DE69800755T2

DE69800755T2 - Strohbauplatte

Info

Publication number: DE69800755T2
Application number: DE69800755T
Authority: DE
Inventors: Lars Bach; W. Domier; Raymond Holowach
Original assignee: Alberta Research Council
Current assignee: Alberta Research Council Inc Edmonton Alberta
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2018-07-18
Also published as: KR20010022076A; AU746407B2; US5932038A; WO1999004943A1; JP4313514B2; JP2001510744A; CN1265058A; CA2234889A1; KR100567085B1; CN1095735C; EP0998379A1; EP0998379B1; DE69800755D1; BR9810266A; AU8428198A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine aus Stroh hergestellte Bauplatte.

Hintergrund der Erfindung

In der Vergangenheit wurde Stroh nicht als ein geeignetes Baumaterial angesehen. Im Gegensatz zu Holz ist Stroh wegen seiner Festigkeit nicht in Erwägung gezogen worden und allgemein nicht als ein Baumaterial angesehen worden. Laufende Trends hinsichtlich der Verwendung von Stroh am Bau schließen Strohballen ein, bei denen eine dichte Packung und die Abmessung die benötigte Festigkeit und bauliche Abstützung liefern. Tatsächlich ist in einigen Ländern die Verwendung von Stroh für Bauzwecke aufgrund der allgemeinen Auffassung nicht gestattet, daß Stroh ein minderwertiges Baumaterial ist.
In der nachfolgenden Beschreibung schließt der Begriff Getreidestroh weiteren ligninhaltigen Zellstoff ein, der in seiner Struktur getreidestrohartig ist, so zum Beispiel Reissstroh und Bambus. Bisher ist eine dünne Tafel aus verpreßtem, nicht holzartigem, ligninhaltigem Zellstoff (d. h. Stroh) durch Vermischen kurzer Strohstücke mit einem Bindemittel hergestellt worden. Die Offenbarung dieser dünnen Tafel findet sich in dem US-Patent 5 498 469 von Howard et al., ausgegeben am 12. März 1996, welche hier durch Bezugnahme eingearbeitet ist. Die Tafel wird als eine Kernschicht oder ein Kern-Grundwerkstoff in einem Sperrholz-Laminat verwendet; somit ist eine dünne Schicht einer Strohtafel sandwichartig zwischen zwei Sperrholzschichten oder -lagen angeordnet. Obgleich diese dünne Tafel mit einer Dicke von etwa 2,54 mm (0,1 inches) anscheinend ihre vorgesehene Funktion erfüllt hat, haben dünne Tafeln als Bauplatten keine genügende Festigkeit. In die Tafeln wurden zur Herstellung von Sperrholz stärkere Holz-Laminatschichten eingebaut.
Weitere Dokumente, welche sich auf Herstellungsverfahren für Fasertafeln und Vorrichtungen zum Herstellen solcher Tafeln beziehen, sind: US-Patent 5 730 830 auf den Namen von Hall, ausgegeben am 24. März 1998; US-Patent 5 729 936 auf den Namen von Maxwell, ausgegeben am 24. März 1988; und US-Patent 5 728 269 auf den Namen von Kuno et al., ausgegeben am 17. März 1988.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauplatte zu schaffen, welche teure Schichtungen, die Holz/Stroh-Verbundwerkstoffe bilden, nicht erfordert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bauplatte zu schaffen, welche aus Stroh gefertigt ist und eine Festigkeit hat, die die Festigkeit der von Howard et al. beschriebenen Strohtafel weit übersteigt.
Gemäß der Erfindung wird eine Tafel, Platte oder ein Balken vorgesehen, umfassend:
ein längliches Preßstroh-Material mit einer Vielzahl von Strängen, wobei mehrere Stränge weitgehend längsgeteilt sind, damit ein Bindemittel mit einigen der Innenseiten der Stränge in Kontakt treten kann; und ein Bindemittel zum Zusammenhalten des Strohs in Form einer festen Tafel, Platte oder eines Balkens.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Platte oder Tafel vorgesehen, bei der die Mehrzahl der Strohstränge im wesentlichen parallel orientiert sind. Die Stränge sind mit einem Bindemittel verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Platte geschaffen, bei der die Strohstränge in einer bestimmten Weise orientiert sind oder bei der wenigstens Strohstränge innerhalb wenigstens einer Schicht hauptsächlich in einer bestimmten Weise orientiert sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Tafel, Platte oder ein Balken geschaffen, umfassend:
ein längliches Preßstroh-Material, welches mehrere geteilte Stränge aufweist, wobei mehrere der geteilten Stränge in einer bestimmten Weise orientiert sind; und
ein Isocyanat-Bindemittel zum Zusammenhalten des Strohs in Form einer festen Tafel, Platte oder eines Balkens.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Tafel, Platte oder eines Balkens angegeben, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Vorsehen einer Vielzahl von Strängen aus Getreidestroh;
Teilen des Getreidestrohs;
Orientieren des Getreidestrohs derart, daß mehrere Stränge im wesentlichen parallel angeordnet sind; und
Zugeben eines Bindemittels zu dem Getreidestroh.
Gemäß der Erfindung ist eine Tafel, Platte oder ein Balken vorgesehen, umfassend:
einen Kern aus:
länglichem Preßstroh-Material mit einer Vielzahl von Strängen, wobei mehrere Stränge weitgehend längsgeteilt sind, damit ein Bindemittel mit einigen der Innenseiten der Stränge in Kontakt treten kann; und
Bindemittel zum Zusammenhalten des Strohs in Form einer festen Tafel, Platte oder eines Balkens; und
Außenschichten, welche aus gepreßten Strängen eines ligninhaltigen Zellstoffs abgesehen von Stroh bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Zerteilen von Stroh vorgesehen, welche zwei eng voneinander beabstandete Scherwalzen aufweist, wobei die Walzen weitgehend dieselbe Größe und einen Durchmesser von im wesentlichen etwa 200 mm bis 800 mm aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Strohtafel vorgesehen, welche mit MDI (Diphenylmethan-diisocyanat)-Harz gebunden ist und bei der vorzugsweise ein DPMA (Dipropylenglycolmonomethyletheracetat)-Streckmittel verwendet wird.
Die Stränge haben vorzugsweise eine Länge von etwa 10 mm oder mehr und sind vorzugsweise 50 bis 100 mm lang.
Bauplatten, -balken oder -tafeln können gemäß der Lehre der Erfindung hergestellt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung, in der das Biegeverhältnis einer regellos orientierten Strohstrangplatte (ROSSB) mit demjenigen einer orientierten Strohstrangplatte (OSSB) verglichen wird;
Fig. 2 ein Schaubild des Bruchmoduls und des Elastizitätsmoduls aufgetragen gegen die mittlere Stranglänge des geteilten Strohs;
Fig. 3 ein Schaubild, in dem der Elastizitätsmodul einer aus geteiltem Weizenstroh hergestellten Wafer-Platte dargestellt ist;
Fig. 4 ein Schaubild, in dem die Biegefestigkeit der OSSB und der Wafer-Platte, hergestellt aus geteiltem Weizenstroh, dargestellt ist;
Fig. 5 ein Schaubild, in dem die innere Bindefestigkeit von Strohtafeln dargestellt ist, welche mit MDI-Harz gestreckt mittels DPMA gebunden sind;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Strohteilers gemäß der Erfindung;
Fig. 7 eine Seitenansicht der gegenüberliegenden Seite des in Fig. 6 gezeigten, erfindungsgemäßen Strohteilers;
Fig. 8 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen, in Fig. 6 gezeigten Strohteiler;
Fig. 9 eine Detailansicht der Oberflächenstruktur der in Fig. 6 gezeigten Scherwalzen;
Fig. 10 einen Teilungsprozess des erfindungsgemäßen Strohteilers;
Fig. 11 die Furchenorientierung auf der Oberfläche der in Fig. 6 gezeigten Scherwalzen;
Fig. 12 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Orientieren geteilten Strohs;
Fig. 13 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Orientieren geteilten Strohs; und
Fig. 14 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Orientieren geteilten Strohs.

Detaillierte Beschreibung

Mit Bezug nunmehr auf Fig. 1 sind Schaubilder zum Vergleichen des Biegeverhältnisses einer regellos orientierten Strohstrangplatte ROSSB und einer orientierten Strohstrangplatte OSSB gezeigt, wonach ein Orientieren der Stränge zweckmäßig ist und die Stränge derart orientiert sind, daß sie im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Das relative Biegeverhältnis von OSSB zu ROSSB in der parallelen Richtung ist in diesen Figuren zu etwa 2 : 1 gezeigt, könnte jedoch so klein wie 1,05 : 1,00 und noch immer zweckmäßig sein. Die Länge der verwendeten, geteilten Weizenstränge betrug 5 mm bis 100 mm.
Fig. 2 zeigt die Biegeeigenschatlen von zusammengesetzten Strohplatten, welche aus unterschiedlichen, längsgeteilten Stranglängen von Weizenstroh hergestellt sind. Es ist zu ersehen, daß mit zunehmender Länge des Strohs auch die Biegefestigkeit und Steifigkeit zunimmt.
Fig. 3 ist ein Schaubild, in dem der Elastizitätsmodul einer aus geteiltem Weizenstroh hergestellten Waferplatte veranschaulicht ist und die dicht schattierten Säulen das minimale Eigenschaftserfordernis gemäß dem kanadischen Kodex (CSA 437) für "holzbasierte", orientierte und regellos orientierte Schnittafeln zeigen.
Fig. 4 ist ein Schaubild, in dem die Biegefestigkeit von OSSB und aus geteiltem Weizenstroh hergestellter Waferplatte veranschaulicht ist, in welchem die dicht schattierten Säulen das minimale Eigenschaftserfordernis gemäß dem kanadischen Kodex (CSA 437) für orientierte und regellos orientierte Schnittplatten auf "Holz-Basis" zeigen.
Fig. 5 ist ein Schaubild, in dem die innere Bindefestigkeit von Strohplatten veranschaulicht ist, die mit MDI-Harz, mit DPMA gestreckt, gebunden sind.
Um eine maximale Festigkeit zu erhalten, sollte das Stroh geteilt werden, um sicherzustellen, daß die äußeren und inneren Flächen des hohlen Strohstengelkerns vor dem Warmpressen mit einem Bindemittel beschichtet werden können.
Zusätzlich zum Teilen des Strohs kann dieses derart behandelt werden, daß das Wachs auf der wachsigen Stengel Außenseite unter Verwendung eines Lösungsmittels wenigstens teilweise abgetragen wird. Nach dem Beseitigen des Wachses und dem Teilen des Strohs kann dieses leichter verklebt werden und erfordert die Verwendung von weniger Klebstoff. Wichtiger ist ferner, daß die fertiggestellte Platte eine höhere, innere Bindefestigkeit aufweist. Das bevorzugte Bindemittel ist MDI-Isocyanatharz, wie zum Beispiel "Rubinat 1840" von der Firma ICI oder "PAPI-94" von der Firma Dow. Normalerweise bei Holztafeln verwendetes Phenolharz bindet Stroh nicht gut.
Ein Schneiden des Strohs in Querrichtung oder ein Häkseln des Strohs kann unter Verwendung einer Futter-Erntemaschine durchgeführt werden.
Ein Längsspalten/Längsteilen von Stroh und Knoten-Zerkleinern kann unter Verwendung einer der folgenden Einrichtungen durchgeführt werden:
a) mit Nuten versehene Walzen, zum Beispiel eine Getreidewalzenmühle oder ein Heumazerator;
b) eine Schleifmaschine mit Scherwirkung, welche mit einer Ausrüstung zum Walzenscheren versehen ist;
c) einem CAE 6/36 Scheiben-Waferizer ("Füttern" mit Strohbündeln anstelle kleiner Baumstämme, wie dieser üblicherweise eingesetzt wird);
d) einem CAE 12/48 Ring-Prallzerspaner (6") bei kleinen zusammengepreßten Strohballen oder
e) eine Hammermühle.
Die Kombination von (a) und (e), eine Walzenmühle und eine Hammermühle, liefert die besten Ergebnisse. Die Verwendung (b) und (c) ist nicht bevorzugt. Ein Ring-Prallzerspaner (d) ist verwendbar, hat jedoch die Einschränkung, daß der Knoten des Strohs nicht in annehmbarer Weise zerkleinert wird.
Das Beseitigen von Feinstpartikeln von dem geteilten Stroh kann durch Siebklassierung oder Luft oder Fraktionierung herbeigeführt werden. Nachdem das Stroh geteilt und aufgetrennt ist, sind die Stränge derart zu orientieren, daß diese im wesentlichen parallel sind.
Für Stränge mit einer Länge von mehr als 1,0 mm kann eine mäßige Strohstrangorientierung bei geringfügigen Abänderungen an im Handel verfügbaren Einrichtungen zum Orientieren von Holzsträngen für OSB erreicht werden. Dies kann auch durch ein In-Schwingung- Versetzen der Stränge auf einer gewellten Tafel, welche vorzugsweise um etwa 20 Grad geneigt ist, erreicht werden. Alternativ dazu können die Strohstränge auf parallel ausgerichtete, vertikale Stäbe fallengelassen werden, die in Form eines mit Zwischenräumen versehenen Gitters mit einem Abstand angeordnet sind, welcher weniger als die Stranglänge beträgt. Ein Schütteln wird dann das Hindurchfallen des Strohs ermöglichen.
Für Stränge mit einer Länge von weniger als 1,0 mm wird ein Fallenlassen der Stränge zwischen vertikalen, entgegengesetzt geladenen, elektrischen Kondensatorplatten das Stroh ausrichten. Der Dipol auf den fallenden Strohpartikeln wird die Partikel parallel zu dem elektrischen Feld ausrichten.
Bautafeln, -platten und -balken können in dieser Weise hergestellt werden, indem sichergestellt wird, daß die Längsachsen des Strohs zueinander ausgerichtet sind.
Die Tafel, Platte oder der Balken besteht gemäß einem Aspekt dieser Erfindung im wesentlichen aus länglichem, geteiltem Stroh und einem Harz-Bindemittel, wie zum Beispiel MDI, wobei das Stroh derart orientiert worden ist, daß die Längsachsen der Strohstücke weitgehend parallel liegen. Es wurde herausgefunden, daß die Verwendung von DPMA (DOWANOL®) den Bereich des angewendeten MDI erweitert.
Bei einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung besteht eine Strohtafelplatte aus einer orientierten Strangholzplatte mit einem Strohkern. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, einen Kern aus einem ligninhaltigen Zellstoff abgesehen von Holz zu schaffen, wo die Holzreserven gering sind oder die Verfügbarkeit von Holz begrenzt ist, wobei die strukturelle Integrität der Platte nicht beeinträchtigt ist. Außerdem ist in einigen Fällen das Auftreten von Holz auf den Außenflächen einer Tafelplatte von kommerzieller Wichtigkeit, und diese Ausführungsform erfüllt dieses Erfordernis.
Bei noch einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung ist eine orientierte Strohtafel bestehend aus bis zu 50% (Gewichtsprozent) eines Zementmaterials hergestellt worden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, einen hohen Grad an Feuerbeständigkeit verbunden mit mechanischen Eigenschaften zu liefern, welche das minimale Festigkeitserfordernis für Bautafeln auf Holz-Basis übersteigt.
Mit Bezug auf Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung 100 zum Längsteilen von Stroh zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Tafel, Platte oder eines Balkens dargestellt. Die Vorrichtung 100 umfaßt ein abstützendes Maschinenbett 1, einen Zuführtisch 5 und zwei ausgesparte Maschinen-Scherwalzen 2 und 3, die durch einen Elektromotor 4 mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten entgegengesetzt angetrieben sind. Das Stroh wird im allgemeinen parallel zu den Walzenachsen unter Verwendung des schräg abwärts zu den zwei Scherwalzen 2 und 3 angebrachten Zuführtisches 5 zugeführt, wo es aufgrund der Scherwirkung zwischen den zwei Scherwalzen längsgeteilt wird. Alternativ dazu können die Walzendurchmesser selbstverständlich derart variiert werden, daß sie mit derselben Drehgeschwindigkeit betrieben werden, jedoch im wesentlichen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen. Der Begriff Umfangsgeschwindigkeit wird verwendet, um anzuzeigen, daß die Walzen dieselbe Größe haben und mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden oder daß die Walzen unterschiedliche Größen aufweisen und mit derselben oder unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden.
Die obere Scherwalze 2 ist an dem abstützenden Maschinenbett 1 befestigt, während die untere Scherwalze 3 an einem Stützarm 6 befestigt ist, welcher an dem Gelenk 7 drehbar am Maschinenbett 1 gelagert ist. Das Spiel zwischen den beiden Scherwalzen ist unter Verwendung eines Justiermechanismus eingestellt, welcher eine Höhenstellspindel 8 und eine Zugfeder 9 umfaßt. Andere Ausführungsformen für das Einstellen des Spiels zwischen den beiden Scherwalzen können ins Auge gefaßt werden, wie zum Beispiel ein Sperrgetriebe oder ein Zahnstangen-Hebezeug. Der Einstellmechanismus wird auch zum Absenken der Scherwalze 3 für Reinigungszwecke oder in dem Fall verwendet, daß einiges Material zwischen den Scherwalzen klebt.
Die obere Scherwalze 2 wird im Gegenuhrzeigersinn bei etwa 500 U/min bis 1500 U/min durch den geschwindigkeitsgesteuerten Elektromotor 4 unter Verwendung eines V-Riemenantriebs oder eines anderen derartigen Antriebsmittels angetrieben. Der V-Riemenantrieb umfaßt einen V-Riemen 10 und V-Riemenscheiben 11 und 12, welche im einzelnen an der Achse des Elektromotors 5 und der oberen Scherwalze 2 befestigt sind. Der V-Riemen 10 wird unter Verwendung des primären Spannhebels 13 gespannt. Als Überlastungsschutz des Elektromotors 5 umfaßt die V-Riemenscheibe 11 eine Überlastungskupplung, wie zum Beispiel eine Rutschkupplung. Eine Notfall Abschaltung ist vorzugsweise ebenso vorgesehen.
Beide Scherwalzen sind aus gehärtetem Stahl als Hohlzylinder mit einer Länge von etwa 500 mm bis 2000 mm und einem Durchmesser von etwa 200 mm bis 800 mm hergestellt. Die Scherwalzenoberflächen weisen parallele Schneidkanten auf die in Winkeln zwischen 0º bis 45º zur Scherwalzenachse orientiert sind, wie dies in den Fig. 9 und 11 zu sehen ist. Die Schneidkanten sind auf der Außenfläche der Zylinder gefertigt.
Die untere Scherwalze 3 rotiert in der entgegengesetzten Richtung zur oberen Scherwalze 2 bei einer beträchtlich geringeren Geschwindigkeit, d. h. bei etwa 50 U/min bis 150 U/min. Zum Umkehren der Drehrichtung und Verringern der Geschwindigkeit wird ein Kettenzahnradantrieb verwendet. Der erste Teil des Antriebs umfaßt eine V-Riemenscheibe 14, welche an der Achse der oberen Scherwalze befestigt ist, eine V-Riemenscheibe 15, welche an der Achse der unteren Scherwalze befestigt ist, und einen V-Riemen 16. Zum Verringern der Geschwindigkeit hat die antreibende V-Riemenscheibe 14 einen wesentlich kleineren Durchmesser als die angetriebene V-Riemenscheibe 15. Der V-Riemen 16 wird unter Verwendung des sekundären Spannhebels 17 gespannt.
Mit Bezug auf Fig. 7 ist die gegenüberliegende Seitenansicht der Vorrichtung 100 gezeigt. Der zweite Teil des Antriebs umfaßt ein Zahnrad 20, das an einer durch die V-Riemenscheibe 15 angetriebenen Achse befestigt ist, ein Kettenrad 21, das an der Achse der unteren Scherwalze befestigt ist, und zwei abstützende Kettenräder 22 und 23. Um die Geschwindigkeit weiter zu verringern, hat das antreibende Kettenrad 20 einen wesentlich kleineren Durchmesser als das angetriebene Kettenrad 21. Um die Drehrichtung umkehren zu können, wird die Kette 24 durch das Kettenrad 20 auf deren Innenseite angetrieben und treibt das Kettenrad 21 auf ihrer Außenseite an. Das Kettenrad 22 gewährleistet den Kontakt zwischen der Kette 24 und einem wesentlichen Teil des Umfangs des Kettenrades 21, wohingegen das Kettenrad 23 den unteren Abschnitt der Kette 24 weg von einem Kontakt mit dem oberen Abschnitt hält.
Es gibt zahlreiche andere Ausführungsformen zum Antreiben der beiden Scherwalzen in entgegengesetzten Richtungen und bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wie zum Beispiel: einen direkt durch den Elektromotor angetriebenen Kettenantrieb; zwei miteinander kämmende Zahnräder; zwei kleinere Elektromotoren, von denen jeder eine Scherwalze unter Verwendung eines V-Riemenantriebs antreibt; zwei kleinere Elektromotoren, von denen jeder direkt eine Scherwalzenachse unter Verwendung einer Klauenkupplung antreibt; oder andere für einen Fachmann naheliegende Anordnungen.
Zwei Scherwalzen mit einem im wesentlichen unterschiedlichen Durchmesser können verwendet werden, um unterschiedliche, relative Umfangsgeschwindigkeiten der Scherwalzen sicherzustellen, welche mit derselben Rotationsgeschwindigkeit angetrieben werden. Da das Verhältnis der zwei Durchmesser direkt proportional dem Verhältnis der zwei Oberflächengeschwindigkeiten ist, welche für die Scherwirkung benötigt werden, ist diese Ausführungsform durch die Ausführbarkeit der Kombination von Scherwalzen mit großen Unterschieden in bezug auf den Durchmesser begrenzt.
Mit Bezug auf Fig. 8 ist dort eine Draufsicht auf die Oberseite der Vorrichtung 100 gezeigt. Der Zuführtisch 5 ist nach unten geneigt angebracht und endet an der unteren Scherwalze 3, welche das Stroh dann zum Zerteilen zur Scherwalze 2 transportiert. Wie genauer in den Fig. 6 und 7 zu sehen, ist der Zuführtisch 5 mittels eines Gestänges 18 am Stützarm 6 abgestützt und folgt damit der unteren Scherwalze 3 über sämtliche Höheneinstellungen. Wie genauer in Fig. 9 zu sehen, ist der Zuführtisch 5 zur Oberfläche der Scherwalze 3 hin gerichtet und endet zum Ablegen des Strohs auf der Scherwalzenoberfläche sehr dicht an dieser Walze. Die zwei Scherwalzen 2 und 3 werden durch den Elektromotor 4 unter Verwendung der V-Riemenantriebe auf der einen Seite der Vorrichtung 100 und den Kettenantrieb auf der anderen Seite angetrieben. Die Schneidkanten der oberen Scherwalze 2 sind wie gefordert geschärft, indem ein Schleifstein 25 an die Oberfläche der oberen Scherwalze 2 gehalten wird, wenn diese in einer Richtung rotiert, welche derjenigen entgegengesetzt ist, in der sie verwendet wird. Der Schleifstein 25 wird in Längsrichtung unter Verwendung des Einstellmechanismus 30 vorgeschoben, damit ersterer die Schneidkanten 41 über die gesamte Länge der Scherwalze 2 kontaktiert und schärft. Das Schärfen der unteren Scherwalze wird durch Verschieben der Schärfeinrichtung 25, 30 zur gegenüberliegenden Seite der Walze 2 auf der Unterseite des abstützenden Maschinenbetts 1 durchgeführt.
Vor der oberen Scherwalze 2 ist ein Turbulenz-Steuermechanismus, welcher eine die Länge der Scherwalze aufweisende Leiste 26 umfaßt, an dem abstützenden Maschinenbett 1 befestigt. Diese Leiste 26 dient dazu, ein ungebührliches Herumblasen des Strohs zu verhindern.
Fig. 9 zeigt eine detaillierte Ansicht der Oberflächenstruktur der beiden Scherwalzen 2 und 3, welche in entgegengesetzten Richtungen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren. Das Stroh wird im allgemeinen parallel zu den Achsen der Scherwalzen unter Verwendung des Zuführtisches 5 zugeführt. Der Bereich, wo die beiden Scherwalzen am engsten beieinander sind, ist vergrößert, um die Oberflächen im Detail zu zeigen. Der Zwischenraum 40 zwischen den zwei Scherwalzen beträgt etwa 0,1 mm bis 0,3 mm. Beide Scherwalzen haben in ihren Oberflächen parallele Aussparungen 46. Diese Aussparungen haben eine dreieckige Gestalt mit einer Schneidkante 41 senkrecht zur Oberfläche der Scherwalzen, wohingegen die gegenüberliegende Seite 42 unter einem Winkel von 45º zur Oberfläche des Platteaurandes 43 angeordnet ist. Der Aussparungsabstand 44 beträgt etwa 1,5 mm, und die Aussparungstiefe 45 beträgt etwa 0,5 mm bis 1,5 mm. Der Aussparungsabstand 44 und die Aussparungstiefe 45 sind derart bemessen, dass sie kleiner als ungeteiltes Stroh sind, um zu gewährleisten, daß im wesentlichen das gesamte Stroh zerteilt wird. Die Aussparungen 46 auf der Scherwalze 2 sind unter einem Winkel zu den Aussparungen 46 auf der Scherwalze 3 angeordnet. Zahlreiche unterschiedliche Formen der Aussparungen können ins Auge gefaßt werden. So kann beispielsweise die gegenüberliegende Seite 42 der Schneidkante 41 unter einem anderen Winkel als 45º zu der Oberfläche angeordnet oder gekrümmt sein. Alternativ dazu kann die Schneidkante 41 einen unterschiedlichen Winkel zur Oberfläche haben oder gekrümmt sein. Die verschiedenen Formen können auch unterschiedlich hinsichtlich der beiden Scherwalzen kombiniert sein. Die Schneidkante 41 der oberen Scherwalze 2 schaut in Drehrichtung, angedeutet durch den Pfeil A, und bewegt sich mit etwa der zehnfachen Geschwindigkeit der Schneidkante 41 der unteren Scherwalze 3, welche gegen die Drehrichtung, angedeutet durch den Pfeil B, der unteren Scherwalze 3 schaut.
Fig. 10 zeigt ein ungeteiltes Strohstück 50, nachdem dieses auf die untere Scherwalze geführt und zur Öffnung 53 zwischen den beiden Scherwalzen hin transportiert worden ist. Der untere Abschnitt des Strohs sitzt in einer Ausnehmung 46 der unteren Scherwalze 3, während der obere Abschnitt durch die Schneidkante 41 der oberen Scherwalze 2 abgefangen ist. Aufgrund der unterschiedlichen Orientierung der Schneidkanten und der unterschiedlichen Geschwindigkeit der Scherwalzen wird das Stroh 50 durch die beiden Schneidkanten 41a und 41b ergriffen. Dementsprechend wird ein oberer Abschnitt 51 des Strohs durch die Schneidkante 41a aufgrund der Scherwirkung zwischen den beiden Schneidkanten 41a und 41b abgeschnitten. Der verbleibende Teil des Strohs 50 wird zur Öffnung 53 hin weitertransportiert und dann durch die Schneidkante 41c ergriffen. Wenn der untere Teil 52 des Strohs 50 abgeschnitten ist, wird der verbleibende Teil des Strohs 50 dann durch die Schneidkante 41d ergriffen. Dieser Prozess wird wiederholt, bis das Stroh 50 die Öffnung 53 zwischen den beiden Scherwalzen 2 und 3 passiert hat. Die zerteilten Abschnitte des Strohs werden durch die Öffnung 53 transportiert und dann freigegeben.
Fig. 11 zeigt die Orientierung der parallelen Aussparungen auf der Oberfläche der Scherwalzen. Die Aussparungen sind zwischen 0º und 45º zu den Scherwalzenachsen orientiert. Mittels einer unterschiedlichen Orientierung der Schneidkanten für die untere Scherwalze 3 und die obere Scherwalze 2 ist eine scherenartige Wirkung zum Längsteilen des Strohs sichergestellt. Vorteilhafterweise ermöglicht dies lange Faserstücke. Fig. 11 zeigt Schneidkanten parallel zur Walzenachse in bezug auf die untere Scherwalze 3 zum Transportieren des Strohs 50 und Schneidkanten unter einem Winkel von 45º zur Walzenachse in bezug auf die obere Scherwalze 2, um einen scherenartigen Längsschnitt zu ermöglichen. Ausnehmungen 46 parallel zur unteren Scherwalzenachse 3 ermöglichen, daß das Stroh 50, das im allgemeinen zu den Scherwalzenachsen ausgerichtet ist, in den Aussparungen 46 der unteren Scherwalze 3 ohne einen Verlust ihrer Orientierung transportiert wird. Das Stroh ist für den Schnitt auf seiner gesamten Länge durch die Schneidkante 41b abgestützt angeordnet. Das Stroh 50 wird dann durch die Schneidkanten der oberen Scherwalze 2 geteilt. Zum Schneiden des Strohs 50 wird eine geringere Kraft benötigt, wenn die Schneidkanate unter einem Winkel zur Scherwalzenachse angeordnet ist. Schneidkanten unter einem Winkel von 45º gestatten ein Zerteilen des Strohs 50 in lange Faserstücke, wobei weniger Kraft benötigt wird, was zu weniger für den Antrieb der Scherwalze 3 benötigter Energie führt. Verschiedene unterschiedliche Orientierungen der Aussparungen können ins Auge gefaßt werden, so zum Beispiel können beide Scherwalzen Aussparungen unter einem Winkel von 45º oder jede Kombination von Winkeln zwischen 0º bis 45º auf jeder der Walzen haben. Ein bevorzugter zusammengesetzter Winkel beträgt 45º auf der Oberwalze und 30º auf der Unterwalze.
Mit Bezug auf Fig. 12 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zum Orientieren zerteilten Strohs gezeigt. Zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Tafel, Platte oder eines Balkens sind die zerteilten Strohstränge vor dem Pressen auszurichten. Die regellos orientierten, geteilten Strohstränge 203 werden auf einer Platte 201 mit einer gewellten Oberfläche abgelegt. Die Platte schwingt in Querrichtung. Aufgrund der Schwingung werden die geteilten Strohstränge weitgehend ausgerichtet und sammeln sich am Boden der Rillen an. Ein Schrägstellen der Platte ermöglicht eine Bewegung der geteilten Strohstränge, während diese verarbeitet werden.
Die in Fig. 12 gezeigte Vorrichtung 200 zum Orientieren geteilten Strohs weist eine Platte 201 auf, die eine gewellte Oberfläche hat und unter einem Winkel von etwa 10º bis 45º geneigt ist. Die Platte 201 hat eine ausreichende Länge von etwa 1500 mm bis 4000 mm, um ein ordnungsgemäßes Ausrichten der geteilten Strohstränge sicherzustellen. Erhöhte Seitenkanten oder -wände 202 halten das geteilte Stroh während der Verarbeitung in der Vorrichtung 200. Die regellos orientierten, geteilten Strohstränge 203 werden am erhöhten Ende auf die Platte 201 aufgebracht. Die Vorrichtung 200 zum Orientieren zerteilten Strohs schwingt in Querrichtung. Die Querschwingung kann unter Verwendung eines Elektromotors und eines Exzenters realisiert werden. Die ausgerichteten, geteilten Strohstränge 204 verlassen die Vorrichtung 200 am unteren Ende und können einem Transportband oder einer anderen Einrichtung zum Beibehalten der Ausrichtung zugeführt werden.
Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung 200 zum Orientieren zerteilten Strohs. Die Platte 201 weist eine gewellte Oberfläche einer sinusartigen Gestalt mit einem Abstand 205 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rillen von etwa 25 mm bis 100 mm und eine Tiefe 206 der Rillen von etwa 20 mm bis 100 mm auf. Alternativ dazu können unterschiedliche Gestalten der wellenartigen Oberfläche ins Auge gefaßt werden, so zum Beispiel eine dreieckige Gestalt oder mit Nägeln versehene/aufrechte Wände. An der Platte 201 sind hochstehende Seitenkanten oder -wände 202 befestigt, um die geteilten Strohstränge in der Vorrichtung 200 zum Orientieren geteilten Strohs während des Ausrichtprozesses der geteilten Strohstränge zu halten.
Mit Bezug auf Fig. 14 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung 200 zum Orientieren geteilten Strohs gezeigt. Das regellos orientierte, geteilte Stroh 203 wird am erhöhten Ende auf der Platte 201 abgelegt. Aufgrund der Querschwingung der gewellten Oberfläche und der Gravitationswirkung sammeln sich die geteilten Strohstränge in den Rillen der gewellten Oberfläche an und werden dort durch die in Fig. 13 gezeigten Rillenwände 207 ausgerichtet. Das Schrägstellen der Platte 201 gewährleistet eine Bewegung der geteilten Strohstränge während des Ausrichtprozesses zum unteren Ende der Platte 201 durch die Gravitationswirkung.

Claims

1. Tafel, Platte oder Balken, umfassend: ein längliches Preßstroh-Material mit einer Vielzahl von Strängen, wobei mehrere Stränge weitgehend längsgeteilt sind, damit ein Bindemittel mit einigen der Innenseiten der Stränge in Kontakt treten kann; und ein Bindemittel zum Zusammenhalten des Strohs in Form einer festen Tafel, Platte oder eines Balkens.

2. Tafel, Platte oder Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der längsgeteilten Stränge in einer bestimmten Weise orientiert sind.

3. Tafel, Platte oder Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die meisten der Stränge im wesentlichen parallel orientiert sind.

4. Tafel, Platte oder Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Stränge zumindest teilweise entwachst sind.

5. Tafel, Platte oder Balken nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der meisten Strohstränge etwa 10 mm übersteigt.

6. Tafel, Platte oder Balken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strohstränge vor dem Orientieren der Stränge und vor dem Hinzufügen des Bindemittels längsgeteilt sind.

7. Tafel, Platte oder Balken nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Isocyanatharz ist.

8. Tafel, Platte oder Balken nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Strecken des Harzes ein Streckmittel zugegeben ist.

9. Tafel, Platte oder Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Preßstrohmaterial, welches mehrere weitgehend geteilte Stränge und ein Bindemittel zum Zusammenhalten des Strohs aufweist, einen Kern bildet und außerdem Außenschichten umfaßt, welche aus gepreßten Strängen eines ligninhaltigen Zellstoffs abgesehen von Stroh bestehen.

10. Verfahren zum Herstellen einer Tafel, Platte oder eines Balkens, umfassend die folgenden Schritte:

Vorsehen einer Vielzahl von Strohstücken,

Längsteilen der Strohstücke in separate Stränge unter Zugabe eines Bindemittels zu den Strohsträngen, und

Verpreßen der Strohstränge und Ermöglichen, daß sich das Bindemittel verfestigt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Teilens des Strohs umfaßt:

Passierenlassen der Strohstücke durch wenigstens zwei Scherwalzen mit Schneidkanten, wobei die beiden Walzen weitgehend unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten zum Vorsehen getrennter Längsstränge aufweisen.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt eines wenigstens teilweisen Entwachsens mehrerer Strohstücke eingeschlossen ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der meisten Strohstränge etwa 10 mm übersteigt.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strohstücke längsgeteilt in einzelne Stränge und derart orientiert werden, daß mehrere Stränge vor dem Zufügen des Bindemittels parallel orientiert sind.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Isocyanatharz ist.

16. Verfahren nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt einer Zugabe weiteren ligninhaltigen Zellstoffs abgesehen von Stroh zum Bilden von Außenschichten um das gepreßte Stroh mit umfaßt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zugefügten Außenschichten aus Holz bestehen.

18. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Harz ist und daß ferner der Schritt einer Zugabe eines Streckmittels zum Strecken des Harzes mit umfaßt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Orientieren des Strohs derart mit umfaßt wird, daß mehrere Stränge durch ein Plazieren des Strohs auf einem gewellten oder wellenartigen Träger und Rütteln des gewellten oder wellenartigen Trägers weitgehend parallel angeordnet werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der gewellte oder wellenartige Träger Schlitze hat, durch welche ausgerichtetes Stroh hindurch gelangen kann.

21. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Schneidkanten zwischen den zwei Walzen zum Herbeiführen einer Scherwirkung auf die hindurch gelangenden Strohstücke und zum Schaffen einzelner Längsstränge nicht parallel angeordnet sind.