DE102020005697A1 - Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus Spanmaterial und Werkstoffplatte - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus Spanmaterial, wobei das Spanmaterial durch Zerkleinerung von lignozellulosehaltigem Material erzeugt wird, im weiteren Verlauf des Verfahrens dieses Spanmaterial mit unterschiedlichen Transportmedien und mit verschiedenen Transportgeschwindigkeiten durch einzelne Behandlungsaggregate (3, 4, 5) zu einer Streueinrichtung (6) verbracht wird, mittels der es zu einer Matte auf ein Formband (7) gestreut wird, wobei die Matte schließlich in einer kontinuierlichen oder taktgesteuerten Presse (8) zu Platten verdichtet wird, die zuletzt in einer Schneid- und/oder Fräseinrichtung (9) zu der gewünschten Werkstoffplattengröße geschnitten werden, wobei eine aus dem Transportfluss ausgeschiedene Menge von Spänen im Laufe des Herstellverfahrens der Werkstoffplatten geometrisch vermessen wird. Um eine verbesserte Steuerung des Herstellprozesses aus der Spangrößenmessung und damit eine höhere Werkstoffplattenqualität bereit zu stellen, ist vorgesehen, dass die Ergebnisse der Vermessung der Spangeometrie einer Auswerteeinheit (12) zugeführt werden, und von dieser ausgehend zumindest eine Transportgeschwindigkeit eines Transportmediums eingestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus Spanmaterial, wobei das Spanmaterial durch Zerkleinerung von Ein- oder Mehrjahrespflanzen, insbesondere aus lignozellulosehaltigem Material erzeugt wird, im weiteren Verlauf des Verfahrens dieses Spanmaterial mit unterschiedlichen Transportmedien und mit verschiedenen Transportgeschwindigkeiten durch einzelne Behandlungsaggregate zu einer Streueinrichtung verbracht wird, mittels der es zu einer Matte auf ein Formband gestreut wird, wobei die Matte schließlich in einer kontinuierlichen oder taktgesteuerten Presse zu Platten verdichtet wird, die zuletzt in einer Schneid- und/oder Fräseinrichtung zu der gewünschten Werkstoffplattengröße geschnitten werden,
    wobei eine aus dem Transportfluss ausgeschiedene Menge von Spänen im Laufe des Herstellverfahrens der Werkstoffplatten geometrisch vermessen wird.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Werkstoffplatte, die nach dem Verfahren hergestellt ist
  • Unter dem Begriff Werkstoffplatten sind Platten zu verstehen, die zumindest einen großen Anteil an lignozellulosehaltigem Material, in der Regel Holzspäne, aufweisen, aber zu einem Teil auch mit anderen Partikeln, beispielsweise Fasern, auch aus Kunststoff, versehen sein können. Um die Beschreibung zu vereinfachen schließen die verwendeten Begriffe „Spanmaterial“ oder „Späne“ alle Partikel aus Ein- und Mehrjahrespflanzen ein, die zum Aufbau der Werkstoffplatte genutzt werden.
  • Die Zerkleinerung des Holzes geschieht in der Regel zunächst mit Hackern, und anschließend mit (Messerring-) Zerspanern und/oder Refinern, wie sie beispielsweise von der Firma Pallmann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG in Zweibrücken vertrieben werden. Es sind aber auch Vorrichtungen bekannt, die über Schallstoßwellen Hackschnitzel zu Spänen oder Fasern zerkleinern.
  • Aus Bunkern werden die mit Bindemittel versehenen Späne schließlich über Streuköpfe auf ein laufendes Formband, das die gestreute Matte zu einer Presse transportiert, wo die Matte oder geschnittene Teile derselben gepresst werden. Insbesondere nach einer kontinuierlichen Presse, wird der austretende Plattenstrang über geeignete Sägen und Schleifeinrichtungen zu Werkstoffplatten mit den gewünschten Abmessungen verarbeitet.
  • Man hat bereits festgestellt, dass es sinnvoll ist, Späne nach der Zerkleinerung zu vermessen. Dazu wird eine repräsentative Probe von Spänen dem Prozess entnommen und mit einer Vorrichtung wie sie zum Beispiel in der DE 10 2005 019 986 A1 beschrieben ist, vermessen. Man kann dadurch Rückschlüsse auf notwendige Maßnahmen an der Zerkleinerungsvorrichtung ziehen, beispielsweise die Nachschärfung oder die Abstandseinstellung der Messer. Durch eine genaue Kenntnis der Spänegeometrie ist auch deren Gesamtoberfläche berechenbar. Damit kann man die Menge an notwendigem Bindemittel in dem folgenden Verfahrensschritt berechnen. Derartige Vereinzelungen von Spänen aus dem Prozess und deren Vermessung können in begrenztem Maße sogar auf die Qualität der später hergestellten Werkstoffplatte schließen lassen. Dies ist beispielsweise im Holz-Zentralblatt Nr. 50 vom 13. Dezember 2019, Seite 1101 bis 1103 in dem Artikel „Vorteile durch bildanalytisches Messen der Spandicken“ nachlesbar.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Steuerung des Herstellprozesses aus der Spangrößenmessung und damit eine höhere Werkstoffplattenqualität bereit zu stellen.
  • Die Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass die Ergebnisse der Vermessung der Spangeometrie einer Auswerteeinheit zugeführt werden, und von dieser ausgehend zumindest eine Transportgeschwindigkeit eines Transportmediums eingestellt wird.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die Transportgeschwindigkeit der Späne im Herstellprozess, insbesondere bei Sichteinrichtungen und bei Vorrichtungen zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel einen entscheidenden Einfluss auf die spätere Qualität hat. Sie haben in einem weiteren Schritt erkannt, dass in diesem Zusammenhang die durchschnittliche Größe der Späne große Bedeutung hat. Die Vermessung erfolgt dabei über optoelektronische Sensoren mit möglichst 3D-auswertbaren Messergebnissen.
  • Deshalb will man nun erfindungsgemäß die Transportgeschwindigkeit der Späne durch Einstellung der Geschwindigkeit der Transportmedien für die Späne dem Herstellungsprozess anpassen.
  • Veränderungen der Geschwindigkeiten der Transportmedien können bei einer Fraktionierung oder eine Benetzung mit Bindemitteln sehr stark voneinander abweichende Resultate erzeugen. Durch empirische und/oder mathematischphysikalische in Speichern hinterlegte Grundlagen kann über die Auswerteeinheit die optimale aktuelle Geschwindigkeit der Transportmedien bestimmt werden. Damit würde man bereits während der Produktion der Werkstoffplatten eine relativ genaue Vorstellung von der Plattenqualität gewinnen können.
  • Vorzugsweise ist also vorgesehen, dass das Spanmaterial durch Zerkleinerung von Holz erzeugt wird, im weiteren Verlauf des Verfahrens in einer Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel bei einer ersten Transportgeschwindigkeit durch ein erstes Transportmediums mit einem Bindemittel versehen wird und/oder in einer Sichteinrichtung bei einer zweiten Transportgeschwindigkeit durch ein zweites Transportmediums fraktioniert wird, und die Ergebnisse der Vermessung der Spangeometrie einer Auswerteeinheit zugeführt werden, und von dieser ausgehend zumindest die Transportgeschwindigkeit des ersten und/oder zweiten Transportmediums eingestellt wird.
  • Transportmedien können dabei also sowohl als erste Transportmedien mechanisch angetriebene Maschinenbauteile sein (beispielsweise Transportbänder, mechanische Schubeinrichtungen, Rotationstrommeln etc.), als auch als zweite Transportmedien gasförmige oder flüssige Träger der Späne (beispielsweise Gasströme in Windsichtern).
  • Das Bindemittel kann über sogenannte Leimdüsen in einem Fallschacht für die Späne, einer Blowline oder einem Mischer auf die Spanoberflächen aufgesprüht werden, so dass die Spanoberfläche zumindest teilweise benetzt ist. Dabei haben die Späne eine Transportgeschwindigkeit, die in einer Blowline durch die Geschwindigkeit des Trägergases und in einem Mischer beispielsweise durch die Drehzahl und die Winkelstellung der Mischwerkzeuge bestimmt ist.
  • In Sichteinrichtungen werden die Späne in Größenbereiche aufgeteilt, die später beispielsweise den einzelnen bekannten Streuköpfen zugeleitet werden. Auch hier werden die Späne über ein Transportmedium, nämlich einen Gasstroms bewegt.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit aufgrund der Spangeometrievermessung Einfluss auf die Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Mischers und somit die erste Transportgeschwindigkeit nimmt.
  • Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Auswerteeinheit aufgrund der Spangeometrievermessung Einfluss auf den Durchsatz von Gasen an wenigstens einem Ventilator einer Sichteinrichtung und somit die zweite Transportgeschwindigkeit nimmt.
  • Die Einflussnahme auf die erste oder zweite Transportgeschwindigkeit kann dabei eine gesteuerte aber auch eine geregelte sein. In beiden Fällen, aber insbesondere in der geregelten Variante wird die Qualität der zu erzeugenden Werkstoffplatte deutlich konstanter über einen längeren Produktionszeitraum.
  • Es ist bevorzugt, dass eine Teilmenge der Späne aus dem Förderstrom entnommen wird und die Späne zur Vermessung vereinzelt werden.
  • Auf diese Weise schafft man die Möglichkeit, mit einer nur kleinen Menge entnommener Späne einen repräsentativen Querschnitt hinsichtlich der Spangeometrien aufstellen zu können. Damit können dann beispielsweise auch Sichter- und/oder Siebvorrichtungen und/oder Streueinrichtungen eingestellt werden. Um das zu verdeutlichen kann man beispielsweise bei der Windsichtung die Luftmenge und/oder -geschwindigkeit anpassen, um die Späne von der Mittelschicht und die von der Deckschicht so zu trennen, dass bestimmte und gewünschte Spangeometrien den Streueinrichtungen zugeführt werden.
  • Vorzugsweise werden die Staubanteile ermittelt und vor der Vermessung ausgesondert.
  • Das heißt, dass sehr stark darauf geachtet wird, eine kleine, vielleicht 5 bis 100 g schwere Probe von Spänen aus dem Transportfluss der Späne herauszuleiten, gegebenenfalls auch durch eine Portionierung einer größeren abgeleiteten Spanmenge, um einen repräsentativen Anteil von Spänen zu vermessen, aber die sehr kleinen Partikel auszusondern. Deren Anteil an dem Gesamtgewicht der ausgeleiteten Späne sollte dabei möglichst erfasst werden. Da sie aber nicht oder nur unwesentlich zur Festigkeit der späteren Werkstoffplatte beitragen, ist es wichtig, Späne erst ab einer relevanten Größe zu erfassen und zu vermessen. Die Aussonderung von Staub hat zudem den Vorteil, dass die Vermessung eindeutiger ist, denn selbst bei geringer Auflösung des Messsensors ist der Staubanteil nur schwer zu ermitteln. Wird der Staubanteil beispielsweise über eine Vibrationsrinne ausgesondert und vermessen hat der Werkstoffplattenproduzent die Möglichkeit, Einfluss beispielsweise bei einer Absaugung in einer Sichteinrichtung zu nehmen, denn er will die Staubanteile, die zu viel kostenintensives Bindemittel relativ zu ihrer Größe aufnehmen, möglichst in der Werkstoffplatte vermeiden.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Spangeometrievermessung vor dem Versehen mit einem Bindemittel erfolgt.
  • Durch Veränderungen der Konditionen in der Zerkleinerung ergeben sich häufig Unterschiede zwischen den Spangeometrien vor und nach dem Versehen mit einem Bindemittel. Hier spielt außer der Holzart auch die Feuchte eine Rolle. Insofern erlaubt diese zweite Messung den Vergleich der Spangeometrien vor und nach der Beleimung, was eine verbesserte Nachregelung oder zumindest eine verbesserte Steuerung innerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung erlaubt. Hier kommen eine Veränderung der verwendeten Messerüberstände oder die Nachschärfung der Messer in Betracht, um gleichmäßigere Spane nach der Zerkleinerung zu haben. Durch die Messung der Spangeometrie vor der Versehung der Späne mit einem Bindemittel ist auch die Spanveränderung im Laufe des Verfahrens und deren Auswirkung auf die Qualität der fertigen Werkstoffplatte zu ermitteln und ggf. zu verändern. Dazu hat man dann mehrere frühzeitige Eingriffsmöglichkeiten, also Einstellungen vor oder während der Beleimung. Hier ist die Festlegung der Geschwindigkeit des Transportmediums für die Späne in einem Sichter oder einer Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel einen neuen Ansatz zur qualitätsverbessernden Steuerung des gesamten Herstellprozesses.
  • Alternativ oder zusätzlich ist von Vorteil, wenn eine Vermessung von Spangeometrien auch nach dem Schritt des Versehens mit einem Bindemittel erfolgt.
  • Damit erhält man einen Querschnitt der Spangeometrien, wie sie dem in der tatsächlich zur Werkstoffplatte verpressten Matte viel näher kommen als bei einer Messung der rohen Späne vor dem Versehen mit einem Bindemittel, also vor der Beleimung. Die Erfinder haben erkannt, dass der Auftrag des Bindemittels dabei kaum eine Rolle bei der Bestimmung der Spamgeometrie spielt. Wenn man durch das erfindungsgemäße Verfahren einen repräsentativen Querschnitt der Spangeometrien nach der Beleimung für Berechnungen zugrunde legen kann, sind die Prognosen hinsichtlich der Qualitätseigenschaften der Werkstoffplatte, wie beispielsweise Biegefestigkeit und Querzugfestigkeit, deutlich sicherer einzustufen. Denn alle die Späne in ihrer Geometrie verändernden Vorgänge im Bereich der Beleimung können nun mitberücksichtigt werden. Insbesondere ist es einfach, durch eine Regulierung der Geschwindigkeit der Transportmedien der Späne, eine genaue Verteilung der für die unterschiedlichen Werkstoffplattenschichten vorgesehenen Späne herbeizuführen.
  • Es ist vorteilhaft, durch Klebung verbundene Späne zu vermessen.
  • Vielfach sind unterschiedliche Spanlängen für die einzelnen Schichten einer Werkstoffplatte vorgesehen. So kann es erwünscht sein, dass relativ große und lange Späne in der äußeren Deckschicht die Biegefestigkeit der produzierten Platte erhöhen, oder dass sehr kleine Späne in der Deckschicht sind, um die Glätte der Werkstoffplatte nach einem Schleifvorgang für eine Spachtelung und Lackierung, Papierbeschichtung oder Farbanstrich zu verbessern. Werden dann für verschiedene Schichten unterschiedliche Streueinrichtungen für den Gesamtaufbau der Matte auf dem Formband verwendet, so gibt es mit dem nun praktizierten Verfahren eine deutlich bessere Vorhersagemöglichkeit, welche Partikel- oder Spangrößen durch Siebung oder Sichtung der jeweiligen Streueinrichtung zugeführt werden. Dazu erkennt beispielsweise ein bildanalytisches Messsystem nach der Laser-Profilscan-Technik, ob es sich um einen großen schweren Span oder viele zusammengeklebte kleine Späne handelt.
  • Bevorzugt erfolgt die Spangeometrievermessung wiederkehrend in vorbestimmten Zeitabständen und die vermessenen Späne werden in den Herstellungsprozess zurückgeführt.
  • Man erhält dadurch einen geregelten Herstellprozess in den fortlaufend eingegriffen werden kann. Die vorbestimmten Zeitabschnitte können dabei von einer Viertelstunde bis zu einem Tag festgelegt werden.
  • Zur Ermittlung und Vermessung der genauen Spangeometrie ist es von Vorteil, wenn für die Spangeometrievermessung ein Laser-Linien-Triangulator und eine Empfangsoptik verwendet werden, die eine Auflösung von unter 15 µm, vorzugsweise unter 5 µm haben.
  • Mit Hilfe einer derartigen Messvorrichtung können in dem Verfahren Späne eindeutig in ihren Abmessungen bestimmt werden. In der Regel ist die erzeugte Laserlinie deutlich länger als der Span, die Breite der Linie ist schmaler als die Länge oder Breite eines Partikels und die Empfangsoptik misst dazu unter einem Winkel, mit dem auch die Höhe des Spans erfasst werden kann. In dem Auflösungsbereich unter 5 µm ist es sogar möglich, auch verklebte Späne eindeutig zu identifizieren. Dadurch kann man eine eindeutige Zuordnung von den gemessenen Spangrößen zu der anschließenden Werkstoffplattenqualität herstellen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
    • 1 eine grobe schematische Skizze mit den verwendeten Aggregaten zur Herstellung von Werkstoffplatten,
    • 2 eine Messeinrichtung,
    • 3 einen für die Erfindung nutzbaren Mischer und
    • 4 eine für die Erfindung nutzbare Sichteinrichtung.
  • In 1 erkennt man ein Schema mit Aggregaten, die zur Herstellung von Werkstoffplatten dienen. In der kontinuierlich zu durchlaufenden Reihenfolge, angedeutet durch Prozesspfeile, sind folgende Anlagenteile für einzelne Verfahrensschritte dargestellt:
    • ein Zerspaner 2, ein Trockner für die Späne 3, eine Sichteinrichtungen 4, eine Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel 5 mit Mischer 5a, 5b, die stellvertretend auch für andere Vorrichtungen stehen, mit denen Bindemittel auf die Späne gebracht wird, ferner Streueinrichtungen 6, die die beleimten Späne ggf. in mehreren Lagen unterschiedlicher Spangrößen aus mehreren Streuköpfen 6a, 6b auf ein Formportband 7 zu einer Matte streuen,
    • eine kontinuierliche Presse 8 und eine Schneid- oder Fräseinrichtung 9 zur genauen Dimensionierung der fertigen Werkstoffplatten.
  • Dabei stehen die Zerspaner 2 auch symbolisch allgemein für die Zerkleinerung von Holz zu Spänen. Die fünf angedeuteten Messerringzerspaner werden aus einem darüber liegenden Bunker über Förderschnecken gespeist und erzeugen je nach Messereinstellung unterschiedliche Spangrößen. Die erzeugten Späne unterschiedlicher Größe und Feuchtigkeit werden an den Trockner 3 weitergeleitet.
  • Die folgende Sichteinrichtung 4 kann in unterschiedlichen Ausführungen an verschiedenen Herstellpunkten Verwendung finden. Sie werden benötigt, um Feinpartikel (z.B. Staub) bzw. Grobpartikel (z.B. unerwünschte Mineralien oder Leimlumpen) aus dem Fluss der Späne auszusondern. Sichteinrichtungen 4 werden aber auch genutzt, um beispielsweise bei der Streuung bereits eine Fraktionierung nach der Spangröße zu erwirken, so dass man unterschiedliche Schichten der späteren Werkstoffplatte aus unterschiedlich großen Spänen erzeugt.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 werden beispielsweise ganz grob betrachtet zwei unterschiedliche Spangrößenbereiche erzeugt, die aus Bunkern jeweils einem Mischer 5a und einem Mischer 5b zugeführt werden. In diesen Mischern werden die Späne zumindest teilweise mit Bindemittel benetzt.
  • So ist es möglich, den Streuköpfen 6a für die Deckschichten der zu streuenden und zu verpressenden Matte andere Spangrößen zuzuführen als den Streuköpfen 6b für die Mittelschicht(en).
  • Die Doppelbandpresse 8, wie sie zur Herstellung von Werkstoffplatten, insbesondere Werkstoffplatten aus Holzwerkstoffen verwendet wird, weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Pressenoberteil mit oberer beheizbarer Druckplatte und ein Pressenunterteil mit unterer beheizbarer Druckplatte auf. Rahmen, in denen auch Druckgeber zur Druckgebung abgestützt sind, verbinden das Pressenoberteil und das Pressenunterteil. Im Pressenoberteil sowie im Pressenunterteil sind endlos umlaufende Stahlbänder unter Bildung eines Pressspaltes für die Druck- und Temperaturbeaufschlagung der Matte um Bandumlenktrommeln geführt.
  • Ferner erkennt man in 1 auch beispielhaft eine Spangrößenmesseinrichtung 10 nach dem Mischer 5 und eine Spangrößenmesseinrichtung 11 vor dem Mischer. In diese Spangrößenmesseinrichtung 10, 11 wird eine repräsentative Auswahl von Spänen, also eine sehr kleine, aus dem Transportprozess an einer Probenentnahmestelle 20 ausgeschleuste Spanmenge vermessen, um aus dieser Messung Rückschlüsse auf die Qualitätseigenschaften der späteren Werkstoffplatte ziehen zu können oder Hinweise auf sinnvolle Parameterveränderungen an den einzelnen Aggregaten zu erhalten. Diese Einstellungen können manuell oder über eine computerunterstützte Auswerteeinheit 12 erfolgen.
  • Über die Auswerteeinheit 12 können viele Verfahrensparameter im Herstellprozess der Werkstoffplatten gesteuert werden, deren Einstellungen aufgrund der Spangrößenmessung verändert werden können oder sollen. Erfindungsgemäß soll hier die Geschwindigkeit des Transportmediums für die Späne in Sichteinrichtungen 4 und Vorrichtungen zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel 5 über die gewonnenen Spangrößenmessergebnisse eingestellt werden.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform für die Spangrößenmesseinrichtung 10, 11 ist in 2 dargestellt. Aus dem Spänefluss wird an der besagten Probenentnahmestelle 20 eine kleine Menge von Spänen auf die Vibrationsrinne 14 abgeleitet. Die Späne sind bei der Spangrößenmesseinrichtung 10 bereits mit Bindemittel zumindest teilweise benetzt. Mit wenigstens einem Exzenterantrieb 15 wird das Sieb der Vibrationsrinne derart geschüttelt, dass nicht relevanter Holzstaub hindurch auf das Staubentsorgungsband 16a einer Absonderungsvorrichtung für Stäube 16 fallen, mit einer Waage gewogen und über eine Entsorgung 19 entfernt werden kann. Die in der Vibrationsrinne 14 verbleibenden Späne werden durch das Rütteln zu einer Vereinzelungseinrichtung, in diesem Beispiel einem Vereinzelungsschacht 18, verbracht und mit dem Messtransportband 17 an dem Laser-Linien-Triangulator 13 mit optischem Sensor vorbeigefahren und mit einer Auflösung unter 15 µm, vorzugsweise unter 5 µm vermessen. Die gemessenen Daten werden einer Auswerteeinheit 12 zugeführt.
  • Im Folgenden werden zwei Beispiele beschrieben, wie die Ergebnisse der Spangrößenvermessung für Parametereinstellungen im Prozess genutzt werden können. Zur Veranschaulichung dienen 3 und 4.
  • 3 zeigt dabei eine Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel 5, also um die Späne mit Bindemittel zu benetzen. Dabei ist die beispielhafte Ausgestaltung eines Mischers 5a, 5b unerheblich für die Erfindung. Es kann sich beispielsweise auch um eine Mischeinrichtung durch eine Blowline oder einen mit Leimdüsen versehenen Fallschacht handeln.
  • Der dargestellte Mischer 5a, 5b hat einen Mischraum 21 in dem eine Welle mit Transport- und Mischwerkzeugen 22 drehbar gelagert ist. Der Mischraum 21 verfügt an einer Seite über einen Einlass 23 und an der anderen Seite über einen mit einer nicht dargestellten Klappe regelbaren Auslass 24. Die Späne werden mit Hilfe der Mischwerkzeuge vom Einlass 23 zum Auslass 24 transportiert und unterwegs über Leimdüsen 25 mit Bindemittel benetzt.
  • Je nachdem, was die Messung der Spangeometrie zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel 5 und deren Auswertung in der Auswerteeinheit 12 ergibt, kann man nun die einflussnehmenden Parameter der Mischeinrichtung 5 anzeigen und verändern. Dazu gehören beispielhaft
    1. a) die Zuführmenge des Bindemittels über die Leimdüsen 25 ,
    2. b) die Zuführmenge der Späne am Einlass 23, und - für diese Erfindung wesentlich -
    3. c) die Durchschleusungsgeschwindigkeit der Späne durch den Mischer 5a, 5b (wobei hier die Variation der Drehzahl der Welle mit Transport- und Mischwerkzeugen 22 oder die Stellung des geregelten Auslasses 24 Einfluss nehmen kann).
  • Diese beispielhaft genannten Parameter haben bei Veränderung eine extrem starke Auswirkung auf die Qualitätseigenschaften der später fertiggestellten Werkstoffplatte. Die Bindemittelzufuhr erbringt bis zu einer gewissen, jetzt einfacher zu definierenden Grenze Festigkeit, größere Späne in der Deckschicht verhelfen zu Biegefestigkeit, kleine Späne in der Deckschicht erlauben eine glattere Beschichtung, so dass durch das Ergebnis der Spangeometriemessung nach der Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel 5 den gewünschten Belangen an die fertige Werkstoffplatte Rechnung getragen werden kann. Eine Kompromissfindung zugunsten der Werkstoffplattenqualität zwischen langsamem Durchsatz durch einen Mischer 5a, 5b und damit der Gefahr des nachhaltigen Zerbrechens der Späne durch die hohe mechanische Beanspruchung und einem schnellen Durchsatz mit der Gefahr unzureichender Benetzung durch Bindemittel kann durch die Spangrößenermittlung vereinfacht werden.
  • Ein zweites Beispiel, wie die Ergebnisse der Spangrößenvermessung für Parametereinstellungen im Prozess genutzt werden können, zeigt 4. Hier handelt es sich um eine Sichteinrichtung 4. In dem Ausführungsbeispiel werden Späne aus einem Bunker 26 über ein Transportband 30 in einen aus einem Gebläse 27 erzeugten Windstrom, der die Späne je nach Gewicht unterschiedlich weit trägt (angedeutet durch die Linien 28). eingestreut. Auf diese Weise können bestimmte Spangrößen ausgefiltert und ggf. gesiebt werden, die für den Prozess der Werkstoffplattenherstellung geeignet scheinen, und weitergeleitet werden. Stäube werden beispielsweise über eine Absaugung 29 ausgeschieden. Ein ähnlicher Sichtprozess kann auch direkt bei den Streueinrichtungen 6 erfolgen, bei dem nur ein gewünschter Spangrößenbereich schließlich verwendet wird.
    Die Erfindung erlaubt hier durch die Messung der Spangeometrie eine genauere Aussage darüber, wie beispielsweise die Windgeschwindigkeit und der Volumenstrom eingestellt werden sollte. Damit kann eine Zuteilung bestimmter Spangrößen für die einzelnen Werkstoffplattenschichten viel besser kontrolliert werden.
  • In beiden Fällen ist es also sinnvoll, das Transportmedium für die Späne in seiner Transportgeschwindigkeit zu kontrollieren. Dabei ist und kann das Transportmedium einmal mechanischer Natur sein, wie beispielsweise ein Transportband oder die Werkzeuge in einem Mischer. Das kann aber auch ein Gas oder eine Flüssigkeit sein, in dem die Späne transportiert werden, wie in einem Sichter.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten
    2
    Vorrichtung zur Zerkleinerung von Holz, Zerspaner
    3
    Trockner
    4
    Sichteinrichtung
    5
    Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel
    5a, 5b
    Mischer
    6
    Streueinrichtung mit mehreren Streuköpfen
    6a
    Streukopf Deckschicht
    6b
    Streukopf Mittelschicht
    7
    Transportband, Formband
    8
    Kontinuierliche Presse
    9
    Schneid- und/oder Fräseinrichtung
    10
    Spangrößenmesseinrichtung (optoelektronisch) nach Mischer
    11
    Spangrößenmesseinrichtung (optoelektronisch) vor Mischer
    12
    Computerunterstützte Auswerteeinheit
    13
    Laser-Linien-Triangulator mit optischem Sensor
    14
    Vibrationsrinne
    15
    Exzenterantrieb
    16
    Absonderungsvorrichtung für Stäube
    16a
    Staubentsorgungsband mit Waage
    17
    Messtransportband für Späne
    18
    Vereinzelungsschacht
    19
    Entsorgung
    20
    Probenentnahmestelle
    21
    Mischraum
    22
    Welle mit Transport- und Mischwerkzeugen
    23
    Einlass
    24
    Geregelter Auslass
    25
    Leimdüse
    26
    Bunker
    27
    Gebläse
    28
    Windstromlinien
    29
    Absaugung
    30
    Transportband
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005019986 A1 [0006]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten aus Spanmaterial, wobei das Spanmaterial durch Zerkleinerung von lignozellulosehaltigem Material erzeugt wird, im weiteren Verlauf des Verfahrens dieses Spanmaterial mit unterschiedlichen Transportmedien und mit verschiedenen Transportgeschwindigkeiten durch einzelne Behandlungsaggregate (3, 4, 5) zu einer Streueinrichtung (6) verbracht wird, mittels der es zu einer Matte auf ein Formband (7) gestreut wird, wobei die Matte schließlich in einer kontinuierlichen oder taktgesteuerten Presse (8) zu Platten verdichtet wird, die zuletzt in einer Schneid- und/oder Fräseinrichtung (9) zu der gewünschten Werkstoffplattengröße geschnitten werden, wobei eine aus dem Transportfluss ausgeschiedene Menge von Spänen im Laufe des Herstellverfahrens der Werkstoffplatten geometrisch vermessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergebnisse der Vermessung der Spangeometrie einer Auswerteeinheit (12) zugeführt werden, und von dieser ausgehend zumindest eine Transportgeschwindigkeit eines Transportmediums eingestellt wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spanmaterial durch Zerkleinerung von Holz erzeugt wird, im weiteren Verlauf des Verfahrens in einer Vorrichtung zur Versehung der Späne mit einem Bindemittel (5, 5a, 5b) bei einer ersten Transportgeschwindigkeit durch ein erstes Transportmediums mit einem Bindemittel versehen wird und/oder in einer Sichteinrichtung (4) bei einer zweiten Transportgeschwindigkeit durch ein zweites Transportmediums fraktioniert wird, und die Ergebnisse der Vermessung der Spangeometrie einer Auswerteeinheit (12) zugeführt werden, und von dieser ausgehend zumindest die Transportgeschwindigkeit des ersten und/oder zweiten Transportmediums eingestellt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (12) aufgrund der Vermessung der Spangeometrie Einfluss auf die Steuerung oder Regelung der Drehzahl eines Mischers (5a, 5b) und somit die erste Transportgeschwindigkeit nimmt.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (12) aufgrund der Vermessung der Spangeometrie Einfluss auf den Durchsatz von Gasen an wenigstens einem Ventilator einer Sichteinrichtung und somit die zweite Transportgeschwindigkeit nimmt.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne zur Vermessung vereinzelt werden.
  6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubanteile ermittelt und vor der Vermessung ausgesondert werden.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spangeometrievermessung vor dem Versehen mit einem Bindemittel erfolgt.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vermessung von Spangeometrien auch nach dem Schritt des Versehens mit einem Bindemittel erfolgt.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Klebung verbundene Späne vermessen werden.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spangeometrievermessung wiederkehrend in vorbestimmten Zeitabständen erfolgt und die vermessenen Späne in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Spangeometrievermessung ein Laser-Linien-Triangulator (13) und eine Empfangsoptik verwendet werden, die eine Auflösung von unter 15 µm, vorzugsweise unter 5 µm haben.
  12. Werkstoffplatte aus lignozellulosehaltigem Spanmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach dem Verfahren gemäß eines der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
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DD279725A1 (de) 1989-01-25 1990-06-13 Wissenschaftlich Techn Zentrum Verfahren zur charakterisierung von holzspaenen
DE102005019986A1 (de) 2005-04-27 2006-11-02 B. Maier Zerkleinerungstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Spaneigenschaften

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Title
BENTHIEN, Jan T. ; HELDNER, Sabrina ; LÜDTKE, Jan: Vorteile durch bildanalytisches Messen der Spandicken. In: Holz-Zentralblatt, 2019, H. 50, S. 1101-1103. - ISSN 0018-3792 (P). URL: https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn061923.pdf [abgerufen am 2020-11-03]

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