DE3814068A1

DE3814068A1 - Verfahren und vorrichtung zum strangrohrpressen eines gemenges aus pflanzlichen kleinteilen mit bindemitteln

Info

Publication number: DE3814068A1
Application number: DE19883814068
Authority: DE
Inventors: Karl Schedlbauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1990-02-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtung zum Strangrohrpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Klein teilen mit Bindemitteln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch DE-PS 8 56 045 sind Strangpressen bekannt, bei denen die Teile der Außenschicht des verdichteten Gemenges mit ihren großen Flächen vorwiegend parallel zur Außenhaut da durch umgebogen werden, daß der Querschnitt der Preßweise in der Länge stufenförmig verringert wird.

In DE 17 03 414 wird gelehrt, den verdichteten Strang durch stufenförmige Verkleinerung des Preßkanals in der Außen schicht weiter zu verdichten und damit die Teile des Ge menges ebenfalls parallel zu den Außenflächen des Stranges umzulegen. Nach diesen Lehren gefertigte Stränge weisen je doch eine geringe Bindefestigkeit auf und können als biege beanspruchte Bauteile wie Balken, Träger und dergleichen nicht verwendet werden. Weiter ergibt sich bei diesen Ver fahren eine sehr hohe Wichte des Stranges, die kaum steuer bar oder beeinflußbar ist.

Da die Späne der Außenschicht erst nach ihrer endgültigen Verdichtung in ihrer Lage im Strang verändert werden, knicken sie meist ab und verlieren dadurch ihre Festigkeit. Mit PS 38 14 085.3 (Anmeldung vom 22.04.88 von Schedlbauer, Karl, Aichach, DE Zch. PS-04-88) wurde ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem in Wichte und spezifischem Gewicht vollkommen gleiche Stränge hergestellt werden können. Die nach dieser Lehre hergestellten Stränge zeichnen sich durch eine größere Biegefestigkeit als alle anderen mit bisher vorbekannten Lehren gefertigten Stränge aus.

Mit der Erfindung wird die Aufgabe gestellt, das vorge schlagene Verfahren so weiter zuentwickeln, daß auch Strang rohrpreßerzeugnisse hergestellt werden können, die derge stalt auf Biegung belastbar sind, daß sie als tragende Bau teile Verwendung finden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Teile des Gemenges von einem Schließschieber von unterhalb eines Einfüllschachtes über die Einfüllöffnung eines Füll raumes transportiert werden und von dort im freien Fall in den Füllraum fallen. Nachdem der Schließschieber die Ein füllöffnung des Füllraumes verschlossen hat, wird das im Füllraum befindliche Gemenge auf einen Teil der endgülti gen Verdichtung, z.B. 30%, verdichtet.

An den Füllraum schließt sich mit einer in Preßrichtung um laufenden schrägen Fläche, die von einem größeren in einen kleineren Radius an die Innenflächen des Aushärtekanales ausläuft, ein paralleler Aushärtekanal, an, der im Quer schnitt also kleiner als das vordere Ende des Füllraumes ist. In diesen Aushärtekanal wird das teilweise verdichtete Gemenge dergestalt durch den Strangpreßstempel gepreßt, daß der Grad der teilweisen Verdichtung beibehalten wird, bis der Strangpreßstempel das Ende des Füllraumes erreicht. Im Gegensatz zu DE 8 56 045 und DE 17 03 414 werden die Teile des Gemenges nicht abgeknickt, wodurch sie ihre Festigkeit verlieren, sondern es erfolgt ein nicht längs orientiertes sondern parallel zu den Außenflächen orien tiertes Zusammenpressen, wodurch beim Erreichen der end gültigen Verdichtung eine höhere verdichtete Außenschicht gebildet wird. Dies ergibt im Gegensatz zu den vorgenannten Lehren, Stränge mit einer wesentlich höheren Festigkeit und Belastbarkeit. Durch die ausgezeichnete Biege-, Torsions-, Zug- und Druckfestigkeit sowie dem Federungsvermögen werden die Erzeugnisse gegenüber dem Hauptpatent dergestalt ver bessert, daß sie als tragende Bauteile verwendet werden können.

Abgesehen von der Beschleunigung und der Bremsbeschleuni gung fährt der Strangpreßstempel mit einer einstellbaren, über den Weg aber vorzugsweise konstanten Geschwindigkeit von seiner hinteren in seine vordere Endlage.

In der Ausgangsstellung jedes Preßaktes befindet sich das Ende des bereits gepreßten Stranges unterhalb der Vorder fläche des Schließschiebers und in gleicher Höhe mit dem Ende des Füllraumes.

Bis das Gemenge durch das Verfahren den gewünschten Teil der endgültigen Verdichtung, z.B. 30%, erreicht hat, steht der Dorn in seiner hinteren Endstellung, gehalten von einer einstellbaren, gegen die Preßrichtung wirkenden Kraft. Ist der gewünschte Teil der endgültigen Verdichtung er reicht , wird die gegen die Preßrichtung wirkende Halte kraft des Dornes bis die Stirnfläche des Strangpreßstempels das Ende des Füllraumes erreicht dergestalt in ihrer Rich tung und Größe geregelt, daß die Verdichtung nicht erhöht wird, trotzdem der bereits verpreßte Strang ausgepreßt wird. Es bleibt also der Abstand zwischen der Stirnfläche des Strangpreßstempels und dem Ende des verpreßten Stranges über den Weg gleich, den der Strangpreßstempel von dem Punkt, an dem der gewünschte Grad der Verdichtung erreicht ist bis zu dem Punkt, an dem die Stirnfläche des Strangpreß stempels die Vorderkante des Schließschiebers erreicht, gleich groß.

Ist die Kraft, die zur gewünschten teilweisen Verdichtung notwendig ist, größer als die Reibung zwischen dem Strang und dem Aushärtekanal, so muß die Kraft gegen die Preßrich tung gerichtet sein. Ist sie kleiner, so muß sie in Preß richtung gerichtet sein und das Ausschieben des Stranges wird vom Dorn unterstützt.

Da die Haftreibung größer als die Gleitreibung ist, muß die Dornhaltekraft über den Weg entsprechend verändert werden. Genauso wird die kinetische Energie zur Beschleunigung des sich in Ruhestellung befindlichen Stranges auf die Ge schwindigkeit des Strangpreßstempels durch Änderung der Größe der Dornhaltekraft dergestalt auf den Strangpreßstem pel übertragen, daß sich der gewünschte Grad der teilweisen Verdichtung nicht verändert.

Die Gesamtpreßkraft ist die resultierende Kraft, die sich aus der Preßkraft des Strangpreßstempels, der Reibkraft des bereits verpreßten Stranges, dem sich in der Verdichtung befindliche Teil des Stranges sowie der Dornhaltekraft zu sammensetzt.

Wenn die Stirnfläche des Strangpreßstempels aus dem Füll raum in den Aushärtekanal fährt, wird die Gesamtpreßkraft in einem idealerweise möglichst kurzen Weg dergestalt er höht, daß sich die Endverdichtung des zu verpressenden Strangteiles einstellt. Dies geschieht durch Änderung der Größe und eventuell der Richtung der Dornhaltekraft. Während der Strangpreßstempel weiter mit vorzugsweise kon stanter Geschwindigkeit auf seine Endstellung im Aushärte kanal zufährt, wird die Geschwindigkeit des mit dem Strang mitlaufenden bzw. mitpressenden Dornes so reduziert, daß gerade noch die Haftreibung zwischen dem Dorn und dem bereits verpreßten Strang erhalten bleibt. Dadurch verringert sich der Abstand zwischen der Stirnfläche des Strangpreßstempels und dem Ende des bereits verpreßten Stranges soweit, daß die endgültige Verdichtung des zu pressenden Strangteiles er halten wird.

Damit ist der zu verpressende neue Teil des Stranges fertig gestellt und der Strangpreßstempel und der Dorn fahren der gestalt in ihre hinteren Einstellungen zurück, daß der Dorn den Strang mit der Haftreibung zwischen Dorn und Strang gegen die Preßrichtung zurückzieht und den Strangpreßstempel mitzieht, bis die Stirnfläche des Strangpreßstempels und das Ende des Stranges am Ende des Füllraumes stehen. An dieser Stelle wird die Rückbewegung des Strangpreßstempels gestoppt, der Dorn jedoch mit Überwindung der Haftreibung zwischen Dorn und Strang in seine hintere Endstellung und damit in seine Ausgangsstellung gefahren. Danach fährt der Strangpreßstempel ebenfalls in seine hintere Endstellung und damit in seine Ausgangsstellung zurück.

Die gewünschte teilweise Verdichtung und die exakt einstell bare Endverdichtung können erfindungsgemäß sowohl über die Druckkräfte des Strangpreßstempels und des Dornes als auch über Zeit/Weg von Strangpreßstempel und Dorn gesteuert werden. Geeignete Komponenten für die hydraulische und elek tronische Steuerung sind im Handel erhältlich. Vorteilhafter weise wird zur Erzeugung der Kräfte eine hydraulische Strang rohrpreß- und Dornhaltezylinderkombination verwendet wie in PS 38 21 672.8 (Anmeldung vom ....... von Schedlbauer, Karl, Aichach, DE, Zch. PS-12-88).

Erfindungsgemäße Strangrohrpressen verfügen über folgende Vorteile gegenüber Formpressen:

- das hergestellte Profil kann in beliebiger Länge gefertigt werden und ist nicht an die Längendimension der Presse ge bunden;
- die Strangrohrpresse arbeitet mit einer relativ geringen Druckkraft von etwa 35 bis 80 kp/cm² auf die Stirnfläche des Stranges, wogegen Formpressen die gleiche spezifische Kraft auf den gesamten Umfang erzeugen und während der ge samten Aushärtezeit aufrechterhalten werden müssen;
- die Herstellkosten einer Strangrohrpresse betragen weniger als ein Viertel der Kosten einer Formpresse;
- die Produktkosten je m³ verpreßten Gemenges sind sehr viel geringer als bei Formpressen.

Gegenüber Naturholz ergibt sich bei gleich hoher bzw. gößerer Biegefestigkeit der Vorteil der Vermeidung von Materialab fällen. Ebenso bilden sich gegenüber von Naturholz im Laufe der Verwendung keine Risse, das Profil verdreht sich nicht und schwindet oder quillt wesentlich weniger auf, es ist also in seinen Dimensionen wesentlich konstanter. Die Her stellkosten sind deutlich geringer als bei Naturholz.

Die Fig. 1 zeigt einen versetzten Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung 1 entsprechend PS 38 14 103.5 (Anmeldung vom 22.04.88 von Schedlbauer, Karl, Aichach DE, Zch. PS-01-88). Aus dem Einlaufschacht einer Befüllvorrichtung 2 für Strang pressen gem. PS 38 19 382.5 Anmeldung vom ...... von Schedlbauer, Karl, Aichach, DE, Zch. PS-07-88) wird das Gemenge durch den Schließ schieber 3 über Füll- und Preßraum 4 transportiert, in den es im freien Fall fällt. Danach wird der Füll- und Preß raum 4 durch den Schließschieber 3 verschlossen und das Gemenge durch den Preßstempel 5 bei stehendem Dorn 6 auf eine gewünschte Vorverdichtung, z.B. 30%, verdichtet. Durch die gemeinsame Bewegung von Dorn 6 und Preßstempel 5 wird das vorverdichtete Strangteilstück in den Aushärteka nal 7 geführt und der sich im Aushärtekanal 7 befindliche Strang entsprechend weit ausgepreßt. Solange bis der Preß stempel 5 das vordere Ende 8 des Füll- und Preßraumes 7 erreicht wird, der Dorn 6 dergestalt bewegt, daß sich der Abstand zwischen dem hinteren Ende des Stranges 10, das da bei in der Höhe des hinteren Endes 12 des Aushärtekanales 7 liegt, und der Strinfläche 11 des Preßstempels 5 gleich bleibt.

Vom vorderen Ende 9 des Füll- und Preßraumes 4 verkleinert sich der Querschnitt über die umlaufenden schrägen Flächen 13 mit dem Radius 14 auf das Querschnittsmaß des Aushärte kanales 7. Beim Überfahren dieser Verkleinerung durch das vorverdichtete Gemenge werden die Teile an der Außenschicht parallel zu den Außenflächen umgelegt. Dabei werden die Teile des Gemenges, bedingt durch den Grad der Vorverdich tung nicht abgeknickt oder geknickt, sondern behalten ihre Festigkeit bei.

Die Dicke der Außenschicht wird erfindungsgemäß durch das Maß der Verkleinerung bestimmt. Es können also bei gleicher Gesamtverdichtung bzw. Gesamtwichte Stränge mit verschiede ner Festigkeit erzeugt werden. Bei biegebelasteten Bauteilen, z.B. tragenden Balkenprofilen, wird man bei niederer Ge samtverdichtung und Wichte eine höhere Biegefestigkeit wäh len, bei druckbeanspruchten Bauteilen, z.B. Palettenklötzen, entsprechend eine höhere Gesamtverdichtung mit höherer Druck festigkeit.

Dieses Umlegen in teilweise verdichtetem Zustand ergibt, ne ben der höheren Verdichtung der Außenschicht des Stranges bei der endgültigen Verdichtung, die erfindungsgemäße hohe Biege- und Biegebruchfestigkeit des Stranges.

Sobald der Preßstempel 5 das hintere Ende 9 des Aushärte kanales 7 - in seine vorbestimmte vordere Endlage sich be wegend - überfährt, wird der Dorn 6 dergestalt bewegt, daß der gewünschte endgültige Verdichtungsgrad erhalten wird. Damit ist das mit dem Preßhub erzeugte Strangteilstück fertiggestellt. Durch die Haftreibung zwischen Dorn 6 und Strang 8 wird der Strang und der Preßstempel 5 durch den Dorn 6 soweit zurückgezogen, daß sich die Stirnfläche 11 des Preßstempels 5 und das Ende 10 des Stranges 8 am hinteren Ende 12 des Aushärtekanales 7 befinden. In dieser Stellung bleibt der Preßstempel 5 stehen und mit Überwindung der Haftreibung wird der Dorn 6 aus dem Strang 8 herausgezogen und in seine Ausgangsstellung gefahren. Danach fährt der Preßstempel 5 in seine Ausgangsstellung und beendet den Preßakt.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Dornes. Vielmehr kann eine beliebige Anzahl von Dornen Anwendung finden, die an beliebiger Stelle durch den Füll- und Preßraum 4 in den Aushärtekanal 7 ragen können.

Bei Verwendung von mehreren Dornen kann die Haftreibung zwi schen den Dornen und dem Strang dergestalt groß werden, daß beim Ausziehen der Dornen aus dem Strang eine Nachverdichtung erfolgt. In Fällen, in denen keine Nachver dichtung erfolgen soll, sieht die Erfindung vor, die Dornen nicht gemeinsam, sondern einzeln oder nur eine bestimmte Anzahl von Dornen gleichzeitig aus dem Strang auszuziehen. Weiter lehrt die Erfindung, die Dornen zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Reibung sich in der Länge oder Teilen der Länge konisch oder keilförmig vergrößernd oder verkleinernd auszuführen. Bei Veränderung des oder der Dornquerschnitte kann auch entlang von nicht geraden Linien erfolgen.

Die Einzelheiten der Erfindung sind systematisch und bei spielsweise in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung in den Linien II-II-II-II der Fig. 2.

Fig. 2 Einen Querschnitt in der Linie I-I der Fig. 1.

Fig. 3 Eine Einzelheit innerhalb des Kreises III in Fig. 1.

Stückliste:

1 Strangrohrpreßvorrichtung
2 Befüllvorrichtung
3 Schließschieber
4 Füll- und Preßraum
5 Preßstempel
6 Dorn
7 Aushärtekanal
8 Strang
9 vorderes Ende
10 hinteres Strangende
11 Stirnfläche
12 hinteres Aushärtekanalende
13 schräge Fläche
14 Radius

Claims

1. Verfahren zum Strangrohrpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln, wobei das Ge menge durch einen Preßstempel unter Verdichtung von einem Füll- und Preßraum in einen Aushärtekanal mit einem Dorn gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (6) un abhängig vom Preßstempel (5) während der Bewegung und während des Stillstandes des Preßstempels (5) in Abhängig keit vom erwünschten Verdichtungsgrad des Gemenges in oder entgegen der Preßrichtung des Preßstempels (5) bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge im Füll- und Preßraum (4) bei stillstehendem oder bewegtem Dorn (6) durch Einpressen des Preßstempels (5) vorverdichtet wird und nach Erreichen der gewünschten Vorverdichtung der Dorn (6) derart bewegt wird, daß der erwünschte Endverdichtungsgrad erhalten wird und dabei der bereits verpreßte Strang (8) aus dem Aushärtekanal (7) aus gepreßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Preßstempel (5) das Gemenge unter Beibehaltung des Verdichtungsgrades durch entsprechende Bewegung des Dornes (6) aus dem Füll- und Preßraum (4) in den Aushärteka nal (7) preßt bis der Preßstempel (5) am Ende (9) des Füll- und Preßraumes (4) ankommt, daß der Preßstempel (5) an schließend weiter in den Aushärtekanal (7) gedrückt wird, bis er eine vorbestimmte Endstellung erreicht hat, und daß während dieses Preßabschnittes im Aushärtekanal (7) der Dorn (6) derart mitbewegt wird, daß der Verdichtungsgrad konstant bleibt oder eine gleichmäßige Nachverdichtung des vorverdichteten Gemenges eintritt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile an den äußeren Flächen des vorverdichteten Ge menges beim Pressen aus einem größeren Füll- und Preßraum (4) in einen im Querschnitt kleineren Aushärtekanal (7) parallel zu den Außenflächen umgelegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlegen der Teile an den äußeren Flächen des vorver dichteten Gemenges dergestalt erfolgt, daß bedingt durch den Grad der Vorverdichtung, die Teile des vorverdichteten Gemenges nicht geknickt oder abgeknickt werden und ihre Festigkeit erhalten bleibt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu den Außenflächen umgelegten Teile des Gemenges eine höher verdichtete Außenschicht bilden und dadurch der Strang in seiner Festigkeit und Belastbarkeit verbessert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Preßvorgang der Dorn (6) und mit ihm der gepreßte Strang (8) und der Preßstempel (6) infolge der Haftreibung zwischen Dorn (6) und Strang (8) soweit zurückgezogen wird, bis die Stirnfläche des Preßstempels (11) und das Ende (10) des Stranges (8) das Ende (9) des Füll- und Preßraumes (4) erreichen, daß danach der Preßstempel (5) angehalten und der Dorn (6) bis an seine Ausgangslage zurückgezogen wird, und daß dann der Preßstempel (5) ebenfalls in seine Ausgangs stellung zurückbewegt wird und den Füll- und Preßraum (4) zum Füllen freigibt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Dorn (6) verwendet wird, der durch ein erhitztes flüssiges Medium heizbar ist, indem das Me dium den Dorn durchströmt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der höher verdichteten Außenschicht durch das Maß der Verkleinerung zwischen dem vorderen Ende (9) des Füll- und Preßraumes (4) und dem hinteren Ende (11) des Aushärtekanales (7) bestimmt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß mehrere Dorne verwendet werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Dorne einen beliebigen Querschnitt haben können.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne gleiche oder verschiedene Längen haben können.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 und 11, dadurch ge kennzeichnet, daß der oder die Dorne in ihrer Länge einen gleichen Querschnitt besitzen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 und 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der oder die Dorne sich in ihrer Länge oder in Teilen ihrer Länge keilförmig oder konisch vergrößern oder verkleinern oder ihren Querschnitt entlang von nicht geraden Linien verändern.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne gemeinsam ausgezogen werden.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne einzeln aus dem Strang ge zogen werden.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Teil der Dorne gemeinsam aus dem Strang gezogen werden.