DE2060687A1 - Material fuer die Herstellung von Bauelementen,sowie Verfahren und Anlage fuer seine Fertigung - Google Patents
Material fuer die Herstellung von Bauelementen,sowie Verfahren und Anlage fuer seine FertigungInfo
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Description
Pe;· 1970
Dr. Gertrud Häuser Dfpl.-Ing. Gottfried Leise-·
Pato;i:anv.r.:te
ΘΟΟΟ München 6O
Etnsbergerslraße 19
Eugene Pierre SMITS, 1080 Brüssel (Belgien)
Rue des Beguines 44a
"Material für die Herstellung von Bauelementen, sowie Verfahren und Anlage für seine Fertigung"
Die vorliegende Erfindung betrifft das Baugewerbe. Sie bezieht sich insbesondere auf ein neues Universalbaumaterial,
das sich nicht nur für die Ausführung des Rohbaues, sondern ebenfalls für die Herstellung willkürlicher Wände, Balken,
Blöcke usw., d.h. im allgemeinen sämtlicher Träger und Unterteile willkürlicher Bauten eignet.
Eine erste Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf das betreffende Material selbst, dessen Zusammensetzung derart gewählt
ist, dass die aus ihm gefertigten Teile sämtliche Vorteile einer kompakten Struktur, einer verhältnismässig hohen
mechanischen Festigkeit, einer praktisch vollkommenen chemischen und physikalischen Beständigkeit, einer grossen Schalldämpfungsfähigkeit
und eines starken Wärmeisolierungsvermögens aufweisen und ausserdem unbrennbar bzw. feuersicher und feuerbeständig
und etwaigenfalls sogar wasserabstossend sind.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf die Tatsache, dass das betreffende Material sich in der Form von
Voll- bzw. Hohlelementen anwenden lässt, welche sich ohne weiteres für die Fertigung der obenerwähnten Elementen oder
Teile gemäss sämtlichen willkürlichen geeigneten Verfahren
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209815/1456 ·
in Frage kommen. Eine dritte Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf die Tatsache, dass das betreffende Material sich etwaigenfalls
mit den erforderlichen Anpassungen ganz hervorragend für die gewerbliche Herstellung sämtlicher Bauelemente
willkürlicher Form und Grosse eignet, deren Stirn- bzw. Rückseite vollkommen glatt sein kann, derart dass sie ohne weiteres
als Sichtseite anzuwenden ist oder auch als Träger für sämtliche
Beschichtungen willkürlicher Art, wie z.B. Farbenanstriche, Putzschichte, Papier, Gewebe usw. in Frage kommt.
Ein Kennzeichen der vorliegenden Erfindung bildet ja die Tatsache, dass die im Werk gefertigten Sichtflächen der
betreffenden aus dem erfindungsmässigen Material hergestellten Elemente trotz einer fein- bzw. grobkörnigen Struktur vollkommen
eben, glatt, dicht und kompakt sein können.
Das erfindungsmässige Ausgangsmaterial besteht aus
einem Gemisch von Teilchen eines Zellulosematerxals, einem Füllstoff, einem wärmehärtenden Kunstharz als Bindemittel,
einem feuerfestmachenden Mittel und gegebenenfalls einem wasserdicht- bzw. wasserechtmachenden Mittel.
Das betreffende Zellulosematerial kann aus 0,1 bis 3 mm grossen Holzteilchen oder auch aus Holzfasern mit einer
Höchstlänge von ca. 30 mm und einer wechselnden Dicke von 0,5 bis 4mm bestehen. Es werden aber meistens von der Holzzerstückelung
herrührende Holzteilcher,wie z.B. Holzsplitterchen mit einer Länge von 1 bis 6 mm, bevorzugt.
Der betreffende Füllstoff wird meistens gemäss den erwünschten technischen Eigenschaften des herzustellenden Materials,
aber in bestimmten Fällen auch gemäss den örtlichen Verhältnissen und sogar gemäss den Marktbedingungen gewählt.
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•η in in
Es lassen sich demnach dem betreffenden Material Füllstoffe,
wie z.B. Kaolin, Schamotte, Kieseiguhr, Kiesel, feuerfester Zement, Asbest, Vermikulit und dergleiche, einzeln bzw.
gemischt einverleiben, wobei der Füllstoff in kornigem Zustand mit einer Höchstkorngrösse von vorzugsweise 3 mm angewandt
wird.
Das betreffende Kunstharzbindemittel besteht vorzugsweise aus einem wärmehärtenden Phenolharz, obschon dieses Beispiel
nicht einschränkender Art ist.
Gemäss einem Hauptkennzeichen der Erfindung wird das betreffende Material unbrennbar bzw. feuerfest gemacht durch
Einverleibung von stoffen, welche die brennbaren Bestandteile des Materials einschliessen und gegen die unmittelbare Einwirkung
des Feuers bzw. einer auf hohe, gefährliche Temperatur gebrachten Umgebung schützen. Durch die Einverleibung von bestimmten
Körpern, wie z.B. Phosphatsilikat, Ammoniumbiphosphat,
Natriumborat, Orthophosphorsäure usw., ist es möglich in den meisten Fällen den Anforderungen der Praxis weitgehend zu genügen.
Gemäss einer ersten Ausführungsweise der Erfindung wird der feuerfestmachende Zusatzstoff den übrigen Bestandteilendes
betreffenden Materials, d.h. dem Zellulosematerial, Füllstoff und Kunstharzbindemittel, zugemischt, wobei sämtliche
Stoffein feinverteiltem Zustande vorliegen und vom flüssigen Bindemittel möglichst wenig gebraucht wird um ein verhältnismässig
trocknes Gemisch zu erhalten.
Die brennbaren Bestandteile des betreffenden Materials d.h. in erster Linie das Zellulosematerial, werden auf diese
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Weise mit einer dünnen Schutzschicht umhüllt, deren Schutzwirkung sich in den meisten Fällen als zweckmässig erwiesen
hat. Um strengeren Anforderungen in bezug auf die Unbrennbarkeit bzw. Feuerfestigkeit des erfindungsmässigen Materials
zu genügen, lässt sich natürlich die Menge der dem Material zu diesem Zweck einverleibten Stoff örtlich, d.h. an den am
meisten gefährdeten Stellen, entsprechend erhöhen.
Z.B. bei der Herstellung von Mauer-oder Wandplatten gemä'ss einem Formgiessverfahren, besteht die Möglichkeit beim
Füllen der betreffenden Form, zwei Gemische der obenbeschriebenen Art anzuwenden, welche Gemische zwar quantitativ miteinander
übereinstimmen, die Menge des dem einen Gemische zugesetzten feuerfestmachenden Mittels aber bedeutend grosser
als die dem zweiten Gemische zugesetzte Menge ist. Es genügt sodann das Gemisch mit der höchsten Menge feuerfestmachender
Zusätze für die Herstellung der am meisten gefährdeten Teile und das Gemisch mit der kleinsten Menge der betreffenden
Zusätze für die Herstellung der übrigen Teile zu wählen,Z.B. beim Formgiessen einer Platte wird erst das Gemisch mit der
grössten Menge feuerfestmachender Zusätze in der Form einer Schicht genügender Dicke in die Form gebracht, warauf das
zweite Gemisch, d.h. das Gemisch mit der kleinsten Menge der betreffenden Zusätze, in die Form gegossen wird, und schliesslich
mit dem erstgenannten Gemisch nachgefüllt wird. Dies führt zu einer Platte deren Stirnseite und Rückseite tief
genug gegen die Einwirkung des Feuers geschützt sind.
Gemäss einer weiteren Ausführungsweise werden die be-
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treffenden Elemente oder Teile üblicherweise aus einem einzigen,
etwaigenfalls eine Normalmenge feuerfestmachender Zusätze
enthaltenden Gemisch hergestellt und weiter einer geeigneten Wärmebehandlung zwecks Einverleibung schützender
Zusätze ausgesetzt.
Die Einverleibung der betreffenden wasserdicht- bzw. wasserfestmachenden Produkte kann gemäss demselben Verfahren
wie die obenbeschriebenen stattfinden.
Hinsichtlich der Herstellung von Bauelementen willkürlicher Art, wie z.B. von Blöcken und Platten, bietet das erfindungsmässige
Verfahren ausserordentliche Vorteile insofern es sich um die Massenherstellung verhältnismässig dicker Bauelemente
handelt und die Fertigung ununterbrochen, mit hoher Geschwindigkeit stattfinden kann einerseits im Hinblick auf
die starke Nachfrage im Baugewerbe und anderseits zur erforderlichen Erhöhung der Produktivität zwecks Senkung der Preise
und demzufolge Verbesserung der Konkurrenzfähigkeit der betreffenden Produkte. Da es sich beim betreffenden Bindemittel
um ein polymerisierbares Kunstharz handelt, ist es wichtig dass die Heizung der Masse nicht nur in einer beschränkten
Zeit, sondern auch gleichmässig in der ganzen Masse stattfindet. Das erfindungsmässige Verfahren ist im Hinblick darauf
dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung des betreffenden Materials gemäss dem sich auf den dielektrischen Verlusten stützenden
Verfahren stattfindet. Dieses bekannte Heizverfahren bietet vielseitige Möglichkeiten und ausserdem zahlreiche
ausserordentliche Vorteile. Die Anmelderin hat ja gefunden,dass
das betreffende erfindungsmässige Material dank seiner Eigen-
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art eine überaus zweckmässige elektrische Isolationsfähigkeit aufweist, wodurch das Material sich bestens eignet für
die Anwendung des betreffenden Heizverfahrens. Bei zu hoher Isolationsfähigkeit bzw. zu hohem elektrischem Widerstand
einerseits und zu niedriger Isolationsfähigkeit bzw. zu niedrigem elektrischem Widerstände anderseits ist ja die Anwendung
des betreffenden Heizverfahrens bekanntlich unzweckmässig
und sogar unmöglich.
Demzufolge besteht das Hauptmerkmal der vorliegenden
' Erfindung in der zweckmässigen Zusammenwirkung des betreffenden
Materials mit seiner ganz besonderen Zusammensetzung und besonderen Eigenschaften einerseits und des betreffenden
Heizverfahrens mit seinen strengen Anwendungsbedingungen anderseits, wobei das betreffende Material und das betreffende
Verfahren vorzüglicherweise aneinander angepasst sind.
Ein zweites Kennzeichen der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Zusammenwirkung des betreffenden erfindungsmässigen
Materials und des obengenannten Heizverfahrens bildet die Tatsache, dass die betreffende Materialmenge gleichzeitig
der erforderlichen Wirkung der Wärme einerseits und des Druckes anderseits ausgesetzt werden kann, was sich als ausserordentlich
zweckmässig für das Durchhärten, d.h. das Durchpolymerisieren des Kunstharzbindemittels einerseits und
den guten Verlauf des Formvorganges anderseits erweist. Ausserdem findet das Heizen gemäss dem betreffenden dielektrischen
Verfahren d.h. das Heizen durch dieelektrische Verluste gleichzeitig und gleichmässig in der Gesamtmasse des betreffenden
Materials statt, was dem Endprodukt eine homogene Struktur
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erteilt insofern die Teilchen des Kunstharzbindemittels polymerisiert
und fest mit den benachbarten nichtpolymerisierbaren
festen Teilchen verklebt sind.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung in bezug auf die Anwendung des obenerwähnten dielektrischen Heizverfahrens
bildet die Tatsache, dass es möglich ist zwischen den Sichtflächen des Produktes und den Elektroden der Heizanlage vorgeheizte
Metallplatten zur Fertigstellung der betreffenden Oberflächen anzuordnen, deren Anwendung im vorliegenden Fall
zu überraschenden Ergebnissen führt. Nach der Entfernung der Form erweisen die derart behandelten Seiten sich ja vollkommen
dicht, kompakt, glatt und eben.
Schliesslich bietet die Anwendung des betreffenden dielektrischen Heizverfahrens den grossen Vorteil eine überaus
zweckmässige Massenfertigung zu ermöglichen. Mit geeigneter Anpassung des Generators können die Elektroden und die
Oberflächenfertigungsplatten der gemäss der Erscheinung der
dielektrischen Verluste wirkende Heizanlage verhältnismässig
gross, sogar sehr gross gewählt werden, wobei die geformten und polymerisierten Massen jedesmal mit den erwünschten
Abmessungen erhalten werden können.
Das erfindungsmässige Material bietet ausserdem den
Vorteil zwei wichtige physikalische Eigenschaften zu haben, d.h. eine Dielektrizitätskonstante ε und einen Verlustfaktor
tg δ, welche grosser sind als 1%. Auchdiese Eigenschaften haben die Anmelderin zu einer bestmöglichen qualitativen und
quantitativen Zusammensetzung des betreffenden Materials ohne Beeinträchtigung des überaus konkurrenzfähigen Preises ver-
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anlasst.
Demnach besteht das erfindungsmässige Verfahren aus
den folgenden Stufen: Herstellung des in den vorangehenden Zeilen beschriebenen Ausgangsmaterials; Zusammendrücken bzw.
Formen des betreffenden Materials; Heizen gemäss dem obengenannten
dielektrischen Verfahren, d.h. Heizen durch dielektrische Verluste, und etwaigenfalls Abschneiden der Längsränder
im Hinblick auf eine vollkommene Gleichmässigkeit der Struktur des derart erhaltenen Formteiles an allen Stellen
in sämtlichen Richtungen, d.h. sowohl gemäss der Längs- und Querrichtung als gemäss der Tiefenrichtung.
Bei der praktischen Anwendung des erfindungsmässigen
Verfahrens findet das Zusammendrücken des Materials zweckmässigerweise
zwischen den Kondensatorelektroden und zwar vorzugsweise mittels der zwischengeschalteten metallischen Oberflächenfertigungsplatten
statt.
Gemäss einer weiteren Ausführungsweise findet die praktische Anwendung des betreffenden Verfahrens, wie obenbeschrieben,
durch dreistufiges Füllen der Form statt, wobei auf jede Füllstufe ein Vorzusammendrücken bzw. Vorheizen folgen
kann, natürlich insofern dies jedesmal den Verlauf des Fertigungskreises zu beschleunigen vermag.
Ferner lässt sich das erfindungsmässige Verfahren gegebenenfalls mit auf die Hauptstufen des Formens, Zusammendrückens
und Heizens folgenden Hilfsstufen ergänzen, z.B. wenn die zwei Hauptseiten oder nur eine derselben einer Nachbehandlung,
z.B. einer Oberflächenbehandlung mit einem feuer- bzw. wasserfestmachenden Mittel auszusetzen sind oder mit
einem Ziermaterial, z.B. in der Form einer Materialfolie, ei-
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ner Anstrichfarbe, einer Putzschicht oder dergleiche, zu beschichten
sind.
Das erfindungsmässige Verfahren lässt sich schliesslich
mit allerhand Nachbehandlungen, wie z.B. Schneiden, Stanzen, Drucken usw., gemäss den erwünschten Eigenschaften
des Endproduktes ergänzen. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf sämtliche geeignete Anlägetfür die praktische Anwendung
des betreffenden Verfahrens. Eine gewerbliche Anlage für die Anwendung dieses Verfahrens besteht im wesentlichen
aus den folganden nacheinandergeschalteten und mit Förderund
Zufuhrvorrichtungen verbundenen Vorrichtungen: wenigstens ein oder mehrere Zufuhrtrichter für die Holzteilchen, das
wärmehärtende Kunstharz und den inerten Füllstoff, sowie gegebenenfalls für den Katalysator, den Aktivator, das Härtungsmittel usw.; eine Mischanlage mit Zufuhr eines wärmehärtenden
Leimes für die Bereitung einer sogenannten Trockenpaste;
eine Füll-bzw. Ladevorrichtung für die Form oder eine Druckanlage (Kompressionstisch); ein Hochfrequenzgenerator mit sämtlichen
üblichen Teilen (Gleichrichter, Oszillator, Adapter usw.); Oberflächenbehandlungsplatten zwischen dem betreffenden
Material und den Kondensatorelektroden; etwaigenfalls Messer
zum Abschneiden der Längsränder und in bestimmten Fällen auch geeignete Mittel zur Fertigstellung der Oberfläche durch Leimen,
Putzen, Anstreichen und dergleiche.
Das Material, das Verfahren und die Anlagen gemäss der vorliegenden Erfindung kommen für die verschiedenartigsten
Ausführungsweisen jedesmal gemäss dem betreffenden Fertigungsprogramm in Frage.
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Es ist zu betonen, dass die praktische Anwendung der Erfindung sich auf die verschiedensten Weisen im Hinblick
auf einen vollautomatischen oder halbautomatischen Betrieb, sowie auf allerhand automatisch gesteuerte Zufuhr-, Dosier-
und Fördervorgänge durchführen lässt.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf sämtliche, erfindungsmässige Teile und Elemente enthaltende Gegenstände,
Konstruktionen und Konstruktionsteile.
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Claims (18)
1. Material für die Herstellung von Bauelementen und dergleiche, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen
aus einem Gemisch eines zerstückelten Zellulosematerials, einem wärmehärtenden Kunstharz, einem Füllstoff,
einem feuerfestmachenden Produkt und gegebenenfeUs einem
wasserdicht- bzw. wasserfestmachenden Zusatzkörper bzw. anderen Hilfsstoffen besteht, welches Gemisch, das die Form
einer sogenannten Trockenpaste hat, zusammengedrückt wird und gemäss dem sogenannten dielektrischenHeizverfahren, d.h.
durch dielektrische Verluste, auf der Polymerisierungstemperatur
des betreffenden wärmehartenden Kunstharzes geheizt wird.
2.Material gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das betreffende zerstückelte Zellulosematerial aus splitterförmig zerstückeltem Holz besteht.
3.Material gemäss irgendeinem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das betreffende Kunstharz ein wärmehärtender Leim ist.
t.Material gemäss irgendeinem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des betreffenden aus einen zerstückelten Zellulosematerial,
einem wärmehartenden Kunstharz, einem Füllstoff, einem feuerfestmachenden
Produkt und gegebenenfalls einem wasserdicht- bzw. wasserfestmachenden Zusatzkörper bestehenden Gemisches
derart gewählt ist, dass die Dielektrizitätskonstante e und der Verlustfaktor tg δ des letzteren grosser sind als 1%.
5. Material gemäss irgendeinem der vorangehenden
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Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmehärtende Bindemittel ein Phenolleim ist.
6.Material gemäss irgendeinem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die der Masse einverleibte Menge des betreffenden wärmehärtenden Kunstharzes 20
bis 40 Gewichts-% und meistens ungefähr 30% Gewichts-% in
bezug auf die Gesamtmasse beträgt.
7.Material gemäss irgendeinem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet dass die Zusammensetzung des betreffenden Gemisches vor dessen Heizung gemäss dem dielektrischen
Verfahren, d.h. durch dielektrische Verluste, derart geregelt ist, dass sein Feuchtigkeitsgehalt höchstens 5 bis
10%, vorzugsweise ungefähr 8% beträgt.
8.Material gemäss irgendeinem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass, bei einer Dicke von etwa 70 mm, das Durchheizen der homogenen Masse ungefähr 5
bis 9 Minuten, durchschnittlich meistens 6 Minuten oder ungefähr 6 Minuten, dauert.
9.Aus einem Material gemäss irgendeinem der vorangehenden
Ansprüche bestehende Elemente, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um in der Gesamtmasse durchpolymerisierte Vollkörper
handelt, wobei wenigstens eine der Hauptseiten vollkommen glatt ist dank der Anordnung vorgeheizter metallischer
Oberflächenfertigungsplatten zwischen der betreffenden Masse
und den Elektroden der gemäss dem Prinzip der dielektrischen
Heizung, d.h. durch dielektrische Verluste, wirkenden Heizungsanlage.
10.Aus einem Material gemäss irgendeinem der Ansprüche
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1-8 bestehende Elemente, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um in Gesamtmasse durchpolymerisierte Hohlkörper handelt,
wobei wenigstens eine der Hauptseiten vollkommen glatt ist dank der Anordnung vorgeheizter metallischer Oberflächenfertigungsplatten
zwischen der betreffenden Masse und den Elektroden der gemäss dem Prinzip der dielektrischen Heizung, d.h.
durch dielektrische Verluste, wirkenden Heizungsanlage.
11.Elemente gemäss irgendeinem der Ansprüche 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Materialmasse eine gleichmässige Struktur über die ganze Tiefe des Elementes
aufweist.
12.Elemente gemäss irgendeinem der vorangehenden Ansprüche
9-10, dadurch gekennzeichnet, dass das betreffende Element wenigstens ab einer seiner Hauptseiten bis zu einer
bestimmten Tiefe eine andere Struktur als sein übriger wesentlicher Teil aufweist.
13.Elemente gemäss irgendeinem der vorangehenden
Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des feuerfestmachenden bzw. des wasserfestmachenden Bestandteiles
bis zu einer bestimmten Tiefe wenigstens ab einer der Hauptseiten des Elementes grosser als im dessen übrigen wesentlichen
Teil ist.
14.Elemente gemäss irgendeinem der Ansprüche 9-13, dadurch
gekennzeichnet, dass sie Platten oder gerippte Bodenplatten sind.
15.Elemente gemäss irgendeinem der vorangehenden Ansprüche
9-14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Hauptseiten einer Oberflächenbehandlung im Hinblick auf den
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Schutz bzw. die Verzierung des Elementes ausgesetzt wird.
16.Verfahren für die Herstellung der betreffenden Elemente aus irgendeinem Material gemäss einem oder mehreren
der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass es aus den folgende Stufen besteht: Wahl bzw. Herstellung des
betreffenden Materials; Zusammendrücken bzw. Formen dieses Materials; Heizung des Materials gemäss dem dielektrischen
Heizverfahren, d.h. durch dielektrische Verluste, und gegebenenfalls Abschneiden der Längsränder im Hinblick auf eine praktisch
vollkommen gleichmässige Struktur des derart erhaltenen Formteiles in allen Riehtungen, d.h. sowohl in der Längs- und
Querrichtung als in der Tiefenrichtung.
17,Verfahren gemäss dem Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass der Formvorgang zwischen den Elektroden des Hochfrequenzgenerators, vorzugsweise mit Zwischenschaltung
von Oberflächenfertigungsplatten stattfindet.
18.Gewerbliche Anlage zur Anwendung des Verfahrens
gemäss dem Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen aus den folgenden nacheinandergeschalteten,
durch Förder- und Zufuhrmittel miteinander verbundenen Vorrichtungen
besteht: wenigstens ein oder mehrere Zufuhrtrichter für das zerstückelte Holz, das wärmehärtende Harz,
den inerten Füllstoff, sowie etwaigenfalls den Katalysator,
den Aktivator, das Härtungsmittel usw.: eine Mischanlage mit Zufuhr eines wärmehärtenden Leimes für die Herstellung
einer sogenannten Trockenpaste; eine Füll- oder Ladevorrichtung für die Form oder ein Kompressionstisch; ein Hochfrequenzgenerator
mit den üblichen Unterteilen (Gleichrichter,
209815/1 456
Oszillator, Adapter usw.); zwischen dem betreffenden Material und den Elektroden des Kondensators angeordnete Oberflächenfertigungsplatten;
gegebenenfalls Messer zum Abschneiden der Längsränder und etwaigenfalls Mittel für die Fertigstellung
der betreffenden Gegenstände durch Leimen, Putzen, Anstreichen
usw.
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