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Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von Formlingen, Kuchen
oder Vliesen aus Spänen, Fasern oder ähnlichen Schüttgütern
Die Erfindung betrifft
Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung bezüglich Höhe, Dichte und Struktur
(Verflechtung, Verfilzung, Verschachtelung usw.) gleichmäßiger Formlinge, Kuchen
oder Vliese aus gegebenenfalls zuvor mit Bindemittel behafteten, von einem Förderband,
aus einem Bandsilo oder einer ähnlichen Zubringevorrichtung in unregelmäßiger Verteilung,
Dichte und Strukturbildung anfallenden Spänen, desintegrierten Fasern oder zu einer
entsprechenden Gefügebildung neigendem Schüttgut.
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Für die Güte der nach dem Trockenverfahren vornehmlich aus Holzspänen
und Bindemitteln aufgebauen Spanwerkstoffe und ähnlicher Gebilde ist neben den Eigenschaften
des Spangutes, der Bindekraft und gleichmäßigen Verteilung des Bindemittels auf
der Oberfläche der Späne oder Fasern die Gleichmäßigkeit des Gefüges, der Verflechtung
und Verschachtelung der Späne oder Fasern und die gleichmäßige Höhe und Dichte des
Formlings bestimmend, damit nach der Verpressung in Verbindung mit der Härtung des
Bindemittels einheitliche und hochwertige Platten oder sonstige Formkörper erzeugt
werden.
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Vornehmlich bei stark zur Verflechtung, Verschachtelung, Verfilmung
od. dgl. neigenden Spanarten, desintegrierten Fasern oder sich analog ver-
haltenden
Materialien ist es unerläßlich, daß diese für die Eigenschaften und Gütewerte des
Fertigfabrikates wesentlichen Erscheinungen im Werkstoff gleichmäßig und ohne lokale
Unterbrechungen auftreten. Die angestrebte, über die Länge und Breite der Formkörper
oder Vliese bezüglich Dichte, Höhe und Gefüge gleichmäßige Ausbildung der zur Verpressung
gelangenden Formkörper ist insbesondere bei Spänen, die vielleicht eigens für diesen
Zweck erzeugt werden, mitunter besonders schwer zu erreichen, da sie im Laufe der
Verarbeitung ineinander verknäueln, sich verflechten und das Eindringen und Einfiechten
neu hinzukommender Nachbar-Späne dadurch nahezu unmöglich machen, Insbesondere die
in den Fabrikationseinrichtungen immer benötigten Transportbänder, Vorratsbunker
oder sonstigen Transporteinrichtungen begünstigen dieses Zusammenballen, so daß
es mittels manueller oder sonstiger behelfsmäßiger Maßnahmen nicht möglich ist,
derartiges, auf endlose Bänder oder in Formkästen geschüttetes Material auf bzw.
in diesen Vorrichtungen gleichmäßig zu verteilen oder gar zu einer gleichmäßigen
Gefügeausbildung zu bringen.
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Die erstrebte, hinsichtlich Höhe, Dichte und Struktur gleichmäßige
Ausbildung von Formlingen, Kuchen oder Vliesen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß zunächst die in dem Gut vorhandenen Strukturbildungen durch eine an die Anlieferungsvorrichtung
(Förderband, Bandsilo, Abscheider) anschließende und das Gut aufnehmende Rechenwalze
oder Kratzenband aufgelöst werden, das Gut sodann, gegebenenfalls unter restloser
Auflösung eines etiwa noch vorhandenen Gefüges, in seine Einzelpartikel durch Abrutschen
über eine in Schwingung versetzte schräge Ebene, gegebenenfalls die einer Schwingschurre,
über die Breite einer Formungsvorrichtung (endloses Band, aneinander anschließende
Formkästen od. dgl.) gleichmäßig verteilt und in dieser Verteilung durch eine unter
der Überfallkante der schrägen Ebene angeordnete Wurfwalze über die Länge einer
unter der schrägen Ebene in oder entgegengesetzt der Wurfrichtung in gegebenenfalls
der vorgsehenen Schütthöhe des Formlings bzw. Vlieses angepaßter Geschwindigkeit
stetig weiterbewegten Formungsvorrichtung geworfen wird. Im Sinne der Erfindung
wird also zunächst der Gefügeverband auf Zuführungsvorrichtungen zwar ständig, aber
in der üblichen ungleichmäßigen Verteilung ankommender Späne, Fasern od. dgl. aufgelöst
und anschließend, gegebenenfalls unter Entwirrung etwa noch vorhandenerZusammenb,allungen
in Einzelpartikel über die Breite der endständigen Formung auseinandergezo gen,
wobei Ungleichmäßigkeiten der Materialzuführung in allen Richtungen des Spänestromes
ausgeglichen werden, worauf sie in Richtung des Materialstromes bzw. in Richtung
der Aufnahmevorrichtung horizontal oder nahezu horizontal geworfen werden, wobei
sie in verschiedenen Wurf- oder Fallkurven auf die Aufnahmevorrichtung (Formkasten,
Band od. dgl.) fallen und dabei sich unter Ausbildung eines gleichmäßigen Gefüges
ineinander verschachteln.
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Wenn bezüglich Höhe, Dichte und Struktur gleich mäßige Formlinge,
Kuchen oder Vliese aus gegebenenfalls zuvor mit Bindemittel behafteten, im aufgelockerten
Materialstrom aus pneumatischen Gutabscheidern (Zyklonen) oder das Gut in gleicher
Auflockerung abgebenden Vorrichtungen anfallenden Spänen, des integrierten Fasern
oder zu einer ähnlichen Gefügebildung neigenden Schüttgut hergestellt werden sollen,
so empfiehlt es sich, das Gut aus den Abscheidern od. dgl. gegebenenfalls ohne Behandlung
durch eine Rechenwalze auf eine in Schwingung versetzte schräge Ebene zu leiten
und dann in vorerwähntem Sinne weiterzubehandeln.
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Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nach obigem eine
Einrichtung geeignet, welche eine an der Abwurfstirnseite eines endlosen Bandes
angeordnete Rechenwalze oder ein entsprechend an einem Bandsilo angeordnetes Kratzenband,
eine an die Rechenwalze oder das Kratzenband anschließende Schwingschurre mit der
Überfallkante in der Breite des endständigen Formungs- oder Transportmitteils, eine
unter der Überfallkante der Schwingschurre angeordnete, mit Zinken, Stacheln od.
dgl. versehene Wurfwalze aufweist und bei welcher ein endloses Band, eine Formkastenreihe
oder ein entsprechendes, senkrecht zur Achse der Wurfwalze verlaufendes Formungs-
oder Transportmittel unter der Schwingschurre sowie Ummantelungen an Rechenwalze,
Kratzenband und/oder Wurfwalze vorgesehen sind.
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Eine solche Einrichtung umfaßt also eine einen bereits bestehenden
Span- od. dgl. Verband auflösende Vorrichtung, anschließend eine das Gut über die
Breite der endständigen Formung gleichmäßig verteilende Vorrichtung und hieran anschließend
eine das völl!ig au.fgelodr te und gleichmäßig verteilte Gut über die Länge der
Formung werfende Vorrichtung, die sich insbesondere dann bewährt, wenn, wie es in
den Erzeugungsstätten vielfach üblich ist, das Gut in ungleichmäßiger Verteilung
und heterogener Gefügebildung, beispielsweise auf einem Förderband, angeliefert
wird.
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Als bestehende, Gefügeverbände auflösende Vorrichtungen haben sich
im Rahmen der erfindungsgemäßen Einrichtungen Rechenwalzen und Kratzenbänder besonders.
bewährt, die das an der Abwurfstelle eines endlosen Bandes oder an der Entnahmestelle
eines Bandsilos anfallende Gut aufnehmen, es auflockern und das aufgelockerte Gut
auf die Verteilungsvorflelitung abgeben. Als solc;heVerteilungsvorrichtungen, die
etwa noch vorhandene Zusammenballungen auflösen, den Spänestrom auseinanderziehen
und sein Gefüge vergleichmäßigen, haben sich Schwingschurren, Schüttelrutschen oder
auch Schwingsiebe besonders bewährt, von denen, auf diese Weise eingesetzt, bei
entsprechender Breite der Überlaufkante ein gleichmäßiger Materialstrom von der
Breite der endständigen Formung abrieselt.
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Diese Schwingschurre, Schüttelrutsche od. dgl. gibt das völlig aufgelockerte
und nach allen Richtungen gleichmäßig ausgebreitete Gut an eine Wurfwalze ab. Diese
Wurfwalze ist wie eine Rechen- oder Stachelwalze ausgebildet; sie schleudert das
von der Schwingschurre in sie einfallende Gut etwa in der Horizontalen weg, damit
es in sich aus den verschiedenen Einflüssen und Umständen ergebenden Fall-
kurven
in die endständigen Formungsvorrichtungen (Formkästen, Fließband od. dgl.) einfällt,
die in Richtung der Längsachse der Schwingschurre bzw. quer zu derenUberfallkante
oder quer zurWurfwalze in geeignetem Abstand unter der Wurfwalze stetig weiterbewegt
werden. Selbst völlig gleichmäßige Späne oder entsprechendes Gut rieseln oder flattern
dann in der Bewegungsrichtung der endständigen Formungsorgane weit auseinandergezogen
auf diese ab und bilden in voller Breite dieser Formungsvorrichtungen einen stetigen
Materialstrom von in allen Richtungen größter Gleichmäßigkeit des Gefüges und der
Dichte. Die aus der Wurfbewegung abrieselnden Späne, Fasern od. dgl. Material verkreuzen,
verflechten oder verschachteln sich mit den zuvor auf dem Boden des Formungsorgans
angelangten in bester und überall gleichmäßiger Weise, so daß ein über die Breite
und Länge bezüglich Höhe, Dichte und Gefügeausbildung gleichmäßiger Formling resultiert,
der Voraussetzung ist für einen Werkstoff hoher Qualität.
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Zur betriebsfertigen Einrichtung gehören insbesondere an und in der
Umgebung der Rechenwalzen, Kratzenbänder, Wurfwalzen usw. die entsprechenden Ummantelungen
mit Aussparungen zur Aufnahme, Lenkung und Abgabe des Material stromes und gegebenenfalls
Leitbleche zur Verhinderung unerwünschter oder zur Lenkung nicht zu vermeidender
Luftströmungen.
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Die endständigen Formungsvorrichtungen werden in der Regel stetig
und in der Geschwindigkeit unter der Einrichtung vorbeibewegt, so daß in Verbindung
mit dem Materialdurchsatz durch die Einrichtung der Formling jeweils in der Höhe
resultiert, die für die gewünschte Stärke und Dichte des fertigen Werkstoffes erforderlich
ist.
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Der üblicherweise rechteckigen Fläche der Schwingschurre od. dgl.
kann auch die Form eines Trapezes gegeben werden, wenn z. B. der Materialeinlauf
in die Einrichtung im Verhältnis zur Breite des Formungsorgans in wesentlich geringerer
Breite erfolgt. Hält man die Bodenfläche im ganzen etwas breiter als die Breite
des endständigen Formungsorgans und verringert man diese Breite in der Nähe des
Auslaufes (Überfallkante) derart, daß die Überfallkante der Schwingschurre so lang
wie das Formungsorgan breit ist, so wird der Materialstrom an den beiden Enden der
tZberfallkante etwas verstärkt.
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Mittels dieser Maßnahme sind Werkstoffe mit verdichteten Rändern zu
erhalten. Die Anbringung von Wellen, Stolperleisten oder ähnlichen, den Materialstrom
schwach bremsenden Einrichtungen auf der Bodenfläche der Schwingschurre quer zur
Rieselrichtung trägt wesentlich zur Vergleichmäßigung des Materialstromes über die
Breite bei.
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Gelegentlich fallen die Späne, Fasern oder ähnliches Material in
einem gleichmäßigen und aufgelockerten Strom beispielsweise aus Späneabscheidern
oder aus kontinuierlich arbeitenden Trocknungs-oder Imprägniereinrichtungen oder
aus Vorratsbehältern mit kontinuierlicher und gleichmäßiger Entnahmemöglichkeit
an. In solchen Fällen erübrigt sich der Einsatz der obenerwähnten Rechenwalze oder
eines Kratzenbandes zur Auflockerung des ankommenden Spänestromes.
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Wenn Span- oder ähnliche Werkstoffe mit aus Material verschiedenen
Feinheitsgrades gefüllten bzw. verschiedenen gemusterten Außenflächen unter Benutzung
von Einrichtungen der vorerwähnten Art mit einem unter der Schwingschurre geführt;enTransportmittel
und einer dieses jenseits der Schwingschurre mit Schüttgut belegenden Wurfwalze
hergestellt werden sollen, so empfiehlt es sich, eine als Schwingsieb ausgebildete
Schwingschurre in die Einrichtung einzusetzen und so ein einen aussiebbaren Feinanteil
enthaltendes Gut zur Verarbeitung gelangen zu lassen.
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Wenn andererseits Span- oder ähnliche, aus zwei, drei oder mehreren
Schichten bestehende Werkstoffe unter Benutzung von Einrichtungen der vorerwähnten
Art und zwei, drei oder mehreren, über dem endständigen Formungs- oder Transportmittel
hintereinander angeordneten Einielaggregaten (5 chwingschurren mit Wurfwalze und
gegebenenfalls vorge ordneter Reehenwalze) 1hergestellt werden sollen, so ist das
Verfahren am iweckmäßigsten in der Weise durchzuführen, daß einzelne Aggregate mit
andersartigem Gut beschickt werden als die ihnen vor oder nachgeordneten, gegebenenfalls
endständigen Aggregate.
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Zur Herstellung von Span- oder entsprechenden Werkstoffen mit einer
aus gröberen; Einzelteilen aufgebauten Mittelschicht empfiehlt es sich, ein Gut
anzuwenden, welches neben spezifisch leichten Einzelteilen bzw. solchen mit im Verhältnis
zu ihrer Oberfläche geringem Gewicht spezifisch schwerere bzw. gröbere Einzelteile
enthält.
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Nachstehend werden einige beispielsweise Einrichtungen der erfindungsgemäßen
Art an Hand der Darstellungen im einzelnen noch näher erläutert.
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Bei der Ausbildung gemäß Fig.I wird das auf dem Anlieferungsband
I zugeführte Material von der Rechenwalze 2 erfaßt und aufgelockert auf die Schwingschurre
3 aufgegeben. Das über die Uberfallkante der Schwingschurre fallende Gut ergreift
die Wurfwalze 4, die es horizontal oder nahezu horizontal abwirft, so daß es in
mehr oder weniger weitem Bogen auf das Band 5 herabrieselt, auf dem das Vlies gebildet
wird.
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Bei der Ausbildung gemäß Fig. 2 wird das Schüttgut pneumatisch zugeführt
und im Späneabscheider 8 abgeschieden, aus dem es gleichmäßig aufgelockert herausfällt.
Die Rechenwalze 2 lockertl es weiter auf; auch die Schwingschurre 3 setzt diese
Auflockerung fort und verteilt das Material über die Breite des Formbandes 5, auf
das es durch die Wurfwalze 4 gleichmäßig verteilt abgeworfen wird. Wird die Schwingschurre
3 als Schwingsieb ausgebildet und enthält das Schüttgut einen aussiebbaren Feinanteil,
so gelangt der durch das Sieb getrennte Feinanteil des Schüttgutes zuunterst auf
das Band 5, unid man erhält somit einen Werkstoff mit einer entsprechend ausgebildeten
Außenschicht. Da das Schüttgut aus dem Abscheider bereits aufgelockert herauskommt,
kann die Rechenwalze 2 bei dieser Anordnung weggelassen werden. Durch eine an den
Auslaß des Al>
scheiders anscihließende, hin und her pendelnde
rohrartige Einrichtung kann das Schüttgut über die Breite der endständigen Formungseinrichtung
auf die Schwingschurre bereits gleichmäßig verteilt aufgelegt werden was für eine
gleichmäßige Schüttung der untersten Feinschicht bei einer Ausbildung der Schurre
als Schwingsieb wichtig ist.
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Bei der Ausbildung gemäß Fig. 3 erfaßt an der Abwurfstelle des Bandsilos
6 das Kratzenband 7 das Gut und gibt es gleichmäßig und aufgelockert an die nachfolgende
Schwingschurre 3 ab. Das Kratzenband übt damit die gleiche Funktion aus wie bei
einer Ausbildung nach Fig. I und 2 die Rechenwalze 2. Die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung
besteht aus beispielsweise drei hintereinandergeschalteten Schwingschurren 3a bis
3C, die das Gut über die Wurfwalzen 2,a bis ßc auf das Band 5 abgeben. Eine solche
aus zwei oder mehreren derartigen Aggregaten gebildete Einrichtung ist dann zu verwenden,
wenn für die Herstellung stärkerer Werkstoffe hohen Raumgewichtes besonders hohe
Formlinge zu bilden sind. Aus den Spanabscheidern 8a, 89 und 8C rieselt das aufgelockerte
Schüttmaterial direkt auf die Schwingschurren auf. Mittels der gezeigten Vorrichtungen
können bei Verwendung von drei Aggregaten triplierte Werkstoffe hergestellt werden.
wenn den mittelständigen Spanabscheidern ein anderes Gut zugeführt wird als den
endständigen Spanabscheidern.
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Die Spanabscheider können durch anderweitige materialzuführende oder
verteilende Vorrichtungen ersetzt werden. An solchen zuführenden Vorrichtungen können
erforderlichen1falls die geschilderten Rechenwalzen oder Kratzenbänder angeordnet
sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform von Einrichtungen der
erfindungsgemäßen Art wird in Fig. 5 gezeigt. Eine materialzuführende Vorrichtung
I gibt das Gut, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Verteilvorrichtung
undXoder einer oder zweier in der heschriehenen Weise wirkenden Auflockerungsvorrichtungen,
wie Rechenwalzen od. dgl., zu gleichen Teilen auf die stirnseitig gegeneinandergestellten
Schwingschurren 3d und 3e, von denen das Gut mittels der Wurfwalzen qd und J,e im
einander zugerichteten Wurf auf die Formungsvorrichtung 5 befördert wird. Zur Vermeidung
der Luftwirbel, die aus der einander entgegen gesetzten Wurfrichtung der Walzen
4d und ,j,e resultieren und eine ungleichmäßige Verteilung des Gutes über die Breite
des Bandes bzw. Formungsvorrichtung 5 bewirken könnten, sind in die vorteilhaft
nach ollen abgeschlossene Kammer, die im Raum zwischen den Wurfwalzen durch die
seitlichen Begrenzungsbleche Io gebildet wird, Leitbleche g eingebaut, die diesen
Raum in einzelne Längskammern unterteilen. Der Verlauf de1r unteren Kante dieser
Bleche ist gegebenenfalls so gehalten, daß die Bildung eines Vlieses auf einem Band
nicht hehindert wird bzw.
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Forinkästen unter den Leitblechen hindurchlewegt werden können.
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Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung kann ehenfalls zur Bildung besonders
hoher Formlinge und gegebenenfalls auch zur Herstellung geschichtgter NVerkstoffe
benutzt werden. Zur Anfertigung dieser Werkstoffe wird z. B. ein Spangut in die
Einrichtung eingeführt, das neben Spänen, die im Verhältnis zu ihrem Einzelgewicht
eine große Oberfläche haben, auch Späne enthält, die im Verhältnis zu ihrem Einzelgewicht
eine kleine Oberfläche besitzen. Die letzteren werden durch die beiden Wurfwalzen
weiter geworfen als die Späne mit verhäitni.sniäßig großer Oberfläche, die, von
den beiden Wurfwalzen abgeschleudert, bald zu Boden flattern und infolgedessen die
Außenschichten des im Aufbau befindlichen \ATerkstoffes bilden. Die drei Schichten
eines auf diese Weise hergestellten Werkstoffes sind nicht scharf voneinander getrennt,
sondern gehen über die Stärlte des Formlings allmählich 4aneinander über, sie sind
somit ausgezeichnet miteinander verschachtelt und verflochten.
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Die zu den Einrichtungen zugehörigen Ummantelungen sind in den Darstellungen
schematisch angedeutet. Ihre genaue Ausführung erfolgt in bekannter Weise entsprechend
den jeweiligen Gegebenheiten und den jeweils gewünschten Zwecken.
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Das in den Darstellungen unter 5 gezeigte endlose Band kann durch
stirnseitig aneinandergeschobene und entsprechend stetig weiterbewegte Formkästen,
Formbleche od. dgl. ersetzt werden.
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Fig. 6 zeigt schematisch den Boden (die Rutschfläche) des als Schwingschurre,
Schüttelrutsche, Schwingsieb od. dgl. ausgebildeten Gliedes der Einrichtung, und
zwar unter a in der allgemein üblichen rechteckigen Form und unter b in der bereits
erwähnten Trapezform. Zur Bildung von Werkstoffen mit verstärkten Rändern dienen
die uner c und d gezeigten Formen.
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Die Länge der Überfallkante des Gerätes ist in allen Fällen gleich
der Breite br des zu bildenden Formlings.
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In Fig. 7 wird im Längsschnitt einer Schwingschurre die Anordnung
von Querwe1llen, Stolperleisten od. dgl. gezeigt.