DE3814082A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern der verdichtung beim strangpressen von kleinteilen, insbesondere holzkleinteilen, mit bindemitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Verdichtung beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, mit Bindemitteln, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.

Durch die DE-AS 25 35 989 sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Verdichtung des Gemenges aus Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen oder textilen Abfällen mit Bindemitteln, durch huberzeugte Spannelemente, die die Wände des Aushärtekanals an den Strang pressen, bestimmt wird. Es ist eine Steuerung mit zwei Drücken: einem niederen Druck beim Auspressen, des­ sen Höhe die Verdichtung bestimmt, und einem höheren Druck während der restlichen Taktzeit, der ein Aufquellen des noch nicht, oder noch unzureichend abgebundenen Stranges verhindert. Hierzu findet eine Vielzahl von Spannelementen, bei den ausgeführten Vorrichtungen Hydraulikzylinder, Verwendung, die von einer Pumpe mit Drucköl versorgt werden. Durch die not­ wendigen vielen und langen Leitungen von der Pumpe zu den Hydraulikzylindern, und dadurch, daß der niedere Druck wäh­ rend des Auspressens in seiner Größe nicht veränderbar ge­ steuert wird, entstehen folgende Nachteile:

• - Das System reagiert relativ träge, bei Preßgeschwindigkei­ ten von mehr als in der DE-PS 29 32 406 als vorzugsweise an­ gegebenen 0,05 m/s, diese Lehre ist mit den ausgeführten Vor­ richtungen nach DE-AS 25 25 989 kombiniert, muß bereits bei Beginn des Preßhubes auf die niedere Druckstufe geschaltet werden, damit beim Erreichen der endgültigen Verdichtung des neu zu bildenden Strangteiles der niedere Druck sich tatsäch­ lich an allen Spannelementen eingestellt hat.
• - Je höher die Preßgeschwindigkeit wird, desto ungenauer ar­ beitet das System.
• - Durch die Vielzahl der Spannelemente - sie sind in gleichen Abständen über die gesamte Länge gleichmäßig verteilt ange­ ordnet - bewirken bereits kleinste Veränderungen des niederen Druckes große Veränderungen der Preßkraft des Strangpreßstem­ pels und damit der Verdichtung, der Wichte und des spezifi­ schen Gewichtes. Dadurch arbeitet das System ungenau.
• - Da der Strang beim Auspressen durch den Strangpreß­ stempel pulsierenden Druckstößen ausgesetzt, die die Leim­ ruhe während des Abbindens des Bindemittels empfindlich stö­ ren, die Verbindung der Teile des Gemenges verschlechtern, zu Rissen im Strang und sogar zu seinem Abreißen führen können, da bei hohen Auspreßgeschwindigkeiten auch Zugspannungen im Strang auftreten können.
• - Bei Auspreßgeschwindigkeiten von mehr als ca. 0,9 m/s ent­ stehen unkontrollierbare Preßdruckspitzen, da der Strang an seinem hinteren Ende schneller ausgepreßt wird, als er mit seinem vorderen Ende aus dem Aushärtekanal austreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren auf­ zuzeigen, mit dem es möglich ist, Stränge aus Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, mit Bindemitteln, mit großer Geschwindigkeit, einer optimalen Verbindung der Teile des Gemenges untereinander und einer genau wählbaren, einstell­ baren und wiederholbaren Verdichtung, Wichte und spezifischem Gewicht, herzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der not­ wendige spezifische Druck, der quer zur Preßrichtung durch die Wände des Aushärtekanals auf den Strang ausgeübt werden muß, um ein Aufquellen des Stranges auch während des Aus­ pressens zu verhindern, am Beginn des Aushärtekanals, nach der Preßdüse der Strangpresse, am größten sein muß und in der Länge des Aushärtekanals verringert werden kann, da mit zu­ nehmender Abbindung und der Bildung einer, von den Außenflä­ chen des Stranges her, immer dicker werdenden abgebundenen Schicht die Formstabilität des Stranges immer mehr zunimmt, bis auf einer quer in der Länge des Stranges liegenden Ebene der Grad der Abbindung und die innere Formstabilität des Stranges so groß ist, daß die Wände des Aushärtekanals nur mehr dergestalt an den Strang angelegt werden müssen, daß die zur Aushärtung notwendige Wärmeenergie ohne größere Spaltver­ luste in den Strang eingetragen werden kann.

Da die Verdichtung des mit jedem Preßhub gebildeten Strang­ teiles durch die gesamte Reibung zwischen dem Strang und dem Aushärtekanal bestimmt wird, kann der spezifische Druck, der das Aufquellen des Stranges verhindert, bei gleicher Gesamt­ reibkraft an den Grad der Abbindung des Stranges angepaßt werden.

Es ergibt sich der erfindungsgemäße Vorteil, daß - im Gegen­ satz zur DE 29 32 406 - kein starrer erster Teil des Aushärte­ kanales benötigt wird und sich damit der unveränderliche An­ teil der die Verdichtung bestimmenden veränderlichen Reib­ kräfte erhöht und damit die Steuerungsfähigkeit der Verdich­ tung entsprechend feinfühliger wählbar, einstellbar und jedem Preßhub reproduzierbar ist.

Entsprechend dem Profil des Stranges werden in Abständen in der Länge zueinander, in Ebenen quer zur Preßrichtung minde­ stens ein oder mehrere Spannelemente angeordnet, die die ver­ änderliche, die Verdichtung bestimmende Reibkraft erzeugen. Sind die Außenlinien dieser Ebenen, die dem Profil des Stran­ ges entsprechen, verschieden lang, werden die Spannelemente dieser Ebene so dimensioniert, daß sie, bezogen auf die Länge der Außenlinien, eine gleich große spezifische Anpreßkraft erzeugen.

Sind die Spannelemente als Hydraulikzylinder ausgebildet, wird die Zylinderfläche so gewählt, daß sich der gleich große spezifische Druck, bei gleich großem Öldruck in den Zylindern einer Ebene einstellt. Werden die Spannelemente, was bei sehr großer Austrittsgeschwindigkeit von Vorteil ist, da die Kraft sehr schnell veränderbar ist, als Proportionalmagnete ausge­ bildet, werden sie dergestalt dimensioniert, daß sie den ge­ nannten spezifischen Druck bei gleicher elektrischer Spannung erzeugen.

Da der Strang, je weniger er abgebunden hat umsomehr federt, wird der Druck des Strangpreßstempels bei DE 25 35 989 beim Auspressen des Stranges, nachdem das mit dem Preßhub erzeugte Strangteilstück seine endgültige Verdichtung erreicht hat, nicht über die Länge zu gleicher Zeit in den Strang übertra­ gen, vielmehr wird der Strang pulsierenden Druckstößen ausge­ setzt, die die Leimruhe des Bindemittels während des Abbin­ dens erheb lich stören und die Verbindung der Teile des Ge­ menges verschlechtern.

Die Erfindung lehrt hingegen, daß die Reibung, die die Spannelemente, die auf den Ebenen quer zur Preßrichtung an­ geordnet sind, nicht gleichzeitig über die Länges des Strang­ teiles, in der die Ebenen liegen, verändert wird, sondern daß dies dergestalt zeitlich versetzt geschieht, daß der Strang in seiner Länge oder in dem Teil seiner Länge, in dem die Spannelemente angeordnet sind, nicht federt. Die Reibung wird zur Preßdüse hin später - und zum entgegengesetzten Ende hin - entsprechend dem Ort in seiner Länge früher verändert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß im Ge­ gensatz zur Lehre von DE 25 35 989, bei der die Kraft von ei­ nem hohen Druck auf einen beim Auspressen niedereren, während des Auspressens gleichen Druck verändert wird, durch den die Verdichtung nur ungenau bestimmt werden kann, die Kraft der Spannelemente dergestalt verändert und in der Größe angepaßt wird, daß ab dem Erreichen der endgültigen Verdichtung des mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles die Preßkraft des Strangpreßstempels gleich groß bleibt. Damit werden die Un­ terschiede zwischen der Haft- und der Gleitreibung zwischen dem Strang und dem Aushärtekanal aufgefangen, und es ent­ stehen keine Druckspitzen auf den Strang und in dem den Strangpreßstempel antreibenden Zylinder.

Dadurch ist es möglich, eine entsprechende Leistungsfähig­ keit der Strangpresse vorausgesetzt, den Strang mit bis zu beispielsweise 15 m/s Geschwindigkeit auszupressen.

Die Zeit und der Weg, den der Strangpreßstempel benötigt, um von der Preßgeschwindigkeit in seine Ruhelage, in der vor­ deren Endstellung, bei Ende des Auspreßvorganges abgebremst zu werden, wird erfindungsgemäß dadurch minimiert, daß die durch die Spannelemente erzeugte Reibkraft zwischen dem Strang und dem Aushärtekanal erhöht wird. Dieses Abbremsen kann selbstverständlich auch durch ein oder wenige, der Preßdüse nahen Spannelemente erfolgen.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß die Ebenen quer zur Preßrichtung, auf denen das oder die Spannelemente angeord­ net sind, ungleiche Abstände zueinander besitzen. Die Abstän­ de der Ebenen zueinander werden so gewählt, daß die Spannele­ mente, die in einer Linie in Preßrichtung liegen, gleich groß dimensioniert werden können, daß der von ihnen erzeugte spezi­ fische Druck, wie beschrieben, dem Grad der Abbindung des Stranges entsprechen.

Werden durch die zur Strangpreßanlage gehörende Presse hohle Stränge mit einem in Preßrichtung mitgelaufenen Dorn erzeugt, sieht die Erfindung vor, daß der Anpreßdruck der Spannelemente, während des Zurückziehens des mit dem Strang mitgelaufenen Dornes, in zumindest den sich nach der Preß­ düse angeordneten Spannelementen, dergestalt erhöht wird, daß der Strang nicht durch den Dorn gegen die Preßrichtung zurückgezogen wird.

Dies ergibt den Vorteil der Zeitersparnis, da die Siche­ rung des Stranges gegen ein Zurückziehen nicht durch den Strangpreßstempel erfolgt, sondern dieser gleichzeitig mit dem Dorn zurück in seine Ausgangsstellung bewegt werden kann.

Einzelheiten sind schematisch und beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Aus­ härtevorrichtung.

Fig. 2 einen Schnitt auf der Linie I-I gem. Fig. 1

Fig. 3 einen Schnitt auf der Linie II-II gem. Fig. 1 Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 schließt sich an die Preßdüse 1 einer Strangpresse der Aushärtekanal 2 mit dem sich darin befindlichen Strang 3 an. Über Abstützrahmen 4 und die Wände 5, 6, 7 des Aushärtekanales 2 erzeugen die Spannelemente 8 die wählbare, einstellbare und mit jedem Preßhub reproduzierbare Reibkraft zwischen dem Strang 3 und dem Aushärtekanal 2. Entsprechend dem Profil, der Aus­ stoßleistung der Strangpresse sowie der erforderlichen Aus­ härtezeit ist die Länge des Strangteiles und die Zahl der Spannelemente 8, die in Preßrichtung auf einer Längslinie liegen, so gewählt, daß der Strang 3 nach dem letzten, sich in Preßrichtung befindlichen Spannelement 8 so weit abgebunden hat, daß der restliche Teil der Wände 5, 6, 7 nur mehr der­ gestalt, beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt, durch Fe­ dern 9 an den Strang 3 angestellt werden müssen, daß die Wär­ meübertragung von den Wänden 5, 6, 7 in den Strang 3 ohne größere Spaltverluste möglich ist.

Die verschieden großen Abstände der Abstützrahmen 4 in Preßrichtung zueinander sind, wenn die Spannelemente 8 gleich groß dimensioniert sind, dergestalt gewählt, daß die Anpreßkraft der Spannelemente 8 dem Grad der Abbindung des Stranges 3 im Aushärtekanal angepaßt ist.

In Fig. 2 und Fig. 3 ist als Ausführungsbeispiel ein geschlossener Aushärtekanal gewählt, in dem die Wände 5, 6, 7 durch elastische Wandteile 10, beispielsweise aus Silikon­ kautschuk, die gegen die Wärme der Heizung des Aushärtekana­ les 2 beständig sind, verbunden worden. Hierbei kann, wie beispielsweise dargestellt, die Wärmeenergie durch Bohrungen 11 über die Wände 5, 6, 7 in den Strang 3 durch Wärmeträger­ öl erfolgen.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das gewählte Beispiel des Aushärtekanals 2.

Vielmehr erweist sich die Erfindung als vorteilhaft für alle denkbaren Arten von Aushärtekanälen, mit denen die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht des zu erzeugenden Stranges durch die Reibung zwischen dem Strang und dem Aushärtekanal bestimmt wird.

Stückliste

 1  Preßdüse
 2  Aushärtekanal
 3  Strang
 4  Abstützrahmen
 5, 6, 7  Wände
 8  Spannelemente
 9  Federn
10  Elastische Wandteile
11  Bohrungen

Claims (14)

1. Verfahren zur Steuerung der Verdichtung beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, mit Bindemit­ teln, bei dem das verdichtete Gemenge aus der Preßdüse (1) einer Strangpresse in einen Aushärtekanal (2) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Spannelemente (8) er­ zeugte Reibung zwischen den Wänden (5, 6, 7) des Aushärtekanals und dem Strang (3) während des Auspressens dergestalt schnell und über die Länge des Aushärtekanales zeitlich versetzt ver­ ändert wird, daß die den Strang (3) verdichtete Preßkraft des Strangpreßstempels gleich groß bleibt und die Länge des Stran­ ges, die er mit Erreichen der endgültigen Verdichtung des mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles besitzt, nicht verändert und in jedem Punkt in seiner Länge gleichzeitig seine Ruhela­ ge verläßt und mit in jedem Punkt in seiner Länge gleich großer Geschwindigkeit ausgepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Spannelemente (8) erzeugte Reibkraft eines jeden Spann­ elementes (8) an der gleichen Umfangslinie quer zur Länge des Stranges so groß ist, daß die spezifische Reibkraft auf jdedem Punkt auf dieser Linie gleich groß ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch ein oder mehrere Spannelemente (8) auf einer die Außenkanten des Stranges quer zu dessen Länge umlaufen­ den Linie erzeugten spezifischen Reibkraft, auf jeder dieser gedachten Linien, die in der Länge des Stranges angeordnet sind, und die Kraftangriffslinien der Spannelemente (8) dar­ stellen, verschieden groß ist, und dementsprechend dem Grad der Abbindung des Bindemittels am Ort der Linie angepaßt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ab dem Erreichen der endgültigen Verdichtung des mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles die Preßkraft des Strangpreß­ stempels gleich groß bleibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg und die Zeit, die der Strangpreßstempel zum Abbremsen in seine vordere Endlage benötigt, durch Erhöhen der Reibkraft zwischen dem Strang und dem Aushärtekanal minimiert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente in Preßrichtung zueinander ungleiche Ab­ stände besitzen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Spannelemente während des Zurückziehens des mit dem Strang mitgelaufenen Dornes in zumindest den sichnach der Preßdüse angeordneten Spannele­ menten dergestalt erhöht wird, daß der Strang nicht durch den Dorn gegen die Preßrichtung zurückgezogen wird.

8. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand in Längsrichtung dieser Kraftangriffslinien zueinander verschie­ den groß ist, so daß die Spannelemente, die auf einer Linie in Preßrichtung liegen, so dimensioniert werden können, daß jedes sich auf dieser Linie befindlichen Spannelemente (8) die gleich große Kraft erzeugt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannelement (8) so dimensioniert ist, daß die Grö­ ße, die seine Kraft bestimmt, also z.B. bei hydraulischen Spannelementen der Öldruck, bei proportionalmagnetischen Spannelementen die elektrische Spannung, bei jedem Element gleich groß ist, und es trotzdem die Bedingungen der vorge­ nannten Ansprüche erfüllt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Reibkraft, die durch die Spannelemente (8) er­ zeugt wird, dergestalt schnell veränderlich ist, daß die Preß­ geschwindigkeit, die der Strangpreßstempel beim Verdichten des mit dem Preßhub zu erzeugenden Strangteiles beim Auspres­ sen gleich groß bleiben kann und seine Geschwindigkeit bis zu 15 m/s betragen kann.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, das die Spannelemente (8) nicht über die gesam­ te Länge des Aushärtekanales (2) verteilt angeordnet sind, sondern nur über den Teil des Aushärtekanals (2), in dem der Strang (3) durch den noch nicht genügenden Grad der Abbindung des Bindemittels gegen ein Aufquellen abgestützt werden muß.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Teil des Aushärtekanals (2), in dem der Strang nicht mehr gegen ein Aufquellen abgestützt werden muß, nur noch der­ gestalt gegen den Strang angestellt werden, daß die zur Aus­ härtung notwendige Wärmeenergie ohne größere Spaltverluste übertragen werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, in denen die den Strang bildende Presse als Strangrohrpresse mit mitlaufendem Dorn ausgebildet ist und hohle Stränge oder Rohre erzeugt; die Kraft der Spannelemente (8) während des Zurückziehens des beim Auspressen des Stranges (3) mitgelaufenen Dornes dergestalt vergrößert wird, daß der Strangpreßstempel den Strang (3) nicht gegen ein Zurückziehen gegen die Preßrichtung durch den Dorn absichern muß.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Spannelemente (8) nur im Bereich über dem mit­ gelaufenen Dorn oder nur in den ersten Spannelementen (8) nach der Preßdüse erhöht wird.