DE3931593A1 - Verfahren zur herstellung von strangpresserzeugnissen aus gemischten und pflanzlichen kleinteilen, insbesondere holz, unter verwendung von bindemitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her­ stellung von Strangpreßerzeugnissen aus ge­ mischten und pflanzlichen Kleinteilen, insbe­ sondere Holz, unter Verwendung von Binde­ mitteln.

Ein solches Verfahren ist durch die DE 9 73 801, die bereits seit dem Frühjahr 1951 bekannt ist, ausgewiesen und zeichnet sich dadurch aus, daß die Späne von Holz oder sonstigen faserigen Stoffen unter Zuführung von Wärme abbindenden Bindemitteln dem Hubraum der Presse in aufeinander­ folgenden Schichten ungerichtet zugeführt werden, um dann durch den Preßkolben angenähert in eine senkrecht zur Preßrichtung stehende Lage aufge­ richtet und zusammengepreßt zu werden.

Durch eine Verengung der anfänglichen Breite des Preßraumes wird der Widerstand des ge­ preßten Materials bei seiner Bewegung durch den Preßraum hindurch verringert, wobei in bekannter Weise Wärme zur Bildung der Kanäle für die Auf­ nahme von Heizrohren dient.

Das Verfahren hat unter anderem den Nachteil, daß beim Rückgang des Kolbens das noch elastische Verhalten des Preßstranges durch jeweils statt­ findende rückwärtige Ausdehnung dieser wieder gelockert wird, und zwar trotz der Reduzierung der inneren Spannung durch den von den auftreffenden Kolben­ schlägen teilweisen Bruch der Fasern, und damit der Reduzierung der inneren Spannung.

Ein Ausbau dieses Erfindungsgedankens im Rahmen der Zusatzanmeldung DE 11 98 545 sieht vor, die­ sen Nachteilen Rechnung tragend, daß die Aus­ bildung der Stirnfläche des hin- und hergehenden Preßstempels nicht mehr eben gestaltet ist, son­ dern die äußeren Schichten durch entsprechende Formgebung der zum Gut gerichteten Preßfläche eine gegenüber dem inneren Bereich des Stranges, und zwar im Außenbereich, eine höhere Verdichtung, bei Orientierung der Späne senkrecht zur Strang­ richtung, erfahren.

Die DE 32 22 113 schlägt einen anderen Weg vor, in dem sie dem Strang, vor dessen Eintritt in den Aushärtekanal, senkrecht zur Vorschubrichtung Ausprägungen einpreßt und diese durch Kontraktion an entsprechend ausgebildeten Wandabschnitten des Anfangsbereiches des Aushärtekanals formsta­ bilisiert und verfestigt. (Vgl. insbesondere Fig. 1 und Fig. 6).

Diese Ausführung wird für die Herstellung von Balken, Paletten, Klötzen oder dgl. Profilen erwähnt.

Die bis jetzt genannten Verfahren basieren aus­ schließlich auf der Verwendung von Einzylinder­ pressen und haben den gemeinsamen Nachteil der Entspannung des Gutes beim Rückhub, da dieses letztlich in gewissem Maße noch elastisch ist, so daß jeweils das Ende des Vorschubabschnittes eine Minderung der Qualität beinhaltet, die durch die einsetzende Härtung durch den jeweiligen Folgehub nicht mehr ausge­ glichen werden kann.

Dies gilt auch für den Vorschlag nach der DE 35 04 190. Hier wird versucht, die vom Kolben nach jedem Strangpreßhub gebildete Stirnfläche des ge­ preßten Stranges durch zusätzliches Aufbringen klebender Substanzen mit dem Stirnbereich des nachfolgenden, in Verdichtung befindlichen Strang­ abschnittes zu verkleben.

Die Qualität, d.h. die Festigkeit, kann dabei zwischen dem Endbereich des voreilenden Gutes und dem des nacheilenden Gutes verbessert werden. Eine Einheitlichkeit der Qualität läßt sich je­ doch auch damit nicht erreichen.

Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, durch Auswahl einer geeigneten Preßvorrichtung bzw. Preßpumpe die Zeitabschnitte zwischen Ansaugen und Auspressen so kurz als irgend möglich zu halten, wobei die vorzutreibenden Abschnitte in einer Preßschnecke zu einem quasi gleichmäßigen Strang verdichtet werden und die Späne in über­ wiegender Weise quer zur Preßrichtung oder aber auch längs zu dieser lageorientiert werden.

Der in einer Formmatrix endende Preßstrang muß anschließend in einen Härtekanal überführt werden, bei dem die Härteeinrichtung auch für eine Mikrowellen-Beheizung vorgesehen werden sollte, wobei der Härtekanal so ausgebildet und ausgeformt sein muß, daß die freigesetzten Dämpfe und Gasan­ teile so abgeleitet werden, so daß keine Zer­ störung des Preßstranges während der Aushärtung stattfinden kann, d.h. der erforderliche Druck­ abbau sollte daher von innen vorgenommen werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß das im wesentlichen aus Spänen, Fasern und auch krümeligem Material sowie als Bindemittel bestehende, zur Pressung bestimmte Gut in einem Mischer weitgehend ver­ gleichmäßigt und beleimt wird, wobei dieser an einem Ende beschickt und am anderen Ende durch eine Schlauchpumpe abgezogen wird, und das abge­ zogene Gut durch eine erste, von einem Rotor ge­ tragene Quetschrolle angesaugt und durch eine um 180° zur ersten Quetschrolle versetzte zweite Quetschrolle, bei Aufrechter­ haltung des maximalen Druckes durch Absperrung des Schlauchkörpers, durch die voreilende, d. h. die einziehende, erste Quetschrolle über ein tangential zur Steigung der Schnecke, d.h. paral­ lel zum Schneckenflügel, gerichtetes Schubrohr in diese eingeführt wird, und hierbei durch die Bewegung der Schnecke eine weitgehende Gleichrichtung des spanigen Gutes stattfindet, und daß bei weiterem, konti­ nuierlichem Aufbau der Enddruck in der Formma­ trix und dem nachgeschalteten Härtekanal ge­ währleistet ist.

Die Beleimung der Späne erfolgt in einem separaten Mischer, der an seiner einen Endbegrenzung be­ schickt und an der anderen Endbegrenzung das Gut über eine Absaugeleitung durch eine Schlauch­ pumpe abgezogen wird.

Die Absaugung erfolgt durch eine erste durch einen angetriebenen Rotor getragene Quetschrolle, die gleichfalls den Vorschub des Gutes innerhalb des Schlauchkörpers und des Schubrohres zur Schnecke so lange übernimmt, bis sich der Rotor um 180° gedreht hat und bei weiterer Drehung die zweite Quetschrolle die Funktion der ersten Quetschrolle übernimmt.

Der Schlauchkörper ist bei gleichzeitiger, d.h. bei um 180° versetzten Einwirkung, beider Quetsch­ rollen für einen Moment abgesperrt, wobei die weitere Drehung des Rotors den Druckaufbau und den Ausstoß des Gutes wieder entsprechend dem Ein­ trittsprofil der beiden gleichen, fortschreitenden Druckrollen wiederholt.

Die Absperrung auf den sogenannten Nullpunkt ist auf Grund des elastischen Verhaltens des Schlauches und seines nicht gezeichneten Schlauch­ bettes so daß ein absoluter Stillstand des Förderflusses praktisch vermieden wird.

Die Lage des Schubrohres ist so bestimmt, daß sie etwa tangential zur Steigung der Schnecke einge­ führt wird, so daß mit der fortschreitenden För­ derung eine Gleichrichtung des spanigen Gutes mit der Schneckenbewegung sich einstellt.

Die Schnecke wird durch eine Formmatrix abge­ schlossen, der sich ein Härtekanal anschließt.

Zur weiteren Ausbildung ist vorgesehen, daß die Steigung der Schneckengänge im wesentlichen die Richtungsorientierung der Späne, d.h. bei geringer Steigung quer zur Strangrichtung und bei großer Steigung längs zur Strangrichtung, be­ stimmt, und daß die abschließende Teilstrecke als Härtekanal ausgeführt ist, in dem die Er­ hitzung des Gutes vorrangig von einer oder mehreren Mikrowellen-Sendegruppen vorgenommen wird, die mit ihrer Frequenz auf die Hydroxyl- oder Carboxyl- Gruppe der Moleküle des Bindemittels bzw. des Wassers eingestellt ist und diese in ihrem Bereich von 20 Megaherz bzw. 3 Gigaherz variierbar ist.

Die Steigung der Schneckengänge bestimmt also im wesentlichen die Richtungsorientierung der Späne.

Die abschließende Teillänge ist als Härtekanal ausgebildet, in dem die Erhitzung des Gutes vorrangig durch eine oder mehrere Mikrowellen-Sende­ gruppen vorgenommen wird.

Es ist dabei zweckmäßig, die Sendegruppe um den Härtekanal planetenförmig anzuordnen und diese aus mindestens drei Einzelsendern besteht.

Auch kann vorgesehen werden, daß durch die Sende­ gruppe dem Härtekanal Strahlungswärme zugeführt wird, wobei diese mit einer konventionellen Außen­ wandbeheizung durch einen in Umlauf sich be­ findenden flüssigen Wärmeträger kombiniert wird, oder daß die zusätzliche Erwärmung des Härtekanals durch die Anwendung eines Ultra­ schallerzeugers bewirkt wird.

Eine optimierte Heizwirkung ist wichtig, da sie letztlich die Baulänge des Härtekanals bestimmt.

Zur Konzeption der Schnecke und ihren Wirkungs­ mechanismen wird bemerkt, daß die Schneckenwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, und diese über peripher gleichmäßig verteilte Öffnungen über­ schüssiges Gut, das durch Anwachsen des Druckes abgesondert wird, aufnimmt, und daß in diesen Hohlraum, durch die Einführung eines Hohlkol­ bens mit voreinstellbarer Eindringtiefe mit zu dessen Innenraum gerichteten gleichmäßig ver­ teilten Öffnungen, das überschüssige Gut, das durch Anwachsen des Druckes abgesondert wird, aufnimmt, und dieser Hohlkolben einen manuell oder durch ein Meßge­ rät steuerbaren Gegenkolben entweder einen kon­ stant bleibenden Druck im Austragsbereich oder die Möglichkeit zur Anpassung des Druckes ent­ sprechend den Erfordernissen im Härtekanal durch Einstellung der Eindringtiefe sichert.

Unabhängig davon kann der in die hohle Schnecken­ welle eingeführte Hohlkolben an seinem Ende offen sein.

Anstelle der Schlauchpumpe kann auch eine zwei­ zylindrige Saug-Druckpumpe verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Strangpreßerzeugnissen aus gemischten pflanz­ lichen Kleinteilen, insbesondere Holz, wird durch schematische Zeichnungen hinsichtlich des mög­ lichen Aufbaues und der verwendeten Vorrichtungen in beispielsweiser Ausführung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in systematischem Aufbau den Grundriß der Anlage.

Fig. 2 zeigt diesen Aufbau in einem systema­ tischen Aufriß.

Fig. 3 zeigt schematisch die Schneckenpresse mit Matrix und Härtekanal. Die Steuerung des Gegenkolbens ist in der Zeichnung abgabeseitig darge­ stellt. Dieser Kolben kann in der Praxis durch das Schubrohr des Hohl­ kolbens zur Antriebsseite der Schnecke verlegt werden.

In den Mischer 1 werden Holzspäne verschiedener Dimensionierung, insbesondere unterschiedlicher Länge, sowie Sägemehl aufgegeben und diese Anteile durch Zugabe eines wasserlöslichen Leimes zu einem einheitlich beleimten Gut 2 innig vermischt. Das Gut 2 wird von der Schlauchpumpe 3 durch die von einem Rotor 3.1 getragene erste Quetschrolle 3.2, bei gleichzeitiger Freigabe des Überganges in das zur Schnecke 5 führende Schubrohr 4, durch die zweite, um 180° versetzte, am Rotor 3.1 angeordnete Quetschrolle 3.3, bei Aufrechterhaltung des maximalen Druckes durch Absperrung des Schlauchkörpers 3.4 durch die jetzt voreilend einziehende, erste Quetsch­ rolle 3.2, aufgenommen. Die Gutaufgabe erfolgt etwa tangential zu den mit der Steigung "s" angeordneten Schneckengängen 5.1 auf deren Quasi-Ebene.

Die Steigung "s" bestimmt dabei im wesentlichen die Richtungsorientierung der Späne, d.h. bei geringer Steigung quer zur Strangrichtung und bei großer Steigung längs zur Strangrichtung.

Die Schneckenwelle 5.2 ist eine Rohrwelle mit dem Hohlraum 5.22 und den Entwässerungsöffnungen 5.23. Sie nimmt einen Hohlkolben 5.3 auf, der ebenfalls mit Öffnungen 5.31 ausgestattet ist, die teilweise mit den Öffnungen 5.23 der Schnecken­ welle 5.2 korrespondieren können.

Die Schneckenwelle 5.2 geht in die Formmatrix 5.9 über, deren Austritt in den Härtekanal 6 ein­ mündet. Bei der vorgesehenen Beheizung durch Mikrowellen scheidet deshalb die Gestaltung des Härtekanals aus Metallen aus, so daß nach einem Trennflansch 6.1 hierfür lediglich Glas, Keramik oder auch ausge­ härtete Verbundkunststoffe in Frage kommen, denen bei den verwendeten Sendefrequenzen keine Schwingungsanregung mehr vermittelt wird. Die Auswahl dieser Werkstoffe ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung und bleibt den Fach­ firmen vorbehalten.

Es empfiehlt sich, drei Sendegruppen 9 planeten­ förmig um den Härtekanal 6 anzuordnen, wobei in der Regel mindestens drei Einzelsender 9.1 ver­ wendet werden.

Unabhängig davon kann die Strahlungswärme der Sendegruppe mit einer konventionellen Außenwand­ beheizung 9.2 kombiniert oder durch diese er­ setzt werden. Auch kann eine zusätzliche Erwärmung des Härte­ kanals 6 durch einen Ultraschallerzeuger 9.3 bewirkt werden.

Zur weiteren Ausbildung wird vorgeschlagen, daß die hohle Schneckenwelle 5.2 mit gleichmäßig über ihre Oberfläche verteilte Öffnungen 5.23 ver­ sehen ist und überschüssiges Gut, das sich durch Druck absondert, aufnimmt, und daß in den Hohl­ raum 5.22 der Schneckenwelle 5.2 ein Hohlkolben 5.3 mit voreinstellbarer Eindringtiefe einge­ führt ist, und dieser Hohlkolben ebenfalls zu seinem Innenraum verteilte Öffnungen 5.31, die partiell mit den Öffnungen 5.23 der Schnecken­ welle 5.2 korrespondieren, aufweist, die weiteres Gut, das durch das Anwachsen des Druckes abgesondert wird, aufnehmen können, wobei in diesem Hohlkolben 5.3 ein manuell oder durch ein Meßgerät steuerbarer Gegenkolben 5.4 eingebracht ist, der die Einhaltung eines konstant bleibenden Druckes bei sich ändernden Voraus­ setzungen im Härtekanal 6 ermöglicht. Der in der Schneckenwelle 5.2 eingeführte Hohl­ kolben 5.3 kann an seinem Ende offen sein.

Anstelle der Verwendung einer Schlauchpumpe 2 kann auch eine zweizylindrige Saug-Druckpumpe verwendet werden.

Stückliste

1 Mischer
2 Gut
2.5 Absaugeleitung
3 Schlauchpumpe
3.1 Rotor
3.2 erste Quetschrolle
3.3 zweite Quetschrolle
3.4 Schlauchkörper
4 Schubrohr
5 Schnecke
5.1 Steigung (s) der Schneckengänge
5.2 Schneckenwelle
5.22 Hohlraum
5.23 Öffnungen in der Schneckenwelle
5.3 Hohlkolben
5.31 Öffnungen im Hohlkolben
5.4 Gegenkolben
5.5 Antrieb
6 Härtekanal
6.1 Trennflansch
9 Mikrowellen-Sendegruppe
9.1 Einzelsender
9.2 Außenwandbeheizung
9.3 Ultraschallerzeuger

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Strangpreßerzeug­ nissen aus gemischten und pflanzlichen Klein­ teilen, insbesondere Holz, unter Verwendung von Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet,
daß das im wesentlichen aus Spänen, Fasern und auch krümeligem Material sowie Bindemit­ tel bestehende, zur Pressung bestimmte Gut (2) in einem Mischer (1) weitgehend vergleichmäßigt und beleimt wird, wobei dieser an einem Ende beschickt und am anderen Ende durch eine Schlauchpumpe (3) abgezogen wird, und das abgezogene Gut (2) durch eine erste, von einem Rotor (3.1) getragene Quetschrolle (3.2) an­ gesaugt und durch eine um 180° zur ersten Quetschrolle (3.2) versetzte zweite Quetsch­ rolle (3.3), bei Aufrechterhaltung des maxi­ malen Druckes durch Absperrung des Schlauch­ körpers (3.4) durch die voreilende, d.h. die einziehende, erste Quetschrolle (3.2), über ein etwa tangential zur Steigung der Schnecke (5), d.h. parallel zum Schneckenflügel ge­ richtetes Schubrohr (4) in diese eingeführt wird, und hierbei durch die Bewegung der Schnecke (5) eine weitgehende Gleichrichtung des spanigen Gutes (2) stattfindet, und
daß bei weiterem, kontinuierlichem Auf­ bau der Enddruck in der Formmatrix (5.9) und dem nachgeschalteten Härtekanal (6) gewährleistet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Steigung (s) der Schneckengänge (5.1) im wesentlichen die Richtungsorien­ tierung der Späne, d.h. bei geringer Stei­ gung (s) quer zur Strangrichtung und bei großer Steigung (s) längs zur Strangrichtung, be­ stimmt, und
daß die abschließende Teilstrecke als Härte­ kanal (6) ausgeführt ist, in dem die Erhitzung des Gutes (2) vorrangig von einer oder mehreren Mikrowellen-Sendegruppen (9) vorgenommen wird, die mit ihrer Frequenz auf die Hydroxyl- oder Caboxyl-Gruppe der Moleküle des Bindemittels bzw. des Wassers eingestellt ist und diese in einem Bereich von 20 Megaherz bzw. 3 Gigaherz variierbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sendegruppe (9) um den Härtekanal (6) planetenförmig angeordnet ist und aus mindestens drei Einzelsendern (9.1) besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch die Sendegruppe (9) dem Härte­ kanal (6) Strahlungswärme zugeführt wird, wobei diese mit einer konventionellen Außenwandbe­ heizung (9.2) durch einen in Umlauf sich be­ findenden flüssigen Wärmeträger kombiniert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zusätzliche Erwärmung des Härte­ kanals (6) durch die Anwendung eines Ultra­ schallerzeugers (9.3) bewirkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Schneckenwelle (5.2) als Hohlwelle ausgebildet ist, und diese über peripher gleich­ mäßig verteilte Öffnungen (5.23) überschüssi­ ges Gut (2), das durch Anwachsen des Druckes abgesondert wird, aufnimmt, und
daß in diesen Hohlraum (5.22), durch die Einführung eines Hohlkolbens (5.3) mit vor­ einstellbarer Eindringtiefe mit zu dessen Innenraum gerichteten gleichmäßig verteilten Öffnungen (5.31) das überschüssige Gut (2), das durch Anwachsen des Druckes abgesondert wird, aufnimmt, und dieser Hohlkolben (5.3) einen manuell oder durch ein Meßgerät steuerbaren Gegen­ kolben (5.4), entweder einen konstant blei­ benden Druck im Austragsbereich oder die Mög­ lichkeit zur Anpassung des Druckes ent­ sprechend den Erfordernissen im Härtekanal (6) durch Einstellung der Eindringtiefe sichert.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in die hohle Schneckenwelle (5.2) eingeführte Hohlkolben (5.3) an seinem Ende offen sein kann.

8. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Schlauchpumpe (3) eine zweizylindrige Saug-Druckpumpe verwendet wird.