die Diagonalstellung des Trennwerkzeugs kompensiert wird. Das Trennwerkzeug umfasst dabei vorzugsweise eine Säge als Sägeblatt, wobei auch ein Laserstrahl oder Wasserschneidanlage denkbar sind.
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Mit großem Vorteil umfasst die Transporteinrichtung Rollen, Walzen oder Bänder. Damit wird die Bahnware transportiert. Weiterhin ist auch eine Werkstoffplatte transportierbar, die in wenigstens zwei Teile getrennt werden soll. Auch ist die aus einer Bahnware abgetrennte Werkstoffplatte durch die Transporteinrichtung transportierbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Trennwerkzeug über eine bewegliche Führung mit dem Gestell verbunden. Damit ist es möglich, beispielsweise das Sägeblatt zum Sägen auf die Höhe der Bahnware zu bringen und mit einer Vorwärtsbewegung durch die Bahnware die Bahnware abzulängen, während bei der Rückwärtsbewegung die Säge über die Bahnware gehoben wird, so dass kein Kontakt mit der Bahnware erfolgt und die Säge wieder in Position zum nächsten Schnitt ist.
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Mit großem Vorteil wird wenigstens eine Schwingung mit einer Frequenz im Bereich zwischen 5,0 Hz und 50 Hz, vorzugsweise im Bereich zwischen 10Hz und 30 Hz gedämpft.
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Die Erfindung wird bevorzugt zur Konfektionierung von Werkstoffplatten aus Bahnware oder Werkstoffplatte mit wenigstens einer Schicht aus einem pflanzlichen Fasermaterial, insbesondere einer Ein- oder einer Mehrjahrespflanze, ganz insbesondere aus Holz, Gras oder Stroh verwendet.
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Die sich bei Anwendung des Verfahrens sowie Verwendung der Vorrichtung, insbesondere innerhalb einer Werkstoffplattenerzeugungsanlage, ergebenden Vorteile können sinngemäß der Vorteilsbeschreibung der Vorrichtung entnommen bzw. daraus einfach übertragen oder abgeleitet werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer, als ein von mehreren Ausführungsbeispielen darstellenden, Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1: Schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellung einer Vorrichtung zur Konfektionierung von Werkstoffplatten mit Dämpfungseinrichtung
- 2: Schematische, nicht maßstabsgetreue Darstellung einer Vorrichtung zur Konfektionierung von Werkstoffplatten mit zusätzlicher zweiter Dämpfungseinrichtung
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1 zeigt einen schematischen, vereinfachten, nicht maßstabsgetreuen Schnitt durch die Vorrichtung (100) zur Konfektionierung von Werkstoffplatten(105'). Auf einem Untergrund (101), der z.B. ein, einen Boden einer Halle oder einer Werkstatt bildendes Fundament, abstützt, wird eine elastische Unterlage (102') gelegt. Die elastische Unterlage (102') umfasst einem Gemisch aus Gummifasern, Gummigranulaten, wobei auch ein Gemisch von Styrol-Butadien-Kautschuk SBR und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk NBR eingesetzt wird. Das Gemisch liegt bevorzugt in Körnerform vor. Die Körner werden mit Bindemitteln aus Polyurethanen zu einer Masse verbunden, die zu einer elastischen Matte geformt wird. Der Oberfläche der Matte ist eine miteinander verbundene körnige Form anzusehen. Die Oberfläche der Matte ist rau, so dass in nichtperiodischen Abständen eine Vielzahl von Körnern noppenähnlich aus der Oberfläche hervorstehen. Damit sind an der Oberfläche der Matte und innerhalb der Matte Hohlräume vorhanden, die eine Bewegung des Materials zulassen. Die Matte hat eine Dicke von ca. 35 cm, eine Länge von ca. 8 m und eine Breite von ca. 3 m. Das Material der Matte hat nachfolgenden Parametersatz: eine Zugfestigkeit im Bereich von 0,15 N/mm2 (in Anlehnung an DIN EN ISO 1798), eine Reißdehnung im Bereich von 40% (in Anlehnung an DIN EN ISO 1798), einen Weiterreißwiderstand im Bereich von 1,9 N/mm (in Anlehnung an DIN ISO 34-1), ein statisches Elastizitätsmodul im Bereich von 0,2 bis 0,4 N/mm2 (in Anlehnung an EN 826) und ein dynamisches Elastizitätsmodul im Bereich von 0,45 bis 2,7 N/mm2 (in Anlehnung an DIN 53513). Das Material ist belastbar mit einer statischen Dauerlast im Bereich von 0,12 N/mm2 und einer Lastspitze im Bereich von 0,18 N/mm2. Solche Materialen sind auf Lastbereiche ausgelegt und werden unter den Handelsnamen z.B. Regupol, Reguform, Variofoam (Berleburger Schaumstoffwerk GmbH); Mafund, Vibrafoam, Vibradyn, Elasto, Vibrofund (G+H Schallschutz GmbH); Airloc; Bilz; Purasys Vibrafoam (KRAIBURG Purasys GmbH & Co KG) vertrieben. Einzelne Produkte haben eine Bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik.
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Auf die elastische Unterlage (102') wird eine dünne Polyethylenfolie gelegt, um das Eindringen des Betons des Fundaments in die Matte zu verhindern.
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Das Fundament (103) wird aus Beton gegossen, wobei in den Beton ein Eisenbewehrungsgitter eingelassen wird. Dabei kann das Fundament (103) ebenfalls durch geeignete Trennschichten gegen wenigstens ein benachbartes Fundament, beispielsweise das den Boden einer Halle oder einer Werkstatt bildende Fundament, abgegrenzt und gegen eine starre Verbindung mit diesem beim Aushärten geschützt sein. Bevorzugt werden unterhalb und oberhalb des Eisenbewehrungsgitters Schaumstoffröhren so angeordnet z.B. in Gitterform, dass diese nicht unterhalb der Montagepunkte des Gestells liegen und keine zu starke Schwächung des Betons erfolgt.
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Das Betonfundament (103) hat eine Oberseite (103-1) und eine Unterseite (103-2) und eine Dicke von ca. 80 cm, und entsprechend der, als Dämpfungseinrichtung (102) vorgesehenen, elastischen Unterlage (102') eine Länge von ca. 8 m und eine Breite von ca. 3 m. In einer anderen Ausführung weist das Betonfundament eine Stärke von 100 cm und eine Länge von ca. 12 m und eine Breite von ca. 4 m auf. Dabei können die Dicken der als elastische Unterlage (102') ausgebildeten Dämpfungseinrichtung (102) je nach Schichtanzahl und Materialtyp, sowie je nachdem welche Werkstoffplatten durch die Vorrichtung konfektioniert werden sollen, zwischen 2,5 cm und 45 cm, fallweise auch bis etwa 65 cm annehmen.
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Auf das Betonfundament (103), dessen Oberseite (103-1) bevorzugt etwa in einer Ebene mit dem Hallen- oder Werkstattboden liegt, wird das Gestell (109) montiert. Dafür können Anker in das Fundement (103) eingelassen worden sein. Das hat den Nachteil, dass eine nachträgliche Änderung des Gestells (109) nicht so leicht erfolgen kann, jedoch den Vorteil, dass eine feste Verbindung zwischen Gestell (109) und Fundament (103) erfolgt und damit eine definierte Stelle zur Einleitung der Schwingungen vorhanden ist. Alternativ wird das Gestell (109) mittels Schraube und Dübel auf dem Fundament (103) befestigt, was den Vorteil hat, dass flexibel auf Veränderungen des Gestells (109) z.B. bei einer Nachrüstung reagiert werden kann.
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In dem Gestell (109) ist eine Transporteinrichtung (104) befestigt, die den Vorschub einer Bahnware (105) und/oder einer Werkstoffplatte (105') bewirkt und die Bahnware und/oder Werkstoffplatte(n) unter einem Trennwerkzeug (106) entlang bewegt. Das Trennwerkzeug (106) umfasst hierbei ein rotierendes Sägeblatt (106), dass mit einer Führung (108) in verschiedene Richtungen (107) bewegt werden kann. Zum Trennen wird das rotierende Sägeblatt (106) auf die Höhe der zu trennenden Bahnware (105) und/oder Werkstoffplatte (105') bewegt und anschließend von einer Seite der Bahnware (105) zur anderen Seite durch die Bahnware (105) geführt. Das bewirkt ein Ablängen der Bahnware (105) und eine Werkstoffplatte (105') wurde konfektioniert. Anschließend wird das Sägeblatt (106) auf ein Höhenniveau, dass oberhalb der Oberseite der nachfolgenden Bahnware (105) liegt, bewegt und ohne Kontakt zur Bahnware (105) zur ersten Seite der Bahnware (105) zurück geführt. Damit ist die Säge (106) in wieder in ihrer Ausgangsposition und kann erneut zum Ablängen der Bahnware (105) eingesetzt werden. Die Bewegung der Säge, das Sägen und der Vorschub der Bahnware (105) oder einer Werkstoffplatte (105'), sowie der Transport der Bahnware (105) bzw. der Werkstoffplatten (105') führt zu Schwingungen. Diese werden mittels des Fundaments (103) in die als Dämpfungseinrichtung (102) fungierende elastische Unterlage eingeleitet, wobei die elastische Unterlage derart abgestimmt ist, dass Schwingungen insbesondere im Bereich von ca. 10 Hz bis 30 Hz gedämpft werden. Durch die dabei verrichtete Dämpfungsarbeit erwärmt sich die elastische Unterlage (102') und kann zum Schutz vor Überhitzung, aber auch zur Nutzung der entstandenen Wärme zur Verbesserung des Raumklimas in der die Vorrichtung (100) beherbergende Halle / Werkstatt mit einer Wärmeabfuhreinrichtung verbunden sein.
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2 zeigt eine weiteren Ausführung. Dabei sind gleiche Teile entsprechend zur 1 benannt. In der 2 ist nun jedoch eine zusätzliche zweite Dämpfungseinrichtung (102) zwischen dem Gestell (109) und dem Trennwerkzeug (106) vorgesehen, wobei das Trennwerkzeug (106) schwingungstechnisch gesehen über seine Führung (108) mittelbar vom Gestell (109) entkoppelt ist.
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Selbstverständlich kann eine Vorrichtung (100) auch lediglich eine Dämpfungseinrichtung (102) aufweisen, die entsprechend der hier als zweiten Dämpfungseinrichtung (102) dargestellten Einrichtung ausgebildet ist, ohne dass die Vorrichtung (100) zwangsweise eine als elastische Unterlage (102') ausgebildete Dämpfungseinrichtung aufweisen muss.
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Jedoch ist die sich in Y-Richtung ausbildende Bewegung (107) des Trennwerkzeugs, über die seitlichen Kanten der Bahnware (105) hinaus zu beiden Seiten stark begrenzt, da dieser Platz für den Betreiber einer Vorrichtung (100) i.A. sehr wertvoll ist.
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Dadurch kann die zwischen Gestell (109) und Trennwerkzeug (106) bzw. dessen Führung (108) vorgesehene Dämpfungseinrichtung (102) in Y-Richtung gesehen, lediglich eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung annehmen. Deshalb ist es bevorzugt, dass diese Dämpfungseinrichtung neben dämpfend wirkenden Elementen auch mechanische Federn umfasst oder wie hier als hydraulisches Feder-/Dämpfungselement ausgebildet ist, auch wenn dies in der schematischen 2 nicht explizit so dargestellt ist. Bei diesem hydraulischen Feder-/Dämpfungselement wird die erzielbare Verlustleistung über innere Reibungseffekte in der Hydraulikflüssigkeit erreicht, die über passiv geregelte Blenden auf die jeweilige Situation im Betrieb automatisch reagieren kann. Dazu wird die Blendengröße in dieser Ausführung abhängig von der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit der sich bewegenden Hydraulikflüssigkeit selbstregulierend angepasst.
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Zudem unterscheidet sich in 2 die Ausgestaltung der elastischen Unterlage (102') von derjenigen aus 1, da diese nun durch eine erste Schicht (102-1), eine zweite Schicht (102-2) und eine dritte Schicht (102-3) charakterisiert ist. Es ist an sich unnötig darauf hinzuweisen, dass noch weitere Schichten vorgesehen sein könnten. Die Schichten können sich in Materialeigenschaften, Ausrichtung und/oder innerem
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Aufbau unterscheiden. So kann beispielsweise die in der Mitte angeordnete zweite Schicht (102-2) aus geschäumtem Material bestehen, während die diese Schicht flankierenden beiden anderen Schichte (102-2 und 102-3) aus kompakt ausgebildeten Materialien bestehen. Weiter ist denkbar, dass eine der Schichten aus einem homogenen Material gebildet ist, während wenigstens eine weitere Schicht aus inhomogenem Material gebildet ist. Im dargestellten Beispiel ist die zweite Schicht aus geschäumtem Material gebildet und weicher als die sie flankierenden beiden anderen Schichten. Dabei weist die der Fundamentunterseite (103-2) am weitesten entfernte, dritte Schicht (102-3) jedoch in die Bildebene hinein verlaufende, in der Darstellung also nicht erkennbare, durch Formgebung hervorgerufene Freiräume auf, deren Volumen deutlich größer ist, als das freie Volumen einer einzelnen, durch Schäumung hervorgerufenen „Blase“ innerhalb der zweiten Schicht (102-2).
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Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung (100) bildet einen selbständigen Teil einer Anlage zur Werkstoffplattenerzeugung und wird in diesem Rahmen bevorzugt zur Konfektionierung von Werkstoffplatten aus Bahnware oder Werkstoffplatte mit wenigstens einer Schicht aus einem pflanzlichen Fasermaterial, insbesondere einer Ein- oder einer Mehrjahrespflanze, ganz insbesondere aus Holz, Gras oder Stroh verwendet.
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Dabei kann die Bahnware bevorzugt als OSB-, Span- oder Faserplatte oder als Hybridplatte ausgebildet sein, bei der wenigstens eine Schicht einem der genannten Schichttypen entspricht.
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Die dargestellte Ausführung kann in vielfacher Art und Weise innerhalb des Offenbarungsgehalts der vorliegenden Schrift angepasst, variiert und erweitert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 101
- Untergrund
- 102
- Dämpfungseinrichtung, elastische Unterlage
- 102-1
- Schicht einer Dämpfungseinrichtung
- 102-2
- Schicht einer Dämpfungseinrichtung
- 102-3
- Schicht einer Dämpfungseinrichtung
- 102'
- Dämpfungseinrichtung
- 103
- Fundament
- 103-1
- Fundament-Oberseite
- 103-2
- Fundament-Unterseite
- 104
- Transporteinrichtung
- 105
- Bahnware
- 105'
- Werkstoffplatte
- 106
- Trennwerkzeug
- 107
- Bewegungen des Trennwerkzeugs
- 108
- Führung des Trennwerkzeugs
- 109
- Gestell
- X
- Raumrichtung, Längsrichtung
- Y
- Raumrichtung, Querrichtung
- Z
- Raumrichtung, Höhenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3217941 A1 [0014]
- DE 10002802 A1 [0014]
- DE 102004015891 A1 [0014]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 1992-1-1 [0034]
- DIN EN ISO 1798 [0041, 0059]
- DIN ISO 34-1 [0042, 0059]
- DIN 53513 [0044, 0059]
- EN 826 [0059]