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Hochfrequenz-Vorwärmgerät für eine Anlage zur Herstellung von Spanplatten.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochfrequenz-Vorwärmgerät
mit einem Hochfrequenz-Generator und mindestens einem an dessen Ausgangeklemmen
angeschlossenen Paar von Elektrodenplatten, zur Vorwärmung eines vorgegebene Abmessungen
in Längen- und Breitenrichtung aufweisenden Spankuchens in einer Anlage zur Herstellung
von Spanplatten, bei weloher der Spantuchen mittels eines intermittierend angetriebenen
endlosen Stahlförderbandes von einer Spankuchen-Formungseinrichtung durch eine Vorwärmzone
zu einer diskontinuierlich arbeitenden Etagenpresse transportiert wird.
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Bei der Herstellung von Spanplatten ist es bekannt, den Spankuchen
vor dem Pressen zu erwärmen, um die Sperrigkeit und Elastisität der Holzspäne zu
verringern (Dt-AS 1 108 893) und die sum Aushärten des Bindemittels erforderlichen
Verweilzeiten in der Presse herabzusetzen (Dt-Ps 952 564).
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Die Vorerwärmung des Spankuchens erfolgt al zwookmässigsten in einem
hochfrequenten Wechselfeld, da dieses die Wärme im Spankuchen selbst entstehen lässt
und dadurch die Probleme vermieden werden, die bei Zuführung der Wärme durch die
Oberfläche des Spankuchens auftreten.
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Die dielektrisohe Erwärmung des Spankuchens in Hochfrequenzfeld bereitet
bei kontinuierlich arbeitenden Anlagen mit einer Raupenkettenpresse und dergleichen,
wie sie zum Beispiel in der Dt-PS 952 564 beschrieben sind, keine beanderen Schwierigkeiten,
da man hier nur vor der der Presse zwei mit dem Hochfrequenz-Generator verbundene,
ruhende Kondensatorplatten
anzuordnen braucht, durch die der Spankuchen
mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit zur Raupenkettenpresse transportiert
wird.
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Diese einfache Lösung lässt sich Jedoch nicht mit zufriedenstellenden
Erfolg auf diskontinuierlich arbeitende Anlagen übertragen, bei denen das den Spankuchen
tragende Stahlförderband intermittierend bewegt und aufeinanderfolgende Spankuchenstücke
bestimmter Länge nacheinander in einer Etagenpresse gepresst werden.
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Bei einer Anlage dieser Art, die aus der Dt-OS 1 453 411 bekannt
ist, erfolgt die Vorerwärmung des Spankuchens in einem vor der Presse angeordneten
Ofen, was Jedoch den Nachteil hat, das die Wärme durch Oberfläche des Spankuchens
zugeführt werden nusa und insbesondere bei größeren Dicken innerhalb der zur Verfügung
stehenden Zeit keine einwandfreie Vorerwärmung möglich ist. Auch die aus der Dt-OS
1 453 416 bekannte Vorerwärmung in einer Dampfkammer lässt ZU wünschen übrig, da
die erforderlichen Anlagen gross sind und zu einer erheblichen Wärmebelästigung
führen können.
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Eine Hochfrequenz-Erwärmung des vor der Presse anstehenden Spankuchenstückes
zwischen zwei Kondensatorplatten entsprechender Grösse ist wegen der erheblichen
Abiessungen der Spankuchen, die bei modernen Anlagen 16 Meter und mehr lang und
2,50 Meter und roehr breit sein können, praktisch undurchführbar. Eine Erwärmung
des Spankuchens zwischen zwei kleineren Kondensatorplatten, durch die der Spankuchen
beim Einführen in die Presse erwärmt wird, wirde sehr hohe Hochfrequenzleistungen
erfordern und hätte ausserdem den Nachteil, dass die Erwärmung innerhalb einer sehr
kurzen Zeit und unmittelbar vor dem Verpressen durchgeführt werden muss und das
ein dauerndes Bin-und Ausschalten des Hochfrequenz-Generators er£orderlich ist,
was
einen schlechten Ausnutzungsgrad und eine geringe Wirtschartlichkeit der Hochfrequenzanlage
zur Folge hat.
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Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde,
ein Hochfrequenz-Vorwärmgerät für eine diskontinuierlich arbeitende Anlage zur Spanplattenherstellung
anzugeben, das einfach und wirtschaftlich ist sowie eine einwandfreie, leicht eteuerbare
und anpassungsfähige Erwärmung des vor der Presse anstehenden Spankuchens ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein Hochfrequenz-Vorwärmgerät
der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekenazeichnet ist, dass die eine
Elektrode des Paares, die die Form eines länglichen, parallel zur einen, ersten
Abmessungsrichtung (vorzugsweise Breitenrichtung) des Spankuchens verlaufenden Streifens
hat, dessen Länge minbestens gleich der einen Abmessung (also insbesondere Breite)
des Spankuchens und dessen Breite wesentlich kleiner als die andere, zweite Abmessung
(also beispielsweise die Länge) des Spankuchens ist, durch eine Führung in Richtung
der zweiten Abmessungsrichtung (also z.B. der Längsrichtung) beweglich gelagert
und mit einem Antrieb zur Hin- und Herbewegung über den ruhenden Spankuchen verbunden
ist.
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Ein solches Rochfrequenz-Vorwärmgerät ist einfach und wirtschaftlich
im Aufbau,und es hat außerdem den Vorteil, dass es sich gut zum Einbau in bereits
bestehende Anlagen eignet.
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Der Hochfrequenz-Generator kann kontinuierlich betrieben werden, so
dass er wirtschaftlich ausgenutzt wird und verhältnismässig klein dimensioniert
werden kann. Durch den kontinuierlichen Betrieb wird außerdem die Lebensdauer erhöht.
Vorzugsweise ist die die bewegliche Elektrode antriebende Vorrichtung so ausgelegt,
dass der Spankuchen während der Preeszeit, in der das Förderband stillsteht, mehrmals
von der oder den beweglichen Elektroden überstrichen wird.
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Vorzugswtise verläuft die streifenförmige bewegliche Elektrode in
Breitenrichtung und wird in der Längsrichtung des Spankuchens hin- und herbewegt.
Dies hat den Vorteil, dass der Spankuchen vollständig überstrichen werden kann,
ohne dass Behinderungen durch die Presse und einen gegebenenfalls vorhandenen Druckbalken
einer Säge- oder Trennvorrichtung zu befürchten sind, durch die der kontinuierlich
geformte Spankuchen in getrennte und im Abstand aufeinand,erfolgende Stücke unterteilt
wird.
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Die Vorwärmung führt zu einer Vergleichmässigung des Plattenquerschnitts,
da die groben Mittelschichtspäne einwandrrei erwärmt und dadurch weicher sowie plastischer
werden, und die Erwärmung lässt sich sehr gut steuern, so das die Presszeit verkürzt
und der Durchsatz der Presse, die Ja im allgemeinen die Leistungsfähigkeit der Anlage
bestimmt, erhöht werden können.
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Es ist zwar bereits aus der Dt-PS 858 868 eine Hochfrequenz-Heizeinrichtung
mit Elektroden bekannt, die eine Relativbewegung bezüglich des zu behandelnden Gutes
ausführen können.
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Das Gut wird hier jedoch kontinuierlich durch die Behandlungsanlage
transportiert und die Beweglichkeit der Elektroden hat nur den Zweck, die Einwirkungsdauer
des Hochfrequenzfeldes bei gleichsinniger Bewegung der Elektroden zu vergrössern
und bei gegensinniger Bewegung zu verkleinern. Die Elektroden der bekannten Einrichtung
laufen außerdem jeweils nur im einen Richtungosinne bezüglich des behandelten Gutes,
ein mehrmaliges Überstreicheh durch eine hin- und hergehende Bewegung findet nicht
statt.
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Es ist ferner aus der Dt-OS 1813 554 eine Vorrichtung zum Erhitzen
eines plattenförmigen Materials durch Mikrowellen (also elektromagnetische Energie
mit Frequenz über S00 MHz, bekannt, bei der das plattenförmige Material stationär
bleibt und
der das zu behandelnde plattenförmige Material enthaltende
Resonanzhohlraum eine hin- und hergehende Bewegung in Bezug auf das zu behandelnde
Material ausführt. Diese Maßnahme hat hier jedoch den Zweck, örtliche Überhitzungen
zu vermeiden, die bei solchen Mikrowellen-HeizgerEten durch stehende Wellen und
dergleichen auftreten können. Auch dieses Problem ist bei dem vorliegenden Hochfrequenz-Vorwärmgerät
ohne Bedeutung, da der Hochfrequenzgenerator hier mit Frequenzen unter 100. MHz,
insbesondere mit Prequenzen in üblichen Industrie-Frequenzbereichen, z.B. zwischen
30 und 40 MHz betrieben-werden kann, die sich wesentlich wirtschaftlicher herstellen
lassen als Mikrowellenfrequenzen und durch kondensatorartige Elektroden zur Einwirkung
gebracht werden können.
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Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Der Erfindungsgedanke wird im folgenden an Hand von Aus führungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, es zeigen: Fig. 1 eine
schematische Seitenansicht einer Anlage zur Spanplattenherstellung mit einem Hochfrequenz-Vorwärmgerät
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 und 3 schematische
Seitenansichten von Hochfrequenz-Vorwärmgeräten gemäß einem zweiten bzw. dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In Fig. 1 ist schematisch eine Anlage oder Maschine zur Herstellung
von Spanplatten dargestellt, die- ein Stahlförderband 10 enthält, auf dem in einer
nicht näher dargestellten Formstation 12 ein Spankuchen der gewünschten Struktur
und Zusammensetzung gebildet wird. Aus dem ununterbrochenen
Spankuchen
wird in einer Schneidstation 14, die einen nur schematisch dargestellten Druckbalken
16 enthält, ein schmaler Streifen herausgesägt und entfernt, so dass b'pankuchenstücke
18, 18a gebildet werden, deren Abmessungen L in Längsrichtung im wesentlichen der
Länge der gewünschten Spanplatten entsprechen.
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Eine Schneidstation 14 schließt sich in Laufrichtung des oberen Raumes
des Stahlförderbandes 10 eine Vorwärmzone 20 an, die ein noch näher zu beschreibendes
Hochfrequenz-Heizgerät enthält. Auf die Vorwärmzone 20 folgt eine heizbar Einetagenpresse
22, in der jeweils ein vorgewärmtes Spankuchenstück unter Einwirkung von Hitze und
Druck zu einer Spanplatte verpreßt wird0 In Betrieb wird das Stahlförderband 10
durch einen Antrieb 24 intermittierend angetrieben, so dass die gebildeten Spankuchenstücke
18, 18a usw. nacheinander in die Presse 22 gebracht werden. Während der Presszeit
steht das Stahiförderband still und dimentsprechend befindet sich auch du als nächstes
zu verpressende Spankuchenstück 18 in der Vorwärmzone 20 in Ruhe0 Während des Pressens
des Spankuchenstückes 18a in der Presse 22 wird das nächste Spankuchenstück 18 in
der Vorwärmzone 20 durch ein Hochfrequenz-Heizgerät vorgewärmt, das bei dem in Fig.
1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Hochfrequenz-Generator 26 enthält, der
eine hochfrequente Wechselspannung mit einer Frequenz unter 50 MRz liefert. Die
eine, im vorliegenden Falle geerdete Ausgangsklemme 26a des Hochfrequenzgenerators
ist über einen Schleifkontakt 28 mit der Unterseite des Stahlförderbandes verbunden,
während die andere Ausgangskleimme 26b über eineflexibles Koaxialkabel mit einer
streifenförmigen Elektrode 30 gekoppelt ist, die parallel zur Breitenrichtung des
Spankuchenstückes 18 verläuft und mindestens so lang ist wie der Spankuchen breit.
Die Breite b der Elektrode ist vorzugsweise wesentlich kleiner als die Länge L des
Spankuchenstücks. Die streifenförmige Elektrode 30 ist an ihren
Enden
in zwei nicht dargestellten Führungen isoliert gelagert, so dass aie in Längsrichtung
des Spankuchens parallel zum Stahiförderband 10 über den Spankuchen hin- und herbewegt
werden kann, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Der nicht dargestellte
Antrieb für die streifenförmige Elektrode 30 ist vorzugsweise mit dem ebenfalls
nicht dargestellten Antrieb für den Druckbalken 16 die Schneidvorrichtung in der
Schneidstation 14 synchronisiert oder vereinigt, eo dass keine Behinderung der Elektrodenbewegung
durch den Schneidvorgang und umgekehrt eintreten kann. Der Hochfrequenz-;enerator
kann, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, oberhalb des Stahlbandes angeordnet
und z.B. an einer Portalkonstruktion oder an einem mit dem Pressengestell verbundenen
Ausleger befestigt sein, so das er keine Behinderung verursacht Die Masse-Elektrode
mit dem Schleifkontakt 28 kann ruhen oder mit der streifenförmigen Elektrode 30
bewegt lich sein.
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Die streifenförmige elektrode 30 kann auswechselbar ausgebildet sein,
so dass Elektroden verschiedener .Broite b eingesetzt werden können, um verschiedenen
SpankuohaZ dicken und/oder Zusammensetzungen Rechnung zu tragen.
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Der Hoohfrequenz-Generator 26 kann kontinuierlich mit gleichbleibender
Leistung betrieben werden, so dass ein optimaler Wirkungsgrad gewährleistet ist.
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Die in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform des Hochfrequenz-Vorwärmgerätes
gemäss der Erfindung hat den Vorteil, dass kein Schleifkontakt zur Verbindung des
Hoehfrequenz-Generators mit dem Stahlband erforderlich ist. Der Hochfrequenz-Generator
26t in Fig. 2 hat einen symmetrischen Ausgang und die beiden Ausgangsklemmen sind
jeweils über ein toatialkabel 27a, 27b mit Jeweils einer von zwei parallelen streifenförmigen
Elektroden 30a, 30b gekoppelt. Das Stahlband L0 bildet die gemeinsame Gegenelektrode
für dIe beiden streifenförmigen Elektroden 30a und 30b. Die beiden streifenförmigen
Elektroden
können, wie dargestellt, mit einer in Längsrichtung des Stahlförderbandes 10 verschiebbar
gelagerten Isolierstoffplatte 32 verbunden sein und dementsprechend mit gleichbleibendem,
relativ nahem gegenseitigen Abstand über den Spankuchen 18 hin- und herbewegt werden.
Eine einwandfreie Anpassung des Hoohfrequenz-Generators 26' ist auf diese Weise
besonders leicht möglich.
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Die Elektroden 30a, 30b können im Prinzip Jedoch auch gegenläufig
zueinander bewegt werden oder auch einen grösseren gegenseitigen Abstand voneinander
haben. Es können auch mehrere Paare von vorzugsweise in nahem Abstand beieinander
angeordneter streifenförmiger Elektroden vorgesehen sein.
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Der Hochf re quene-G enerat or kann auch beweglich, z.B.
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auf Schienen fahrbar gelagert sein, wie aus der Dt-PS 913 457 im Prinsip
bekannt ist. In diesem Palle können die streifenförmigen Elektroden durch eine starre
elektrische Leitung mit dem Hochfrequenz-Generator verbunden werden, was den Vorteil
hat, dass definierte Verhältnisse gewährleistet sind und störungsanfällige flexible
Hochfrequensleitungen vermieden werden.
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Bei den beschriebenen Ausführungebeispielen verläuft die Bewegung
der streifenförmigen Elektroden 30, 30a und 30b in Längsrichtung des Stahlförderbandes
10 bzv. in Längsrichtung der Spankuchenstücke. Im Prinzip ist es selbstverständlich
auch möglich, dass die streifenförmigen Elektroden in Längsrichtung der Spankuchenstücke
verlaufen und in Breitenrichtung über das Spankuchenstück in der Vorwärmzone hin-und
herbewegt werden.
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Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 können mehrere parallele,
gleichsinnig oder gegensinnig bewegte Elektroden vorgesehen sein.
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Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 insoweit entspricht, als der Hochfrequenzgenerator 26" zwei erdsymmetrische
Ausgangsklemmen hat, die mit jeweils einer streifenförmigen Elektrode verbunden
sind, für die das Stahlband 10 die gemeinsame Gegenelektrode darstellt. Die erregten
streifenförmigen Elektroden werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 jedoch
nicht mechanisch über den Spankuchen 18 bewegt, sondern elektrisch dadurch, daß
jeweils ein Paar 30"a-30"f, 30"b-30"g, 30"c-30"h usw. einer Vielzahl von streifenförmigen,
ruhenden Elektroden 30"a...30"h usw. an die Ausgänge des Hochfrequenzgenerators
26" angeschaltet werden. Der Effekt ist also der gleiche wie wenn zwei Elektroden
parallel zueinander und im gleichen Abstand voneinander über den Spankuchen bewegt
werden, wie es bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 der Fall ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erfolgt die Verbindung der
verschiedenen Elektrodenpaare mit den Ausgängen des Hochfrequenzgenerators 26??
über einen kapazitiven Drehschalter 34, der im Betrieb kontinuierlich umläuft. Der
Schalter enthält zwei bewegliche Kondensatorplatten 34a, 34b, die mit den Ausgängen
des Hochfrequenzgenerators 26" gekoppelt sind und mit einer Vielzahl längs eines
Kreises angeordneter feststehender Kondensatorplatten 36a, 36b usw. zusammenwirken.
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Die festen Kondensatorplatten 36a... sind jeweils über eine Hochfrequenzleitung,
z.B. ein Koaxialkabel 38a, 38b... mit entsprechenden Elektroden 30"a, 30"b gekoppelt.
Die Anordnung ist bei Fig. 3 so gewählt, daß der Abstand zwischen den Elektroden
der erregten Paare beim Umlauf des Schalters gleich bleibt. Selbstverständlich kann
der Schalter 34 mehrere Schaltarmpaare haben, wenn der Abstand zwischen den Elektroden
des erregten Paares, der bei Fig. 3 gleich der Hälfte der Länge des Spankuchens
beträgt, kleiner gehalten werden soll.
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Es ist schließlich auch denkbar, anstelle der
getrennten
Elektroden 30"a bis 30"h eine einzige durchgehende Elektrode zu verwenden und diese
nach Art einer Lecherleitung zu erregen, wobei dann durch Änderung der Wellenlänge
und/oder veränderliche Abstimmglieder am Eingang und Ausgang der Leitung dafür gesorgt
wird, daß die Spannungsbäuche, bei denen die kapazitive Erwärmung des Spankuchens
stattfindet, längs des Spankuchens so wandern, daß eine wenigstens annähernd gleichmäßige
Erwärmung des Spankuchens gewährleistet ist.