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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Streuvorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen von Streugut auf ein umlaufendes Formband sowie eine Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten.
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Bei der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigem Material wird ein Gemisch aus Partikeln oder faserartigen Stoffen (beispielsweise Holzspäne oder anderes lignocelluloses Material) und einem Bindemittel (beispielsweise Leim) zu einer Streugutmatte auf ein Form- oder Förderband (Streubandförderer) gestreut. Diese Streugutmatte (auch als Vlies oder Partikelmatte bezeichnet) wird anschließend nach einer gegebenenfalls erforderlichen Vorbehandlung einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verpressung zugeführt, die mittels Druck und/oder Wärme erfolgen kann. Beispielsweise können in dieser Art MDF-Platten (mitteldichte Faserplatten) oder OSB-Platten (Oriented Strand Boards oder Grobspanplatten) hergestellt werden.
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In entsprechenden Anlagen sind zumeist Streugutspeicher (auch als Streudosierbunker bezeichnet) u.a. für die anlageninterne Pufferung und Dosierung von Material vorgesehen. Das mit dem Bindemittel versetzte streufähige Material (Streugut) wird in den Streugutspeicher eingefüllt, aus dem es dann wieder ausgetragen und mittels einer Streuvorrichtung auf das Formband gestreut wird. Der Streugutspeicher hat dabei einerseits die Aufgabe, die Zuführung des Streuguts zu der Streuvorrichtung mengenmäßig zu regeln und andererseits diese zu vergleichmäßigen. Zum Austrag des Streuguts aus dem Streugutspeicher wird zumeist eine oder mehrere Austragungswalze eingesetzt, die das Material möglichst gleichmäßig lösen und der Streuung zuführen soll.
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Die eigentliche Streuung erfolgt zumeist mittels eines Streukopfes, durch den das von der Austragungswalze ausgetragene Streugut weiter vereinzelt und möglichst gleichverteilt auf das Formband gestreut wird. Üblicherweise ist zwischen Austragungswalze und Streukopf bzw. der Austragungswalze nachgelagert eine Leitvorrichtung (kann auch als Umlenkvorrichtung bezeichnet werden) angeordnet, die das ausgetragene Streugut in Richtung des Streukopfes oder direkt in Richtung des Formbandes leitet.
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Beispielsweise wird in der
DE 102 06 595 A1 eine Streustation zum homogenen Streuen von beleimten Streugütern, insbesondere Holzspänen, im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit einem Dosierbunker zum Austragen der beleimten Streugüter offenbart. Das aus dem Dosierbunker ausgetragene Streugut fällt dabei auf ein darunter angeordnetes schräg gestelltes Verteilblech und trifft anschließend im Aufgabenbereich eines Streukopfes auf eine Streuwalzenanordnung, welches das Streugut auf ein Formband abstreut.
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In derartigen Anlagen kann es dazu kommen, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen bei den verschiedenen beteiligten Anlagenteilen oder Effekten wie thermischem Verzug, Materialermüdung etc. die Verteilung des gestreuten Materials auf dem Formband nicht gleichmäßig ist. Hierbei sind sowohl konstante als auch variierende Abweichungen von einer Gleichverteilung sowohl in Förderrichtung des Formbandes als auch quer dazu möglich. Derartige Ungenauigkeiten oder Schwankungen bewirken eine geringere Streugenauigkeit und führen dazu, dass die hergestellten Werkstoffplatten nach der Verpressung in ihrer Dichte Ungleichmäßigkeiten aufweisen und damit in ihrer Stabilität vermindert sein können. Zudem können sich optische Beeinträchtigungen aufgrund von auf der Oberfläche der Platte erkennbaren Unterschieden in der Dichte ergeben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gleichmäßige Verteilung des Materials auf dem Formband sicherzustellen und so die Qualität der hergestellten Werkstoffplatten zu verbessern. Insbesondere soll es ermöglicht werden, konstante Fehler in der Streuung, die nach längerer Betriebsdauer beispielsweise aufgrund von Materialermüdung etc. entstehen, auszugleichen. Insbesondere soll es möglich sein nach Wartungsvorgängen mit einfachen Mitteln „quasi stationäre“ Streufehler auszugleichen um eine optimierte und vorgegebene Streuung sicherzustellen.
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Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe eine Streuvorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen von Streugut auf ein umlaufendes Formband, mit:
einer Austragungswalze zum Austragen des Streuguts aus einem Streugutspeicher; und
einer Leitvorrichtung, die zum Weiterleiten des ausgetragenen Streuguts zwischen der Austragungswalze und dem Formband angeordnet ist,
wobei die Leitvorrichtung einstellbar zum Einwirken auf eine Streugenauigkeit und/oder eine Querverteilung des ausgetragenen Streuguts über eine Breite des Formbandes ausgebildet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten, mit:
einem Streugutspeicher zum Speichern eines Vorrats an Streugut;
einem Formband, um das Streugut einer Verpressung zuzuführen; und
einer Streuvorrichtung wie zuvor beschrieben.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die Streuvorrichtung und die Anordnung entsprechend der für die Streuvorrichtung bzw. für die Anordnung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein können.
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Die erfindungsgemäße Streuvorrichtung eignet sich für den Einsatz beim kontinuierlichen Aufbringen von Streugut auf ein umlaufendes Formband. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Streuvorrichtung in einer Anordnung bzw. in einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten integriert.
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Aus einem Streugutspeicher, in dem ein Vorrat an Streugut gespeichert ist, wird mittels einer Austragungswalze Streugut ausgetragen. Das ausgetragene Streugut wird dann auf ein Formband gestreut, durch das es einer Verpressung zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist zwischen der Austragungswalze und dem Formband bzw. der Austragungswalze nachgelagert eine Leitvorrichtung angeordnet. Die Leitvorrichtung ist dazu ausgebildet auf eine Streugenauigkeit und/oder eine Querverteilung des ausgetragenen Streuguts über die Breite des Formbandes einzuwirken. Das von der Austragungswalze ausgetragene Streugut trifft zur Weiterleitung auf die Leitvorrichtung auf. Die Leitvorrichtung dient dabei dazu, den kontinuierlichen Materialfluss des mittels der Austragungswalze ausgetragenen Streuguts zu lenken und zu führen. Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen ist die erfindungsgemäße Leitvorrichtung so ausgebildet, dass nicht nur eine passive bzw. konstante Führung oder Weiterleitung des Streuguts erfolgt, sondern dass seine Verteilung während der Weiterleitung veränderbar beeinflusst werden kann. Die Leitvorrichtung ist einstellbar ausgebildet. Durch das Einstellen der Leitvorrichtung kann auf eine Streugenauigkeit und/oder Querverteilung des ausgetragenen Streuguts eingewirkt werden. Die Streugenauigkeit und/oder die Querverteilung kann beeinflusst werden.
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Unter der Querverteilung versteht sich dabei insbesondere die Verteilung des Streuguts entlang einer Querachse orthogonal zur Förderrichtung des Formbandes. Die Querverteilung beschreibt die Materialmenge pro Breitenabschnitt des Formbandes. Die Materialmenge pro Breitabschnitt des Formbandes entspricht der Materialmenge pro entsprechendem Längenabschnitt der Leitvorrichtung bzw. ist zumindest proportional zu dieser im Falle einer abgewinkelten Anordnung. Es kann also auf die Menge des durchlaufenden bzw. von der Leitvorrichtung weitergeleiteten Streuguts pro Längenabschnitt und pro Zeiteinheit abgestellt werden. Hierbei können sowohl Längenabschnitt (bzw. Breitenabschnitt) als auch Zeiteinheit im Prinzip beliebig klein gewählt werden. Unter Einwirken wird verstanden, dass diese Querverteilung beim Auftreffen des Streuguts auf die Leitvorrichtung anders als beim Verlassen der Leit- bzw. Streuvorrichtung sein kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Streugenauigkeit beeinflusst werden. Unter der Streugenauigkeit versteht sich dabei insbesondere die Menge an Streugut pro Flächenabschnitt des Formbandes. Eine hohe Streugenauigkeit bewirkt eine ausgeglichene Menge an Streugut pro Flächeneinheit des Formbands. Es versteht sich, dass zwischen der Querverteilung und der Streugenauigkeit eine begriffliche Überschneidung besteht.
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Im Vergleich zu bisherigen Streuvorrichtungen erlaubt es die erfindungsgemäße Streuvorrichtung, Ungenauigkeiten und insbesondere konstante Abweichungen von einer beabsichtigten Gleichverteilung des ausgetragenen Materials über die Breite des Formbandes auszugleichen. Gründe für solche Ungenauigkeiten oder Abweichungen können beispielsweise in herstellungsbedingten Toleranzen bei der Fertigung der Austragungswalze, deren Lage, deren Antrieb und/oder der weiteren Komponenten des Streugutspeichers oder des Streukopfes etc. liegen. Weitere Gründe können sich auch aus Materialermüdungserscheinungen oder thermischen Effekten beim längeren Betrieb einer entsprechenden Anlage ergeben. Durch die Einstellbarkeit der Leitvorrichtung können diese Effekte sowohl bei der Inbetriebnahme einer Anlage als auch während des Betriebs oder nach einer längeren Betriebszeit einer bestehenden Anlage ausgeglichen werden. Durch die erfindungsgemäß erreichte Vergleichmäßigung der Menge des ausgetragenen Materials über die Breite des Formbandes wird erreicht, dass die Qualität der hergestellten Werkstoffplatten insbesondere in Bezug auf die Stabilität sowie in Bezug auf die Optik verbessert wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Leitvorrichtung ein im Wesentlichen flächig ausgebildetes Leitelement mit einer der Austragungswalze zugewandten glatten Oberfläche und ein Rahmenelement zur Befestigung des Leitelements; und ist das Leitelement dazu ausgebildet das Streugut entlang der glatten Oberfläche in Richtung des Formbandes zu leiten. Das von der Austragungswalze ausgetragene Streugut trifft auf eine Fläche des Leitelements, die derart ausgebildet ist, dass das ausgetragene Material an ihr entlang gleiten kann, um dann auf das Formband gestreut zu werden. Das Leitelement kann beispielsweise als Leitblech ausgeführt sein. Das Leitelement wird von einem Rahmenelement gehalten. Das Rahmenelement dient zur Befestigung gegenüber den weiteren Komponenten der Streuvorrichtung bzw. Anordnung und ist mit den anderen Bestandteilen fest verbunden. Bevorzugt sind das Leitelement und das Rahmenelement gegenüber einander beweglich bzw. flexibel und ermöglichen damit einen Freiheitsgrad zur Beeinflussung des an der Oberfläche des Leitelements entlanggleitenden Streugutflusses. Vorteilhaft an der Verwendung eines Leitelements mit glatter Oberfläche sind insbesondere die einfache und effiziente Herstellbarkeit sowie die sich daraus ergebenden Möglichkeiten zur Einwirkung auf die Querverteilung des ausgetragenen Materials.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leitvorrichtung zum Einstellen einer Neigung des Leitelements durch eine Drehung des Leitelements um eine Drehachse ausgebildet; und verläuft die Drehachse bevorzugt parallel zu der Austragungswalze und/oder parallel zu einer Förderrichtung des Formbandes. Unter der Neigung des Leitelements versteht sich die Neigung gegenüber dem Rahmenelement der Leitvorrichtung. Das Leitelement kann gegenüber dem Rahmenelement um eine Drehachse gedreht werden. Hierdurch kann seine Neigung beeinflusst werden. Die Änderung der Neigung des Leitelements entspricht einer Änderung des Winkels, in dem das von der Austragungswalze ausgetragene Material auf das Leitelement auftrifft. Der Auftritts- oder Aufprallwinkel kann eingestellt werden, was einer Änderung der beim Auftreffen des Streuguts auf das Leitelement wirkenden Bremskraft entspricht. Durch die Änderung der Neigung ergibt sich eine Einstellmöglichkeit, mit der sich die Streugenauigkeit und/oder Querverteilung des Streuguts beeinflussen lässt. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Leitvorrichtung zum Einstellen der Neigung des Leitelements zumindest ein Verbindungselement zum einstellbaren Festlegen eines Abstandes zwischen einem ersten von der Drehachse beabstandeten Verbindungspunkt an dem Rahmenelement und einem zweiten von der Drehachse beabstandeten Verbindungspunkt an dem Leitelement auf. Das Verbindungselement verbindet einen ersten Verbindungspunkt an dem Rahmenelement und einen zweiten Verbindungspunkt an dem Leitelement und erlaubt eine Veränderung bzw. Einstellung des Abstands zwischen beiden Punkten. Beide Verbindungspunkte sind dabei in einem Abstand zur Drehachse angeordnet. Durch die Änderung des Abstands zwischen den beiden Verbindungspunkten wird eine Drehung des Leitelements gegenüber dem Rahmenelement, also eine Änderung der Neigung des Leitelements, bewirkt. Die mechanisch einfache Konstruktion erlaubt dadurch ein Einwirken auf die Querverteilung des ausgetragenen Streuguts.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Leitvorrichtung ein Neigeaktorelement zum automatisierten Einstellen der Neigung des Leitelements. Die Neigung kann automatisiert durch einen entsprechenden Aktor verändert werden. Dieses Neigeaktorelement kann beispielsweise als Motor, insbesondere als Stellmotor, ausgebildet sein. Durch die Verwendung eines Neigeaktorelements wird eine automatisierte Einstellbarkeit erreicht. Hierdurch kann effizient auf auftretende Ungenauigkeiten in der Querverteilung durch eine Anpassung der Neigung des Leitelements, die auch im laufenden Betrieb erfolgen kann, reagiert werden. Vorteilhaft ist, dass es keiner manuellen Interaktion bedarf.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Leitelement verformbar ausgebildet; umfasst die Leitvorrichtung ein Stellelement zum Verformen des Leitelements durch eine in einem Stellpunkt auf das Leitelement ausgeübte Stellkraft; und ist der Stellpunkt bevorzugt in der Fläche des Leitelements angeordnet. Unter einer Verformbarkeit des Leitelements wird verstanden, dass die Oberfläche des Leitelements, die dem auftreffenden Material zugewandt ist, in ihrer Form veränderbar ist. Diese Veränderung der Form des Leitelements kann durch ein Stellelement erreicht werden, durch das in einem Stellpunkt eine Kraft auf das Leitelement ausgeübt wird. Der Stellpunkt liegt üblicherweise in der Fläche des flächig ausgebildeten Leitelements. Die Verformung des Leitelements dient dabei dazu, auf die Querverteilung des ausgetragenen Materials einzuwirken. Je nach Form des Leitelements bzw. der glatten Oberfläche des Leitelements wird der Fluss des daran ableitenden Streuguts verändert. Durch eine Formveränderung ergibt sich somit eine Einstellbarkeit zum Einwirken auf die Verteilung.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Leitvorrichtung eine Mehrzahl von Stellelementen zum Verformen des Leitelements durch in einer Mehrzahl von Stellpunkten auf das Leitelement ausgeübte Stellkräfte. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Stellelementen wird erreicht, dass die Form des Leitelements präzise zur Erzielung einer deterministischen Einwirkung auf die Querverteilung des ausgetragenen Materials erreicht wird. Durch die Verwendung mehrerer Stellelemente kann die zu erzielende Wirkung genau und feingranular beeinflusst werden. Es ergibt sich eine zielgerichtete Einstellmöglichkeit bezüglich der Querverteilung des ausgetragenen Materials.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt die Mehrzahl von Stellpunkten in einer Linie in der Fläche des Leitelements, die parallel zu der Austragungswalze und/oder parallel zu einer Förderrichtung des Formbandes verläuft; oder in zwei parallelen Linien in der Fläche des Leitelements, die parallel zu der Austragungswalze und/oder parallel zu einer Förderrichtung des Pressebandes verlaufen. Hierdurch wird erreicht, dass über die gesamte Breite des Flusses des ausgetragenen Materials entlang der Längsachse des Leitelements eine Einstellmöglichkeit geschaffen wird. Es kann über die gesamte Breite des Materialstroms auf den Materialstrom eingewirkt werden. Alternativ dazu ist es möglich, dass eine Anordnung der Stellpunkte in zwei parallelen Linien vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich eine weiter erhöhte Genauigkeit bezüglich der zu erzielenden Wirkungen auf die Querverteilung und eine bessere Einstellbarkeit.
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In einer Ausgestaltung ist das Stellelement als Stellschraube ausgebildet, die mit einem Stellgewinde zum Ausüben einer Stellkraft senkrecht zur Fläche des Leitelements zusammenwirkt; und/oder umfasst die Leitvorrichtung ein Stellaktorelement zum automatisierten Ausüben der Stellkraft auf das Stellelement. Durch die Stellschraube wird auf die Fläche des Leitelements ein Druck ausgeübt. Durch den Druck wird das Leitelement bzw. seine dem auftreffenden Streugut zugewandte Oberfläche verformt. Hierdurch ergibt sich eine einfach realisierbare und mit einer hohen Genauigkeit justierbare Einstellmöglichkeit. Vorteil der Verwendung einer Stellschraube ist die einfache Herstellbarkeit sowie die einfache Einstellbarkeit. Es versteht sich, dass auch eine Mehrzahl von Stellelementen als Stellschrauben ausgebildet sein kann. Eine Automatisierung kann durch die Verwendung eines Stellaktorelements zur steuerbaren Kraftausübung erreicht werden. Vorteil der Verwendung eines Stellaktorelements ist, dass keine manuelle Interaktion eines Maschinenführers oder des Bedienpersonals der Anlage erforderlich ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leitvorrichtung zum Einstellen eines Abstandes zwischen dem Leitelement und der Austragungswalze ausgebildet. Durch die Veränderung des Abstands zwischen dem Leitelement und der Austragungswalze ergibt sich eine weitere Einstellmöglichkeit bezüglich der Streugenauigkeit und der Querverteilung des von der Austragungswalze ausgetragenen Materials.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das Leitelement im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und parallel zur Austragungswalze ausgerichtet. Hierbei ist die Dimensionierung des Leitelements üblicherweise so gewählt, dass die längere Seite des Rechtecks im Wesentlichen der Länge der Austragungswalze entspricht. Die Längsachse der Leitvorrichtung ist parallel zur Austragungswalze ausgerichtet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Austragungswalze orthogonal zu einer Förderrichtung des Formbandes ausgerichtet. Üblicherweise sind Austragungswalze und Förderrichtung des Formbandes in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Zumeist ist auch die Drehachse des Leitelements parallel hierzu ausgerichtet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Streuvorrichtung einen zwischen der Leitvorrichtung und dem Formband angeordneten Streukopf zur Vereinzelung und Streuung des Streuguts auf das Formband. Durch den Streukopf erfolgt eine Vergleichmäßigung der Streuung auf das Formband.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anordnung weiterhin eine Sensorvorrichtung zum Ermitteln eines Messwerts, der die Streugenauigkeit und/oder Querverteilung des ausgetragenen Streuguts über eine Breite des Formbandes repräsentiert; und eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen des Messwerts oder eine Regelvorrichtung zum Regeln der Einstellung der Leitvorrichtung basierend auf dem Messwert. Beispielsweise kann eine Kamera oder andere geeignete Vorrichtung als Sensorvorrichtung verwendet werden. Insbesondere eignen sich Durchstrahlungsvorrichtungen zur Ermittlung des Flächengewichtes. Der Ausgang dieser Sensorvorrichtung kann als Eingang für eine Regelvorrichtung dienen. Durch die Regelvorrichtung wird die Einstellung der Leitvorrichtung automatisch vorgenommen, sodass sich ein Regelkreis ergibt. Wenn auf Basis des Messwerts festgestellt wird, dass eine Abweichung von einer Gleichverteilung im ausgetragenen Streugut vorliegt, wird diese Abweichung mittels der erfindungsgemäß einstellbaren Streuvorrichtung korrigiert. Alternativ zu einer vollautomatisierten Ausführung des Regelkreises ist es ebenfalls möglich, dass der Messwert einem Maschinenführer oder dem Bedienpersonal der Anlage angezeigt wird und dass die eigentliche Einstellung der Streuvorrichtung dann mittels manueller Eingabe bzw. Einstellung erreicht wird.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Insbesondere ist eine Lehre der Erfindung, dass durch das der Austragsvorrichtung gegenüberliegende Blech zur Richtungsumkehr des Streugutes benutzt werden kann um in einfacher und subtiler Weise das Streugut quer zur Formbanderstreckung umzuschichten, ohne zu sehr in das bewegte Schüttgut einzugreifen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass durch Einstellung einer Biegelinie an dem Leitelement die Streugutverteilung verändert und angepasst werden kann. Neben einer konvexen oder konkaven Verbiegung lassen sich dreidimensionale Biegeformen an einem relativ elastischen Leitblech mit einfachen Mitteln einstellen. Besonders bevorzugt ist bei einer komplexen Ausführungsform eine Art Schachbrettmuster an Krafteinleitungspunkten in das Leitblech vorgesehen, die manuell oder bevorzugt automatisiert mit positiven oder negativen Kräften beaufschlagt werden können.
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Somit ist es in einer einfachen Anwendung auf Streufehler während der Produktion, insbesondere in Verbindung mit einer dem Streukopf nachgeschalteten Sensorvorrichtung und mit der Leitvorrichtung wirkverbundenen Steuer- oder Regelungsvorrichtung, nunmehr möglich auf ein verändertes Streuverhalten der Anordnung zu reagieren, ohne direkt im Zuge eines Anlagenhaltes in ein Wartungsszenario zu wechseln.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitendarstellung einer Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung im Schnitt;
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2 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Draufsicht auf eine Leitvorrichtung zur Verwendung in einer Streuvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung im Schnitt;
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4 eine weitere schematische Darstellung einer Leitvorrichtung zur Verwendung in einer Streuvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
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5 eine schematische Seitendarstellung einer Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung im Schnitt und
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6 eine weitere schematische Darstellung einer Leitvorrichtung zur Verwendung ausgabeseitig eines Streugutbunkers gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Die Anordnung umfasst einen Streugutspeicher 12 zum Speichern eines Vorrats an Streugut 14. Die Anordnung 10 umfasst weiterhin ein Formband 16, durch das das Streugut 14 einer Verpressung in einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Presse (nicht dargestellt) zugeführt wird. Des Weiteren umfasst die Anordnung 10 eine optionale Streuvorrichtung 18 zum kontinuierlichen Aufbringen des Streuguts 14 auf das Formband 16. Es kann mit dem Streugutspeicher 12 auch eine direkte Streuung auf das Formband 16 verwirklicht werden, wobei die indirekten Streuungen mit einem an das Streugut 14 angepassten Streukopf bevorzugt sind.
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Derartige Anordnungen werden in Anlagen zur Herstellung von Werkstoffplatten eingesetzt. In solchen Anlagen dient der Streugutspeicher 12 zur Pufferung von beleimtem Material, das hierin als Streugut 14 bezeichnet wird. Der Streugutspeicher 12 kann auch als Dosierbunker oder Materialbunker bezeichnet werden. Die Befüllung des Streugutspeichers 12 erfolgt zumeist über eine entsprechende Bandanlage von oben (nicht dargestellt). Innerhalb des Streugutspeichers 12 wird das Streugut 14 in der dargestellten beispielhaften Ausführungsform mittels einer Förderanlage 20 in Richtung einer Austragungswalze 22 gefördert. Die Austragungswalze 22 bewirkt eine Vereinzelung und einen Austrag des Materials in Richtung einer Leitvorrichtung 24 zur Weiterleitung des Materials in Richtung Formband 16.
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Zwischen der Leitvorrichtung 24 und dem Formband 16 kann zur weiteren Vereinzelung des Streuguts 14 ein Streukopf 26 vorgesehen sein. Dieser Streukopf 26 bewirkt eine weitere Vereinzelung des ausgetragenen Streuguts 14 und eine Verteilung entlang einer Achse, die sich parallel zur Förderrichtung des Formbandes 16 erstreckt. Die Verwendung eines Streukopfes 26 ist nur in einigen Anwendungsfällen erforderlich.
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Wie dargestellt verläuft das Formband 16 unter der Streuvorrichtung 18 respektive einem Streukopf 26 in der dargestellten Richtung und fördert das gestreute Streugut 14 in Förderrichtung 52 einer Presse (nicht dargestellt) zu.
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Die Austragungswalze 22 (auch als Abschlagwalze bezeichnet) ist entlang einer zentralen Längsachse 23 bzw. Rotationsachse mit einem vorgegebenen Durchmesser und einer Länge ausgebildet, wobei die Länge zumeist der Breite der auf das Formband aufzubringenden Streugutmatte 15 entspricht. Üblicherweise ist die Rotationsachse der Austragungswalze 22 orthogonal zur Förderrichtung 52 des Formbandes 16 ausgerichtet. Die Austragungswalze 22 rotiert in der dargestellten Richtung zum Abschlagen des Streuguts 14. Zum Abschlagen bzw. Austragen sowie zur Vereinzelung und zum Materialtransport des Streuguts 14 dienen zumeist über die Oberfläche der Austragungswalze 22 hinausragende Fortsätze, die aufgrund der Rotation der Austragungswalze 22 fortlaufend mit dem Streugut 14 im Streugutspeicher 12 in Kontakt kommen.
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Es wird kontinuierlich und über die gesamte Länge der Austragungswalze 22 Material ausgetragen. Hierbei kann es dazu kommen, dass an einer Stelle entlang der Austragungswalze 22 aufgrund ihres Aufbaus, aufgrund eines Materialdefekts wie beispielsweise einem abgebrochenen Fortsatz oder auch aufgrund von thermischem Verzug oder Alterungseffekten an einer Stelle konstant zu viel oder zu wenig Material abgeschlagen und ausgetragen wird. Ebenfalls ist es möglich, dass Veränderungen im Streugutspeicher oder in weiteren Komponenten oder sonstige Effekte zu einem ungleichmäßigen Materialabtrag durch die Austragungswalze 22 führen.
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Solche ungleichmäßigen Streugutdichten können wiederum zu einer ungleichmäßigen Materialverteilung auf dem Formband 16 führen. Derartige Ungleichmäßigkeiten können auch nach der Verpressung erhalten bleiben und zu optischen Beeinträchtigungen der hergestellten Werkstoffplatten und/oder zu Stabilitätseinschränkungen der Werkstoffplatten insbesondere in den Bereichen mit geringerer Materialdichte führen. Eine ungleichmäßige Verteilung des Streuguts 14 auf dem Formband 16 führt zu einer Qualitätsreduktion der hergestellten Werkstoffplatten. Die vorliegende Erfindung erlaubt es einer solchen ungleichmäßigen Verteilung entgegenzuwirken.
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Das von der Austragungswalze 22 ausgetragene Streugut 14 trifft auf die Leitvorrichtung 24, die zum Weiterleiten des ausgetragenen Streuguts 14 ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist die Leitvorrichtung 24 zur Verbesserung der Streuung insofern einstellbar ausgebildet, als sie dazu geeignet ist auf eine Querverteilung des ausgetragenen Materials und/oder auf eine Streugenauigkeit einstellbar einzuwirken. In der gezeigten schematischen Darstellung versteht sich unter der Querverteilung eine Verteilung entlang einer Achse senkrecht zur Darstellungsebene bzw. parallel zur Rotationsachse der Austragungswalze 22. Der Begriff Querverteilung ist demnach als Verteilung über die Breite 17 des Formbandes 16 zu verstehen. Die Querverteilung bezeichnet die Materialmenge pro Breitenabschnitt des Formbandes 16. Die erfindungsgemäße einstellbare Leitvorrichtung 24 erlaubt es, ungleichmäßige Materialmengen über die Breite der Leitvorrichtung 24 auszugleichen und so einer ungleichmäßigen Verteilung des Streuguts auf dem Formband 16 entgegenzuwirken.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Anordnung 10 weiterhin eine Sensorvorrichtung 28, die als Kamera dazu ausgebildet ist, die Streuung auf dem Formband 16 zu überwachen. Basierend auf dem Messwert der Sensoranordnung kann dann eine durch die Leitvorrichtung 24 vorzunehmende Beeinflussung der Querverteilung ermittelt werden. Diese Einstellung der Leitvorrichtung 24 kann automatisiert oder manuell durch Bedienpersonal vorgenommen werden. Es versteht sich, dass auch andere Sensorprinzipien zum Einsatz kommen können.
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In der 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streuvorrichtung 18 schematisch in einer vergrößerten Schnittdarstellung gezeigt. Die Streuvorrichtung 18 umfasst eine Leitvorrichtung 24, die in der dargestellten Ausführungsform ein im Wesentlichen flächig ausgebildetes Leitelement 30 mit einer glatten Oberfläche 32 umfasst. Entlang der glatten Oberfläche 32 kann das Streugut 14 abgleiten und in Richtung des Formbandes weitergeleitet werden. Diese glatte Oberfläche 32 ist der Austragungswalze 22 und dem auftreffenden Streugut 14 zugewandt. Das Leitelement 30 kann insbesondere aus Blech als Leitblech ausgebildet sein. Dieses Blech hat eine Oberfläche 32, die gegenüber dem Streugut 14 nur eine geringe Reibung aufweist, sodass das Streugut 14 rückstandsfrei abgleiten und weitergeleitet werden kann. Die glatte Oberfläche 32 des Leitelements 30 erstreckt sich dabei bevorzugt über die gesamte Länge der Austragungswalze 22 bzw. Breite 17 des Formbandes 16, sodass das gesamte ausgetragene Material an der glatten Oberfläche 32 abgleiten und durch diese umgelenkt bzw. in seiner Verteilung beeinflusst werden kann.
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Das Leitelement 30 ist über ein Rahmenelement 34 mit der Anlage verbunden. Das Rahmenelement 34 bewirkt, dass die Position und Ausrichtung des Leitelements 30 gegenüber der Austragungswalze 22 verändert werden kann. Das Rahmenelement 34 ist als feste Verbindung zur Befestigung der Leitvorrichtung 24 an den anderen Komponenten der Streuvorrichtung bzw. der Anordnung zur Herstellung von Werkstoffplatten zu verstehen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Stabilisierung des Leitelements 30 und zur Verbindung mit dem Rahmenelement 34 weiterhin eine Halterung 36 des Leitelements 30 vorgesehen.
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In der dargestellten Ausführungsform ist es, wie in der Darstellung schematisch angedeutet, möglich, die Neigung des Leitelements 30 gegenüber dem Rahmenelement 34 zu verändern. Hierbei ändert sich der Winkel, in dem das von der Austragungswalze 22 ausgetragene Streugut 14 auf die glatte Oberfläche 32 des Leitelements 30 auftrifft. Eine solche Änderung des Winkels beeinflusst eine Aufprall- bzw. Abbremskraft des Streuguts 14 auf der glatten Oberfläche 32. Insbesondere kann ein relativ steiler Aufprallwinkel bewirken, dass eine höhere Durchmischung des ausgetragenen Materials sowohl in Längs- als auch in Querrichtung (entspricht einer Achse senkrecht zur Darstellungsebene) erreicht wird.
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Zur Änderung der Neigung ist das Leitelement 30 drehbar bezüglich einer Drehachse mit dem Rahmenelement verbunden. Die Drehachse ist dabei zumeist parallel zu der Rotationsachse der Austragungswalze 22 angeordnet, sodass eine gleichmäßige Beeinflussung des ausgetragenen Materials bzw. des Materialflusses über seine gesamte Breite erfolgen kann. Zumeist ist die Drehachse parallel zur Förderrichtung des Formbandes ausgerichtet. Insbesondere kann, wie in der dargestellten Ausführungsform angedeutet, das Leitelement in der Drehachse 38 am Rahmenelement 34 gelagert sein. Es versteht sich aber, dass auch andere Konstruktionen denkbar sind, bei denen eine Drehung um die Drehachse erfolgen kann, ohne dass das Leitelement 30 in der Drehachse gelagert ist. Insbesondere sind entsprechende Linearantriebe denkbar, die das Leitelement 30 um eine Achse drehen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Neigung des Leitelements 30 mittels eines Verbindungselements 40, das einen ersten Verbindungspunkt 42 an dem Rahmenelement 34 mit einem zweiten Verbindungspunkt 44 an dem Leitelement 30 bzw. an der Halterung 36 verbindet, verändert und eingestellt. Bevorzugt sind beide Verbindungspunkte 42, 44 in einer Ebene senkrecht zur Drehachse 38 angeordnet. Das Verbindungselement 40 ist dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen dem ersten Verbindungspunkt 42 und dem zweiten Verbindungspunkt 44 veränderbar zu machen. Durch eine Veränderung dieses Abstands wird eine Drehung des Leitelements 30 um die Drehachse 38 und somit eine Änderung der Neigung des Leitelements 30 bewirkt. Die Veränderung des Abstands kann dabei beispielsweise mittels eines Drehgewindes und einer darin eingreifenden Schraube erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, dass ein starres Verbindungselement 40 in einem der beiden Verbindungspunkte 42, 44 durch eine Klemmvorrichtung, beispielsweise mittels einer Klemmschraube, festgelegt werden kann. Andere Möglichkeiten zur Festlegung des Abstandes zwischen den beiden Verbindungspunkten 42, 44 sind denkbar.
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Es ist möglich, dass die Einstellung der Neigung des Leitelements 30 mittels eines entsprechenden Neigeaktorelements 46 erfolgt. Dieses Neigeaktorelement 46 kann beispielsweise als Drehmotor bzw. bevorzugt als Stellmotor im Bereich der Lagerung des Leitelements 30 am Rahmenelement 34, also direkt an der Drehachse 38, wirken. Das Neigeaktorelement 46 erlaubt, dass die Einstellung der Neigung automatisiert erfolgen kann. Es versteht sich, dass auch andere Positionen des Neigeaktorelement 46, beispielsweise am Verbindungselement 40 oder in Form einer Ausführung des Verbindungselements als Hydraulikzylinder, denkbar sind.
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Eine weitere Möglichkeit zum Einwirken auf die Querverteilung des Streuguts besteht in einer Veränderung des Abstands zwischen der Leitvorrichtung 24 und der Austragungswalze 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Veränderung des Abstands durch eine schienenartige Lagerung des Leitelements 30 am Rahmenelement 34 erreicht werden, wodurch sich eine Verschiebung des Leitelements 30 parallel zur Förderrichtung 52 des Formbandes 16 bzw. senkrecht zur Austragungswalze 22 ergibt, wie durch den Pfeil schematisch angedeutet. Eine Veränderung des Abstands zwischen Leitvorrichtung 24 und Austragungswalze 22 bewirkt ebenfalls eine Veränderung des Aufprallwinkels des auftreffenden Streuguts auf die Oberfläche 32 des Leitelements 30, wodurch, wie zuvor beschrieben, erreicht werden kann, dass die Verteilung der auftreffenden Materialteile in alle Richtungen vergleichmäßigt wird. Es versteht sich, dass auch andere Mechanismen und Richtungen zur Veränderung des Abstandes infrage kommen.
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In der 3 ist eine schematische Schnittdarstellung der Leitvorrichtung 24 im Bereich des Leitelements 30 in Draufsicht gezeigt. Um die Anordnung im Bezug zum Formband 16 und dessen Breite 17 quer zur Produktionsrichtung 52 besser darzustellen, ist dieses „hinter“ der Leitvorrichtung 24 dargestellt, auch wenn nach dem Ausführungsbeispiel zwischen der Leitvorrichtung 24 und dem Formband 16 noch ein Streukopf 26 angeordnet sein kann. Insbesondere ist eine Verformbarkeit des als Leitblech ausgeführten Leitelements 30 dargestellt. Eine Verformung kann mittels einer Mehrzahl von Stellelementen 48 erfolgen. Durch die Stellelemente wird in einer Mehrzahl von Stellpunkten 50 eine Stellkraft auf das Leitelement 30 ausgeübt. Im dargestellten Beispiel wirkt die Stellkraft senkrecht zur Fläche des Leitelements 30. Das Leitelement 30 verformt bzw. verbiegt sich aufgrund der einwirkenden Stellkräfte. Hierdurch wird erreicht, dass die Oberfläche 32 des Leitelements 30, die dem auftreffenden ausgetragenen Streugut zugewandt ist, verformt werden kann.
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Es versteht sich, dass die Darstellung der 3 zur Verdeutlichung eine stark ausgeprägte Verformung des Leitelements 30 zeigt, wohingegen reale Verformungen in wesentlich geringerem Maßstab ablaufen. Durch die Verformung der Oberfläche 32 kann auf die Querverteilung des weitergeleiteten Streuguts eingewirkt werden. Wenn beispielsweise in einem Bereich des Formbands 16 eine erhöhte Materialdichte vorliegt, kann dies durch eine Verformung der entsprechenden Stelle der Oberfläche 32 des Leitelements 30 beeinflusst bzw. korrigiert werden.
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Die Stellelemente 48 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Linie bzw. Reihe parallel zur Rotationsachse der Austragungswalze bzw. quer zur Förderrichtung des Formbandes angeordnet. Die Stellelemente 48 sind bevorzugt als Stellschrauben ausgeführt, die in entsprechende Gewinde eingreifen, sodass durch eine Drehung die Stellkraft auf das Leitelement 30 ausgeübt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die entsprechenden Gewinde in der Halterung 36 vorgesehen.
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Zur Ausübung der Stellkraft sind im dargestellten Beispiel neun Stellelemente gezeigt, die in einer Reihe angeordnet sind. Es versteht sich, dass auch andere Anordnungen und Anzahlen möglich sind. Die Anordnung der Stellelemente bezüglich der Fläche des Leitelements 30 ist variierbar. Ebenfalls variierbar sind die Stellelemente bezüglich der Art der Kraftausübung. Beispielsweise können die Stellelemente 48 mittels einer Klemmvorrichtung in einer bestimmten Auslenkungsposition festgelegt werden. Ebenfalls kann die Stellkraft über Stellgewinde im Rahmenelement ausgeübt werden. Weitere konstruktive Realisierungen sind denkbar. Ebenfalls ist es möglich, dass die Stellkraft mittels eines automatisierten Stellaktorelements ausgeübt wird, das eine automatisierte Verformung des Leitelements 30 erlaubt.
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In der 4 ist eine schematische Draufsicht auf die Leitvorrichtung 24 im Bereich des Leitelements 30 gezeigt. In gestrichelter Darstellung ist die Position des Leitelements 30 angedeutet, das sich in der gewählten Darstellung vor der Darstellungsebene befindet. Auf das Leitelement 30 wird mittels der Stellelemente 48 eine Stellkraft ausgeübt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind achtzehn Stellelemente 48 bzw. Stellpunkte in zwei parallelen Linien mit jeweils neun Stellpunkten in der Fläche des Leitelements 30 angeordnet. Die beiden Linien verlaufen ebenfalls parallel zu der Austragungswalze und parallel zu einer Förderrichtung des Formbandes (vgl. 1 und 2). Durch die Verwendung zweier paralleler Linien wird eine erhöhte und genaue Einstellbarkeit bezüglich der Einwirkung auf die Querverteilung des Streuguts erreicht. Es versteht sich, dass andere Anzahlen und Anordnungen möglich sind.
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5 zeigt nun einen erweiterten Anwendungsfall der Erfindung, in dem die Leitvorrichtung 24 geeignet ist durch die Verstellung des Leitelements den Aufgabepunkt bzw. Übergabebereich des Streugutes 14 in einen Streukopf 26 zu verändern. Wie aus den vorherigen Figuren bekannt trägt die Austragungswalze 22 das Streugut 14 derart aus dem Streugutspeicher 12 aus, dass es mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit auf das Leitblech respektive das Leitelement 30 der Leitvorrichtung 24 aufprallt und dort umgelenkt wird. Wird nun das Leitelement 30 von einer ersten Position (durchgezogene Linie) an eine zweite Position (gestrichelte Linie) verfahren, so verändert sich der Eintrittsbereich des Streugutes 14 am Streukopf 26. Der Streukopf an sich ist nicht näher beschriftet und kann verschiedenster Ausführung sein. Im vorliegenden Bespiel findet sich in Fallrichtung des Streugutes 14 am Übergabebereich eine Klassiervorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass die Rotationsrichtung der Klassierwalzen umgeschaltet werden kann.
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Wird also beispielsweise in der ersten Position das Streugut 14 dem Streukopf 26 übergeben, so wird das Material bei einer linksdrehenden Klassiervorrichtung in den linken Bereich aufgegeben und mit der linken Walzengruppe abgestreut. Wird die Drehrichtung der Klassiervorrichtung umgedreht, so wird das Material vom linken Aufgabepunkt nach rechts transportiert, wobei das kleinere Material sofort durchfällt und das größere Material auf die rechte Walzengruppe aufgegeben und auf das Formband abgestreut wird. Verändert man nun die Stellung des Leitelements 30 in die zweite Position wird das Material zügig an die rechte Walzengruppe zur Streuung auf das Formband 16 übergeben. Wenn eine Alternative Streuung gewünscht, kann durch eine Drehrichtungsumkehr der oberen Walzengruppe im Streukopf wieder das gesamte Streuverhalten des Streukopfes geändert und angepasst werden. Somit ist es nach der Erfindung also auch möglich, den Aufgabebereich des Streugutes am Streukopf zu variieren und dessen Streuverhalten signifikant umzustellen.
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In 6 ist ein alternativer Streugutspeicher 12 mit mehreren Austragswalzen 22 dargestellt, die über mehrere dazwischen gebildeten Austrittsöffnungen das Streugut 14 zur Richtungsumkehr gegen die Oberfläche 32 eines Leitelements 30 der Leitvorrichtung 24 fördern. Dabei ist auch hier dargestellt, dass mittels von nicht näher eingezeichneten automatischen oder mechanischen Stellmitteln das Leitelement 30 in seiner Position oder Gestalt veränderlich ist. Auch hier greifen an Stellpunkten 50 Stellelemente 48 an, die die Oberfläche 32 respektive das Leitelement verbiegen oder in seiner Position verändern können. Bevorzugt ist bei einem derartig großflächigen Leitelement 30 eine Art Schachbrettmuster an Aktuatoren respektive Stellpunkten 50 angeordnet, um jede notwendige Verbiegung/Stellung des Leitelements 30 einstellen zu können.
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Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche. Insbesondere sind mit Doppelpfeilen die Möglichkeiten der bewegten Teile dargestellt, ohne im Detail die entsprechenden handwerklichen Ausgestaltungen der Antriebstechnik zu erläutern.
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In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Anordnung
- 12
- Streugutspeicher
- 14
- Streugut
- 15
- Streugutmatte
- 16
- Formband
- 17
- Breite
- 18
- Streuvorrichtung
- 20
- Förderanlage
- 22
- Austragungswalze
- 23
- Längsachse
- 24
- Leitvorrichtung
- 26
- Streukopf
- 28
- Sensorvorrichtung
- 30
- Leitelement
- 32
- Oberfläche
- 34
- Rahmenelement
- 36
- Halterung
- 38
- Drehachse
- 40
- Verbindungselement
- 42
- Erster Verbindungspunkt
- 44
- Zweiter Verbindungspunkt
- 46
- Neigeaktorelement
- 48
- Stellelement
- 50
- Stellpunkt
- 52
- Förderrichtung von 16
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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