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Die
Erfindung betrifft eine Pressenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Bei
der Herstellung von schichtverleimten Bauteilen werden mehrere Holz-
oder Werkstofflamellen miteinander zunächst beleimt, dann
aufeinandergeschichtet und in geeigneten Pressen zu stabilen Trägern
verpresst. Aus diesen Schichtstapeln oder Bindern können
große tragende Bauteile mit komplexen Konstruktionen hergestellt
werden, da die Binder in beinahe beliebigen Längen und
Formen hergestellt werden können. Herkömmlicherweise werden
die Binder aus Holz oder Holzwerkstoffen produziert. Werden die
Binder aus Brettschichtholz gefertigt, so kommen hier vorsortierte
und von Fehlstellen befreite Hölzer zum Einsatz. Durch
die Verbindung der Hölzer zu Brettschichtholzelementen
lässt sich, bezogen auf identische Querschnitte, eine bis zu
80 Prozent höhere Tragkraft als mit Vollholz erreichen.
Im Vergleich zu Vollholz sind darüber hinaus größere
Querschnitte und die Herstellung gebogener Träger möglich.
Gegenüber reinen Stahl- und Spannbetonkonstruktionen bieten
die Brettschichtholzelemente bei ähnlichem Preis Vorteile
in Bezug auf Gewicht und chemische Widerstandsfähigkeit.
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Zur
Herstellung der Brettschichtholzelemente werden die Schnitthölzer
oder Lamellen zunächst einer Gütesortierung und
Paketbildung unterzogen. Fakultativ erfolgt eine Keilverzinkung
der Lamellen, um größere Spannbreiten der fertigen
Brettschichtholzelemente realisieren zu können. Die Lamellen werden
anschließend beleimt in eine spezielle Presse eingeführt
und verpresst. Nach Abbinden des Leimes erfolgt die Entnahme des
Brettschichtholzelements aus der Presse und die abschließende
Hobelung, Verpackung und der Abtransport der fertigen Binder.
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Taktzeitbestimmend
bei der Produktion der Binder ist die Verarbeitungs- und Aushärtezeit
des jeweils verwendeten Leims. Als Klebstoffe verwendet werden Kondensationsharze
wie beispielsweise Melamin- oder Resorcinharze, aber auch ein- oder mehrkomponentige,
feuchtigkeitsvernetzende Polyurethan- oder Emulsion-Polymer-Isocyanatklebstoffe. Die
flüssigen Klebstoffe härten unter Einfluss von Material-
und Luftfeuchte und/oder Umgebungs- sowie Materialtemperatur zu
einer hochfesten, wasserbeständigen und dauerhaften Klebefuge
aus. Besondere Bedeutung kommt der Verarbeitungszeit, der sog. „offenen
Zeit" des Klebstoffes zu, die bei bisher verwendeten Klebstoffen
zwischen 20 Minuten und zwei Stunden beträgt. Während
dieser Zeitspanne ist eine Stapelung und Ausrichtung der Lamellen,
die Einbringung der Stapel in die Presse und die Druckbeaufschlagung
der Stapel möglich. Unmittelbar an die Verarbeitungszeit
schließt sich die Aushärtezeit an, die zwischen
einer und sieben Stunden beträgt. Während dieser
Zeit muss der Leimbinder im druckbeaufschlagten Zustand in der Presse
verbleiben, damit die Klebestellen die Anforderungen an die Anfangsfestigkeit
nach Abschluss der Aushärtezeit erfüllen. Die
Endfestigkeit wird in der Regel erst nach mehreren Stunden erreicht,
wobei ein Verbleib der Werkstücke in der Presse hierbei
nicht mehr obligatorisch ist. Durch die Verwendung von Einkomponentenklebstoffen
werden die Rüstzeiten bereits signifikant verkürzt
und zudem Fehlverleimungen infolge von Misch- und Dosierfehlern
ausgeschlossen. Zudem bedürfen moderne Klebstoffe keiner
Temperaturzugabe und ermöglichen somit wirtschaftliche
Fertigungsabläufe.
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Neuerdings
werden jedoch Klebstoffe mit Verarbeitungszeiten von zwei bis fünf
Minuten und Aushärtezeiten zwischen acht und 15 Minuten
angeboten, die die Taktzeiten bei der Herstellung von Brettschichtholzelementen
entsprechend weiter verkürzen. Um diese Taktzeitverkürzung
für Produktionssteigerungen bei der Herstellung von Brettschichtholz
bzw. Leimbindern nutzen zu können, muss neben einer beschleunigten
Bildung der Lamellenstapel auch eine zügige Beschickung
der Presse innerhalb der kurzen Bearbeitungszeit sowie die Nutzung
von mehreren, auf die ebenfalls verkürzten Aushärtezeiten
der Klebstoffe abgestimmten Pressen in Auge gefasst werden.
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Die
DE 102 24 793 schlägt
eine Anlage zum Herstellen von Brettschichtholz vor, bei der in
der Produktionslinie zwei Pressen parallel angeordnet sind und bei
der das die Verleimstation verlassende Schichtholz über
eine Weicheneinrichtung wahlweise einer der beiden Pressen zugeführt
wird. Nach dem Pressvorgang werden die verpressten Werkstücke wiederum über
eine Weicheneinrichtung der Weiterbearbeitung zugeführt.
Als nachteilig an dieser Anlage ist anzusehen, dass kein linearer
Transfer der vorbereiteten Holz oder Werkstoffstapel innerhalb der Produktionslinie
möglich ist, sondern stets eine Umlenkung des Stapels erfolgt,
was mit einem Verschieben der Stapelbestandteile einhergeht. Es
wird daher ein zusätzlicher Ausrichtungsschritt vor dem
Schließen der Presse nötig, der nur schwer in
die sehr kurze „offene" Bearbeitungszeit des Klebstoffes
eingetaktet werden kann und bei eventuell auftretendem Materialstau
dazu führt, dass der gesamte Holz- oder Werkstoffstapel
verworfen werden muss.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pressenanordnung zur
Verfügung zu stellen, die die vorgenannten Nachteile überwindet, eine
zügige und flexible Beschickung mehrerer Pressen mit beleimten
und ausgerichteten Holz- oder Werkstoffstapeln innerhalb der Bearbeitungs-
und Aushärtezeiten der verwendeten Klebstoffe ermöglicht
und die aufgrund einer linearen Förderung der Holz- oder
Werkstoffstapel bzw. fertig verpressten Werkstücke in Transferrichtung
keine Neuausrichtung der Holz- oder Werkstoffstapel im Pressenraum notwendig
macht.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Pressenanordnung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Pressenanordnung, insbesondere
von Pressen zur Herstellung von Brettschichtholz oder Leimbindern
aus gepressten Holz- oder Werkstoffstapeln, ist dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Zuführvorrichtung für Holz- oder
Werkstoffstapel, wenigstens zwei Pressenräume und wenigstens
eine von der Zuführvorrichtung unabhängige Ausführvorrichtung
für gepresste Holz- oder Werkstoffstapel vorgesehen sind.
Die Pressenräume und/oder die Zuführvorrichtung
und/oder die Ausführvorrichtung sind dabei relativ zueinander
bewegbar angeordnet. Durch eine bewegliche Ausbildung der Anordnungsglieder
können diese je nach Vorgabe durch die Taktzeiten ausgerichtet
werden, sodass beispielsweise das Entladen eines Pressenraumes erfolgen
kann, während ein weiterer Pressenraum bereits wieder beladen
wird. Bedingt durch die Klebstoffparameter wie Bearbeitungszeit
(„offene Zeit") und Aushärtezeit können
zwei oder mehr Pressen nebeneinander angeordnet werden, wobei das Zeitintervall
zur Beladung so gewählt wird, dass während der
gesamten Aushärtezeit der ersten Presse weitere, bevorzugt
parallel angeordnete Pressenräume durch die bewegbare Zuführvorrichtung
beladen werden können. Eine Entladung erfolgt dann von
der als Erstes beschickten Presse ausgehend in Richtung der letztbeladenen
Presse durch eine ebenfalls bewegbare Ausführvorrichtung.
In einer weiteren denkbaren Ausgestaltung der Anordnung sind nur die
Pressenräume bewegbar angeordnet und werden jeweils vor
die Zuführvorrichtung verfahren, beladen und weitergeführt.
Die Entladung erfolgt in entgegengesetzter Richtung durch Verbringung
des jeweils zu entladenden Pressenraumes vor die Ausführvorrichtung.
Dadurch dass sowohl die Pressenräume als auch die Zuführ-/Ausführvorrichtungen
relativ zueinander bewegbar sind, lassen sich eine Vielzahl von
Belade-/Entladekonfigurationen realisieren und so Bearbeitungs-
und Aushärtezeiten der verwendeten Klebstoffe besonders
effizient nutzen.
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Bevorzugt
sind wenigstens eine Zuführvorrichtung und wenigstens eine
Ausführvorrichtung an jeweils gegenüberliegenden
Stirnseiten der Pressenräume angeordnet. Durch eine derartige
Anordnung wird eine weitere Senkung der Taktzeiten erreicht, da ein
linearer Transfer der zu verpressenden Holz- oder Werkstoffstapel
durch die Pressenräume möglich wird. Durch eine
entsprechende Anordnung und Verschiebung der Pressenräume
und/oder der unabhängig voneinander bewegbaren Zuführ-
bzw. Ausführvorrichtungen kann somit gleichzeitig das Be- und
Entladen von wenigstens zwei Pressenräumen durchgeführt
werden, ohne Konflikte zwischen den Positionen der Zuführ-
bzw. Ausführvorrichtungen zu erzeugen.
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Um
eine reibungslose und unterbrechungsfreie Förderung der
Holz- bzw. Werkstoffstapel zu erreichen und um die Be- und Entladung
der Pressenräume zügig durchführen zu
können, weisen die Zuführvorrichtung, die Pressenräume
und die Ausführvorrichtung günstigerweise synchronisierbare
Förderelemente auf. Diese verfügen beispielsweise
aber entsprechende Verbindungs- bzw. Kupplungsmittel, sodass nach
dem Ausrichten der jeweiligen Anordnungsglieder eine Verzahnung
bzw. Verbindung der jeweiligen Förderelemente automatisiert
erfolgen kann. Die Förderelemente können dabei
gleichartig sein, d. h. die Zuführvorrichtung ebenso wie
Pressenraum und Ausführvorrichtung weisen beispielsweise einen
Rollenförderer zum Transport der Holz- und Werkstoffstapel
bzw. des verpressten Werkstückes auf. Denkbar ist allerdings
auch, dass die Anordnungsglieder über unterschiedliche
Förderelemente verfügen, die dann über
entsprechende Steuerelemente synchronisiert werden, sobald die Glieder
im Produktionsprozess aufeinandertreffen.
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Als
besonders empfehlenswert wird angesehen, wenn die Förderelemente
einen gemeinsamen Antrieb aufweisen. Dadurch kann eine Synchronisierung
der Förderelemente besonders einfach und schnell erfolgen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Pressenanordnung
verfügt die Zuführvorrichtung aber wenigstens
ein Rahmenelement für die Ausrichtung der Holz- oder Werkstoffstapel.
Das Rahmenelement der im Produktionsprozess dem jeweiligen Pressenraum
vorgelagerten Zuführvorrichtung beaufschlagt dabei die
noch unausgerichteten Holz- oder Werkstoffstapel beispielsweise
durch verschiebbare Schenkel, durch hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbare
Druckelemente im Rahmen oder über Rollen, die im oder am
Rahmen angeordnet sind. Wenigstens eine dieser Rollen kann zusätzlich angetrieben
sein, um das Einfördern der ausgerichteten Holz- oder Werkstoffstapel
in den Pressenraum zu unterstützen. Es kann somit nochmals
unmittelbar vor dem Zuführen in den Pressenraum eine bündige Ausrichtung
der Stapelbestandteile durch das entsprechende Rahmenelement erfolgen.
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Je
nach Transferlinienkonfiguration und Produktionslayout wird es als
besonders günstig angesehen, wenn die Zuführvorrichtung
und die Ausführvorrichtung stationär und die Pressenräume
bewegbar angeordnet sind. Somit entfällt eine Anpassung der
der Zuführvorrichtung vorgelagerten bzw. der Ausführvorrichtung
nachgelagerten Bearbeitungsstationen und es wird ein kontinuierlicher
Lineartransfer der vorbereiteten Holz- bzw. Werkstoffstapel sowie
der verpressten Werkstücke möglich.
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Als
besonders günstig erweist es sich, wenn die Pressenräume
und/oder die Zuführvorrichtung und/oder die Ausführvorrichtung
frei und/oder geführt bewegbar sind. Die Verbringung der
Anordnungsglieder in ihre jeweils durch den Bearbeitungstakt vorgegebene
Position kann dabei nach Art eines fahrerlosen Transportfahrzeuges
erfolgen. Das jeweilige Anordnungsglied ist dabei in ein flurgebundenes
Fördermittel mit eigenem Fahrantrieb integriert, wird automatisch
gesteuert und berührungslos geführt und verfügt über
eine Leitsteuerung, eine Einrichtung zur Standortbestimmung und
zur Lageerfassung sowie über Einrichtungen zur Datenübertragung.
Die Produktionsstätte weist dann zusätzlich eine
entsprechende Infrastruktur und die zugehörigen peripheren Einrichtungen
zum Betrieb derartiger Systeme auf.
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Eine
einfachere Ausgestaltung der Anordnung sieht vor, dass die bewegbaren
Anordnungsglieder gleis- oder schienengebunden bewegt werden. Darüber
hinaus ist die Verwendung aller gängigen Lineargleit- oder
Linearwälzführungen in Verbindung mit entsprechenden
Linearantrieben denkbar. Die Steuerung der Bewegung der Pressenräume und/oder
der Zuführvorrichtung und/oder der Ausführvorrichtung
erfolgt dabei bevorzugt manuell oder automatisch über eine
Steuervorrichtung. Eine Steuervorrichtung kann dabei nach Art eines
Steuerstandes zentral für eine oder mehrere Anlagen oder
dezentral an jedem Anordnungsglied vorgesehen werden.
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Als
besonders günstig wird angesehen, wenn die Pressenräume,
die Zuführvorrichtung und die Ausführvorrichtung
einen zentralen Antrieb aufweisen und die jeweilige Bewegung der
einzelnen Anordnungsteile über eine entsprechende Antriebssteuerung
erfolgt. Als empfehlenswert wird allerdings auch angesehen, wenn
die Pressenräume und die Zuführvorrichtung und/oder
die Ausführvorrichtung getrennte Antriebe aufweisen. Als
Antrieb ist hierbei jegliche Art von Linearantrieb vorstellbar.
Um eine möglichst genaue Positionierung der Pressenräume, der
Zuführvorrichtung und/oder der Ausführvorrichtung
sicherzustellen, sind Positionierhilfen, insbesondere variable Anschlagkeile,
für die Anordnungsglieder vorgesehen, die an oder in der
jeweils verwendeten Linearführung vorgesehen sind. Eine
Einstellung der Positionierhilfen erfolgt dabei entweder manuell oder
automatisiert.
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Um
eine möglichst genaue Produktionsdokumentation erstellen
zu können, weisen die Zuführvorrichtung und die
Ausführvorrichtung bevorzugt Erfassungsmittel für
die Parameter des Holz- oder Werkstoffstapels bzw. des fertigen
Werkstückes auf. Diese Erfassungsmittel können
beispielsweise einen Weggeber umfassen, der die Dimensionen des
in den Pressenraum eingeförderten Werkstoffstapels sowie des
ausgeführten Werkstückes aufnimmt. Darüber hinaus
können durch optische Abtastverfahren z. B. die Jahrringlage
der Lamellen und die Qualität der Sichtflächen
erfasst werden, um bereits vor dem abschließenden Hobeln
der Werkstücke Informationen für nachgeordnete
Ausflickstationen bereitstellen zu können. Ein weiteres
Messelement ermittelt die für die Aushärtezeit
wichtigen Parameter Holz- und Umgebungsfeuchte sowie Temperatur
des Werkstoffstapels, um basierend auf diesen Werten die optimale Presszeit
zu ermitteln. Um die gewonnenen Daten optimal und ohne Zeitverzögerungen
in den Produktionszyklus integriert auswerten zu können,
weist die erfindungsgemäße Pressenanordnung bevorzugt eine
Speicher- und/oder Auswerteeinheit für die ermittelten
Parameter auf, die beispielsweise direkt mit dem Steuerstand der
Anlage verbunden ist und entweder Informationen an den Bediener
ausgibt oder die Anlage automatisch steuert bzw. an die ermittelten
Parameter anpasst.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht
beschränkenden Ausführungsform der Erfindung anhand
der schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnung.
Es zeigt:
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1 eine
bevorzugte Ausführungsform der Pressenanordnung in Draufsicht.
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Die
in 1 dargestellte Pressenanordnung 10 umfasst
insgesamt drei Pressenräume 11, die bewegbar angeordnet
sind. Die Pressenräume 11 sind zu einem Zentralelement
der Pressenordnung 10 zusammengefasst, fest miteinander
verbunden und werden zusammen bewegt. Die Bewegung der Pressenräume 11 erfolgt
senkrecht zu ihrer Längsrichtung. Die Pressenräume 11 sind
dabei auf Gleise 20 aufgesetzt, die die Bewegungsrichtung
festlegen. Zur Bewegung der Pressenräume 11 weist
die Pressenanordnung 10 der 1 einen
Linearantrieb in Form eines Elektromotors 12 mit Spindeltrieb 18 auf,
der aufgrund seiner Leistung in der Lage ist, die drei Pressenräume 11 zu
verschieben. Durch den Spindeltrieb 18 ist ein gut beherrschbares
Anfahren und Abbremsen in einem engen Toleranzbereich möglich. Die
Pressenanordnung 10 umfasst auf der in 1 linken
Seite zusätzlich eine ortsfest angeordnete Zuführvorrichtung 13,
die Förderelemente 14, im Ausführungsbeispiel
der 1 einen Gurtförderer, zum Einführen
der Holzstapel 15 in den jeweils an die Zuführvorrichtung 13 angekoppelten
Pressenraum 11 aufweist.
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Dem
Pressenraum 11 vorgelagert befindet sich ein mit der Zuführvorrichtung 13 verbundener Rahmen 16 zur
Ausrichtung der Holzstapel 15 vor dem Pressen. Die Pressenräume 11 weisen
ebenfalls Förderelemente 14 zum Transfer der Holzstapel 15 in
den Pressenraum 11 und zum Ausfördern der fertig
verpressten Werkstücke (in 1 nicht
dargestellt) zur Ausführvorrichtung 17. Die Förderelemente 14,
im Ausführungsbeispiel der 1 als Rollengang ausgebildet,
verfügen über einen eigenen Antrieb 19, der
beim Ankoppeln der Zuführvorrichtung 13 an den Pressenraum 11 mit
dem entsprechenden Antrieb 19 der Förderelemente 14 der
Zuführvorrichtung 13 automatisch synchronisiert
wird. Die Ausführvorrichtung 17 ist im Ausführungsbeispiel
der 1 auf der rechten Seite der Pressenräume 11 angeordnet,
sodass hier eine Be- bzw. Entladung der Pressenräume 11 an
den jeweils gegenüberliegenden Stirnseiten 21a,
b der Pressenräume 11 erfolgt.
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Denkbar
ist allerdings auch eine parallele Anordnung der Zuführvorrichtung 13 und
der Ausführvorrichtung 17 auf einer der Stirnseiten 21a,
b der Pressenräume 11, sodass der zu entladende
Pressenraum 11 jeweils vor die Ausführvorrichtung 17 verfahren
wird. Der zu entladende Pressenraum 11 ist dabei so weit
vom nächsten zu beladenden Pressenraum 11 beabstandet,
dass simultan mit der Entladung des einen Pressenraumes 11 die
Beladung des nächsten erfolgen kann. Auch die Ausführvorrichtung 17 weist
entsprechende Förderelemente 14 auf, deren Antrieb 19 mit
den Antrieben 19 der Förderelemente 14 der
Pressenräume 11 und der Zuführvorrichtung 13 synchronisierbar
ist. Durch die gezeigte Anordnung von Zuführvorrichtung 13,
Pressenräumen 11 und Ausführvorrichtung 17 kann
ein Holzstapel 15 bzw. ein fertiges Werkstück
in Transferrichtung ohne Umlenken und/oder Richtungswechsel durch
alle Produktionsstationen transportiert werden, wodurch eine nicht
unerhebliche Reduzierung der Taktzeiten bei der Leimbinderherstellung einhergeht,
die neben Kapazitätssteigerungen auch zu Kosteneinsparungen
aufgrund besserer Anlagenauslastung führt.
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- 10
- Pressenanordnung
- 11
- Pressenraum
- 12
- Elektromotor
- 13
- Zuführvorrichtung
- 14
- Förderelemente
- 15
- Holzstapel
- 16
- Rahmen
- 17
- Ausführvorrichtung
- 18
- Spindeltrieb
- 19
- Antrieb
- 20
- Gleis
- 21a,
b
- Stirnseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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