EP0339495A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Strangpressen bzw. Strangrohrpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln - Google Patents
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- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for extruding or extruding a mixture of small plant parts, in particular small wooden parts with binders, in which the mixture is compressed by the press ram of an extruder in a filling space and solidified in a curing channel.
- the mixture should be transferred in a felting state by means of an extended stroke of 400 to 800 mm and a feed speed of the extrusion die of 0.04 to 1.5 m / s, which should result in increased strength of the strand.
- the parts of the batch lie with one of their large areas parallel to the lower boundary wall of the filling chamber. During the compression process, they try to fold parallel to the end face of the extrusion die. However, a larger volume of the filling space would be necessary for this transfer.
- the closing slide which the filling space during the compression tightly closed, an increase in volume by evading parts of the batch in the filling space is not possible.
- the volume of the press ram becomes smaller and smaller until the final compression is achieved. As a result, the parts of the batch can only partially change their original position and become entangled when they are compressed. This happens regardless of the feed speed of the ram.
- the mixture of small plant parts does not behave like a liquid during compression, which evenly transmits the pressure on all sides, but rather is the pressure acting on the parallel boundary walls that delimit the filling space, as well as the compression, the weight and the specific weight of that with the
- the compression stroke of the extrusion die produced on the end face of the extrusion die is greatest and decreases towards the front end of the pressed extrusion part, which adjoins the extrusion part generated in the previous compression stroke.
- the lower compressed beginning of the next strand part follows the higher compressed end of a strand part produced with each press stroke.
- the invention has for its object to provide a method for the extrusion of a mixture of small plant parts with binders, the product obtained being as homogeneous as possible over the entire length and thus withstanding a higher load and thus load-bearing components such as beams can and can only be produced as much batch is compressed as is necessary to achieve the necessary strength.
- the limits of performance should be further developed so that at least twice, preferably a multiple, of output is achieved with the same product quality, and different strands can be produced on the same rail at the same time.
- the invention is based on the knowledge that the greater the difference in the compression of the strand parts at their ends or over their length, the smaller the breaking strength (bending strength) of a strand, and that the greater the difference in compression, the longer the compression stroke and thus the strand section generated.
- the angle of the wedge-shaped extension is determined by the profile of the strand, the length of the filling space and the size of the compression.
- part of the pressing force of the extrusion die is transferred to the boundary walls during compression.
- the part of the pressing force acting on the boundary walls is greatest at the end of the extrusion die and the least at the other end. Since the structure of the parts of the batch is largely preserved during compression, only a certain part of the parts of the batch want to avoid crosswise to the pressing direction. The material therefore does not flow through the smallest slits, as in metal extrusion, for example, when compacting.
- the invention shows that when the final compression of the extruded part generated with the press stroke, the force acting on the boundary surfaces of the filling space at any point, on a line, in the length of the extruded portion is equal or at least approximately is the same size.
- the compression, the weights and the specific weight are equally large.
- Another very special advantage of the invention lies in the possible length of the compression stroke as a function of the strand cross-sectional dimension. According to the invention, the length can be at least 10 times the smallest size of the strand cross-sectional dimension, i.e. it is only separated from the size of the strand cross-section. With a pallet block profile of 145 x 145 mm, e.g. a compression stroke length of 1,500 to 2,200 mm can be realized.
- Another advantage of the invention lies in the surface properties of the strand produced. Because about that The length of the strand section and thus the same compression prevails over the entire strand, there is also the same surface structure, the same degree of roughness, the same appearance and, for finishing the strand with veneers, useful woods or other load-bearing materials, an identical profile support. Percentage (DIN 4762).
- Another advantage of the invention results from the uniform compression over the length of the strand section produced with each press stroke.
- the needle extraction value is correspondingly uniform.
- Products with comparable strength can be produced with low compaction force and the use of materials, or products with higher quality or smaller dimensions that can be nailed without problems, since there are no or only very slight fluctuations in the nail extraction value.
- the final product produced e.g. As a result, pallets can be manufactured at higher quality or at lower cost. This also results in a lower weight.
- the invention is also based on the finding that moving partitions can divide the filling and compression space and the curing duct into at least two or more spaces or ducts in which two or more strands are produced.
- the invention is further based on the knowledge that the small parts, in particular small wooden parts with binders, during extrusion and extrusion tube pressing, if their structure is largely preserved, for example does not behave like metals that flow through the smallest slits and openings. As a result, it is possible to have even larger slits or gaps between the partition walls and the boundary walls of the filler without significantly impairing the surface. and press room as well as the curing channel.
- slots or gaps do not have to fulfill the condition of widening or narrowing in a wedge shape in the pressing direction, since otherwise the mixture contained therein would condense in such a way that the partition walls would jam. It has proven to be advantageous to design the dividing walls to be pointed in this way with tips lying outwards, so that the batch located in the slots or gaps can be led out of them.
- the invention is further based on the knowledge that any type of positive guidance of the partition walls brings with it problems that are difficult to solve by pinching small parts of the batch.
- the invention therefore teaches to dispense with such constrained guides and to use the strands themselves as longitudinal or vertical guides.
- the protection can follow both by the extrusion stamps and by guide elements located behind the filling opening, the closing slide exerting a transverse force on the partitions.
- the length of the partition walls is such that the static friction between the wall and the strand is greater than the pressing force, minus the frictional forces acting on the outer surfaces of the strand.
- the partition walls are made thinner in such a way that they do not generate significant friction with the strands, but the heat from the partitions with as little as possible Transfer gap losses into the strands. From this length, the internal dimensional stability of the strands in the hardening channel is so great that the glue rest is retained for the final setting, despite the press file.
- the partitions are connected to one another at their rear end with connecting elements and / or a crossmember and, by means of a common lifting device, preferably hydraulic cylinders, are braked against running along with the compressed strands and withdrawn against the pressing direction, so that they fulfill the object set by the invention.
- a common lifting device preferably hydraulic cylinders
- the invention is not limited to the extrusion of full strands, but also teaches the extrusion of hollow strands over standing and / or moving mandrels.
- extrusion tube pressing with standing mandrels which is particularly suitable for shorter and / or thinner mandrels, these are fastened with the stroke generators associated behind and between the partition walls. These standing thorns can of course be heated.
- extrusion tube presses with moving mandrels these can be fastened in a simple manner with connecting elements to the crossbars connecting the partition walls with the associated lift generators.
- this method is only suitable for mandrels up to a certain length and size of the cross section because otherwise, since the mandrels are retracted into their starting length together with the partition walls after the extrusions have been pressed out, the retraction force is greater than the pressing force of the extrusion dies. Since these secure the strands against retraction against the pressing direction when retracting the partitions and mandrels, the would with this press stroke formed strand parts are post-compressed.
- the invention teaches to connect all mandrels with connecting elements via a crossbar to an elevator, preferably hydraulic cylinders. This allows the mandrels and the partitions to completely or partially secure the strand against retraction and to be retracted separately into their starting position. Post-compression of the extruded parts produced with the press stroke does not take place since the respective retraction force of the mandrels or partition walls is less than the press force of the press dies belonging to the extrudates.
- the mandrels can also have other tasks which do not allow them to be pulled back together into their starting position.
- the invention teaches to connect each individual mandrel or the mandrels of each strand to a single stroke generator, preferably hydraulic cylinders, and to let them brake or control them.
- the invention can be combined with closing slides, curing channels and filling and pressing rooms.
- Other advantages in terms of product quality result from devices which do not provide a closing slide, since considerably less material escapes back into the filling space during compression. With such devices, this effect can be further increased by letting the partitions and, if present, the mandrels run at a certain speed from the start of the press, which is usually lower than that of the press ram.
- Another advantage of the invention is that strands with different cross sections can be extruded and extruded tubes simultaneously on one device.
- the mixture of small plant parts reaches a filling chamber 1 into a filling chamber 2, the inlet opening of which is closed by a closing slide 3 during the compression process.
- the passage opening 4 of the closing slide 3 which can be moved back and forth by the lifting device 5, is above the inlet opening of the filling chamber 2 and allows the batch to fall through from the filling shaft 1 into the filling chamber 2.
- the cross section of the filling chamber 2 widens with the angle 6 from the size 7 of the extrusion-side end 8 to the size 9 of the hardening channel end 10.
- the parts of the batch located at the end 8 of the extrusion die can, however, deviate transversely to the direction by the amount of the wedge-shaped extension, that is to say the dimensional difference between the size 7 of the end 8 of the extrusion die and the size 9 of the end 10 on the hardening channel side.
- the parts of the batch located between the ends 8 and 10 can, however, move transversely to the pressing direction according to their position in the filling space 2.
- the part of the compression pressure acting transversely to the extrusion direction through the extrusion die 11 on the batch at any point, on a line lying in the pressing direction of the strand section produced with the compression stroke is the same or approximately the same size, since the parts of the In accordance with their position in the filling chamber 2, the compression pressure can partially evade.
- the compression length 12 can be at least 10 times the smallest strand cross-sectional dimension (equal to the size 9 of the hardening channel end 10), but is only limited by the size of the strand cross-section.
- the walls of the curing channel 13 can widen or narrow in relation to one another in a wedge-shaped or step-like manner or can be executed in parallel, depending on the embodiment. Extensions or narrowing along non-straight lines can also be carried out as required.
- the strands are approximately the same size.
- the press rams 17, 17 'and 17' which are connected via the cross member 18 with the stroke generators 19 and 19 '.
- the partitions 20 and 20 ' which are connected by connecting elements 21 and 21' via the crossmember 22 to the lift generators 23 and 23 '.
- the press rams 17, 17 'and 17 ⁇ move forward until the batch located in the filling and pressing chamber 14 has adjusted to its final compression.
- the amount of compression, weights and specific Weight is determined by the friction between the strands 16, 16 'and 16' and the partitions 20 and 20 'and the mandrels 24, 24' and 24 'on the pressure in the stroke generators 23 and 23' and 27 and 27 '.
- these selectable, adjustable and reproducible pressures are reached - they can be the same or different - the pressure medium is discharged via the valves belonging to the stroke generators and the partitions and the mandrels run along with the strands in the pressing direction.
- the strand part generated with the press stroke Upon reaching the final compression, the strand part generated with the press stroke, these are connected to their strands 16, 16 'and 16 ⁇ and are pressed. While the ram 17, 17 'and 17 ⁇ are in their front end position, the mandrels and then the partitions or vice versa the partitions and then the mandrels are returned to their starting position.
- a three-strand extrusion device is selected.
- the filling and pressing chamber 34 through which the partitions 20 and 20 'to the mandrels 24, 24' and 24 ⁇ pass, is filled by a device for filling extruders and extrusion presses and closed during compression and squeezing.
- a five-strand extrusion device is selected.
- the filling and pressing space 34 is hereby filled by a device for filling extrusion and extrusion tube presses, and closed during the compression and extrusion.
- the particular advantage in this exemplary embodiment lies in the short length of the filling and closing movement of the stroke generator 38 driving the closing slide 37. The more and / or wider strands are produced on one device, the greater this advantage in relation to the output.
- the invention is not limited to the illustrated exemplary embodiments and combinations with filling devices and pressing and filling rooms. Rather, it is advantageously compressible in all known devices of this type.
- the invention has very particular advantages in terms of output and production quality in processes which do not provide any closing slides, since less material escapes back into the inlet shaft during compression and pressing. With such devices, this effect can be further increased by letting the partitions and, if available, the mandrels run from the start of the press at a speed that is usually lower than the press rams.
- strands with the same or different cross sections can be stranded simultaneously on one device pressed and / or extruded with one or more mandrels per strand.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strangpressen oder Strangrohrpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen mit Bindemitteln, bei dem das Gemenge durch den Preßstempel einer Strangpresse in einem Füllraum verdichtet und in einem Aushärtekanal verfestigt wird.
- Etwa gleichzeitig mit dem Einschicht-Spannplattenpressen setzt auch die Entwicklung von Strangpressen für Span platten oder ähnlichen Erzeugnissen ein. Diese Vorrichtungen erlangten jedoch keine besondere Bedeutung, da weder die Verdichtung noch die Befüllung befriedigend gesteuert werden konnte.
- Durch die DE-PS 27 14 256 und deren Weiterentwicklungen wurden in der Praxis Vorrichtungen eingeführt, durch die brauchbare, aber noch befriedigende Produkte, insbesondere Klötze für die Palettenfertigung erzeugt werden können. Die Forderung nach mehrsträngigen Pressen stellte sich hierbei nicht, da diese Vorrichtungen hinsichtlich des Ausstoßes noch weiter entwicklungsfähig waren.
- Eine weitere Lehre ist der DE-PS 29 32 406 zu entnehmen. Nach dieser Lehre soll durch einen verlängerten Hub von 400 bis 800 mm und bei einer Vorschubgeschwindigkeit des Strangpreßstempels von 0,04 bis 1,5 m/s das Gemenge in einem Verfilzungszustand überführt werden, der eine erhöhte Festigkeit des Stranges ergeben soll.
- Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verfilzung der Teile des Gemenges nicht durch die Länge des Verdichtungshubes des Strangpreßstempels und nicht durch die Geschwindigkeit des Strangpreßstempels erreicht wird, sondern ausschließlich durch einen den Füllraum während des Verdichtens abschließenden Schließschieber.
- Beim Befüllen des Füllraumes legen sich die Teile des Gemenges mit einer ihrer großen Fläche parallel zur unteren Begrenzungswand des Füllraumes. Während des Verdichtens versuchen sie sich parallel zur Stirnfläche des Strangpreßstempels umzulegen. Zu diesem Umlegen wäre jedoch ein größeres Volumen des Füllraumes notwendig. Durch den Schließschieber, der den Füllraum während des Verdich tens verschließt, ist eine Volumensvergrößerung durch Ausweichen von Teilen des Gemenges in den Füllraum nicht möglich. Zudem wird das Volumen durch das Verfahren des Preßstempels immer geringer, bis die endgültige Verdichtung erreicht wird. Die Teile des Gemenges können ihre ursprüngliche Lage dadurch nur teilweise verändern, und verfilzen sich bei der Verdichtung ineinander. Dies geschieht unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit des Preßstempels. Das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen verhält sich beim Verdichten nicht wie eine Flüssigkeit, die den Druck nach allen Seiten gleichmässig weiterleitet, sondern vielmehr ist der auf die den Füllraum begrenzenden, parallelen Begrenzungswände wirkende Druck sowie die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht des mit dem Verdichtungshub des Strangpreßstempels erzeugten Strangteiles an der Stirnfläche des Strangpreßstempels am größten und nimmt zum vorderen Ende des verpreßten Strangteiles, welches sich an das im vorhergehenden Verdichtungshub erzeugten Strangteil anschließt, hin ab. Im Strang schließt sich damit an das höher verdichtete Ende eines mit jedem Preßhub erzeugten Strangteiles der niedriger verdichtete Anfang des nächsten Strangteiles an.
- Je länger der Verdichtungshub des Strangpreßstempels und damit das erzeugte Strangteil, desto größer ist der Unterschied der Wichte des spezifischen Gewichtes und die Verdichtung zwischen den Verbindungsflächen der Strangteile. In extremer Länge ist das pressenseitige Ende des Strangteiles so stark verdichtet, daß die Struktur der Kleinteile des Gemenges zerstört wird, ohne daß das andere Ende überhaupt verdichtet ist.
- Je größer der Unterschied der Verdichtung über die Länge des Strangteiles ist, desto geringer ist die Festigkeit und die Belastbarkeit des Stranges. Dem Versuch diesem Nachteil durch ein Profilieren der Stirnfläche zu beseitigen und die Strangteile gleichsam zu verzapfen, ist nur ein sehr geringer Erfolg beschieden, da die Bruchstelle dann nach der profilierten Zone bzw. nach der Verzapfung lag. Vorderkantenstränge können deshalb nicht als tragende Baulemente eingesetzt werden.
- Im Holzzentralblatt Stuttgart 45, Seite 650 vom 13.04.1988 ist aufgeschrieben, daß um den Sollwert des Nagelausziehwiderstandes bspw. von 5,5 kN bei Palettenklötze sicherzustellen, eine viel höhere mittlere Verdichtung, Preßkraft und ein größerer Materialeinsatz erforderlich ist. Aus dem Diagramm der oben genannten Quelle ergeben sich Nagelausziehwerte von 5,5 bis 9,6 kN bei laufender Fertigung. Da Verdichtung, Preßkraft, Materialeinsatz und Nagelausziehwert zueinander in einem bestimmten Verhältnis stehen, ergibt sich ein zu hoher Energie- und Materialeinsatz. Weiter bedingt dieses Verfahren entsprechend stärker dimensionierte Strangpressen und Verarbeitungsmaschinen z.B. Nagelmaschinen für die erzeugten Palettenklötze.
- Höherwertige Produkte können nicht erzeugt werden, da dadurch ein zu großer Oberwert des Nagelausziehwiderstandes und damit auch ein zu großer Nagelwiderstand entsteht, der die Herstellung hochwertiger Produkte verhindert, da das Produkt nicht mehr nagelbar ist.
- Mit der Erfindung wird die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln zu schaffen, wobei das erhaltene Produkt über die gesamte Länge möglichst homogen ist und dadurch eine höhere Belastung aushält und somit tragende Bauteile wie Balken hergestellt werden können und nur soviel Gemenge verdichtet wird, wie zum Erreichen der notwendigen Festigkeit erforderlich ist. Darüberhinaus sollen die Grenzen der Leistungsfähigkeit so weiter entwickelt werden, daß zumindest der doppelte, vorzugsweise ein vielfaches an Ausstoß bei gleicher Produktqualität erreicht wird und auf ein und derselben Schiene gleichzeitig verschiedene Stränge hergestellt werden können.
- Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Bruchfestigkeit (Biegefestigkeit) eines Stranges um so kleiner ist, je größer der Unterschied der Verdichtung der Strangteile an ihren Enden bzw. über ihre Länge ist, und daß der Unterschied der Verdichtung um so größer ist, je länger der Verdichtungshub und damit das erzeugte Strangteilstück ist.
- Der Winkel der keilförmigen Erweiterung wird durch das Profil des Stranges, der Länge des Füllraumes und die Größe der Verdichtung bestimmt. Bei parallelen Begrenzungswänden wird ein Teil der Preßkraft des strangpreßstempels beim Verdichten auf die Begrenzungswände übertragen. Der auf die Begrenzungswände wirkende Teil der Preßkraft ist am strangpreßstempel-seitigem Ende am größten und am anderen Ende am geringsten. Da beim Verdichten die Struktur der Teile des Gemenges weitestgehend erhalten bleibt, wollen die Teile des Gemenges nur zu einem bestimmten Teil quer zur Preßrichtung ausweichen. Der Werkstoff fließt also nicht wie bspw. beim Metallstrangpressen, beim Verdichten durch kleinste Schlitze hindurch.
- Wird der Füllraum sich keilförmig erweiternd ausgebildet, können die Teile des Gemenges am aushärtekanalseitigem Ende nicht nach außen ausweichen, die Teile des Gemenges am strangpreßseitigem Ende jedoch um den Betrag der keilförmigen Erweiterung ausweichen. Bei einem entsprechenden Winkel der keilförmigen Erweiterung ergibt sich erfindungsgemäß, daß beim Erreichen der endgültigen Verdichtung des mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles, die auf die Begrenzungsflächen des Füllraumes wirkende Kraft an jedem beliebigen Punkt, auf einer Linie, in der Länge des Strangteilstückes gleich oder wenigstens annähernd gleich groß ist. Entsprechend gleich groß ist auch die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht.
- Mit der Erfindung wird eine wesentlich höhere Bruchfestigkeit (Biegefestigkeit) des Stranges als bei allen anderen vorbekannten Erzeugnissen erreicht. Ein weiterer ganz besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der möglichen Länge des Verdichtungshubes in Abhängigkeit vom Strangquerschnittsmaß. Nach der Erfindung kann die Länge mindestens das 10-fache der kleinsten Größe des Strangquerschnittmaßes betragen, d.h. sie wird nur von der Größe des Strangquerschnittes getrennt. Bei einem Palettenklotzprofil von 145 x 145 mm kann z.B. eine Länge des Verdichtunghubes von 1.500 bis 2.200 mm realisiert werden.
- Da die Zeit des Befüllens des Füllraumes unabhängig von der Länge des Füllraumes konstant bleibt, erhöht sich der Ausstoß der Strangpreßvorrichtung je Zeiteinheit bei gleicher Verdichtungsgeschwindigkeit des Strangpreßstempels. Je länger der Verdichtungshub ausgeführt werden kann, desto wirtschaftlicher arbeitet die Strangpreßvorrichtung. Es wird mit der Erfindung also ein ganz beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteil erreicht.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Oberflächenbeschaffenheit des erzeugten Stranges. Da über die Länge des Strangteilstückes und damit über dem gesamten Strang eine gleiche Verdichtung vorherrscht, ergibt sich auch eine gleiche Oberflächenstruktur, ein gleicher Rauhigkeitsgrad, ein gleiches Aussehen und für das Veredeln des Stranges mit Furnieren, Nutzhölzern oder anderen tragfähigen Stoffen von wesentlicher Bedeutung, ein gleicher Profiltrag-Anteil (DIN 4762).
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der, über die Länge gleichmässigen Verdichtung des mit jedem Preßhub erzeugten Strangteilstückes. Entsprechend gleichmässig ist auch der Nadelausziehwert. Es können mit geringer Verdichtungskraft und Materialeinsatz Produkte mit vergleichbarer Festigkeit erzeugt werden oder entsprechend höherwertige oder in der Dimensionierung kleinere Produkte, die ohne Probleme nagelbar sind, da keine oder nur sehr geringe Schwankungen im Nagelausziehwert auftreten. Das erzeugte Endprodukt z.B. Paletten sind dadurch höherwertiger oder kostengünstiger herstellbar. Weiterhin ergibt sich daraus ein geringeres Gewicht.
- Die Erfindung geht ferner von der Erkenntnis aus, daß mitlaufende Trennwände den Füll- und Verdichtungsraum sowie den Aushärtekanal in mindestens zwei oder mehrere Räume bzw. Kanäle unterteilen können, in denen zwei oder mehrere Stränge erzeugt werden. Weiter geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß sich die Kleinteile insbesondere Holzkleinteile mit Bindemitteln beim Strang- und Strangrohrpressen, wenn ihre Struktur weitestgehend erhalten bleibt, bspw. nicht wie Metalle verhalten, die durch kleinste Schlitze und Öffnung hindurchfließen. Dadurch ist es ohne eine wesentliche Beeinträchtigung der Oberfläche möglich auch durchaus größere Schlitze oder Spalten zwischen den Trennwänden und den Begrenzungswänden des Füll- und Preßraumes sowie des Aushärtekanals zu belassen. Diese Schlitze oder Spalten müssen die Bedingung erfüllen sich nicht in Preßrichtung keilförmig zu erweitern oder zu verengen, da sich sonst das darin befindliche Gemenge dergestalt verdichten würde, daß die Trennwände klemmen würden. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Trennwände dergestalt spitz mit nach außen liegenden Spitzen auszubilden, so daß sich das in den Schlitzen oder Spalten befindliche Gemenge aus diesen herausführen lässt.
- Weiter geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß jede Art der Zwangsführung der Trennwände nur schwer lösbare Probleme durch das Einklemmen von Kleinstteilen des Gemenges mit sich bringt. Die Erfindung lehrt deshalb auf derartige Zwangsführungen zu verzichten und die Stränge selbst als Längs- oder Höhenführung zu verwenden. Gegen ein Durchbiegen der Trennwände, während des Befüllens des Füll- und Preßraumes, kann die Absicherung sowohl durch die Strangpreßstempel als auch durch hinter der Einfüllöffnung liegende Führungselemente folgen, wobei der Schließschieber dabei eine Querkraft auf die Trennwände ausübt.
- In ihrer Länge werden die Trennwände so ausgeführt, daß die Haftreibung zwischen Wand und Strang größer ist als die Preßkraft, abzüglich der auf der Außenflächen des Stranges wirkenden Reibkräften. Sobald diese Bedingung erfüllt ist und durch die Länge der Trennwände ein Grad der inneren Formstabilität und Abbindung des Bindemittels erreicht ist, in dem eine Absicherung der Stränge gegen ein Aufquellen nicht mehr notwendig ist, werden die Trennwände in der Dicke dergestalt dünner gefertigt, daß sie keine nennenswerte Reibung mit den Strängen mehr erzeugen, aber die Wärme aus den Trennwänden mit möglichst geringen Spaltverlusten in die Stränge übertragen. Auch ist ab dieser Länge im Aushärtekanal die innere Formstabilität der Stränge so groß, daß die Leimruhe zur endgültigen Abbindung, trotz der Preßakte, erhalten bleibt.
- Die Trennwände werden mit Verbindungselementen und/oder einer Traverse miteinander an ihren hinteren Ende verbunden und durch einen gemeinsamen Huberzeuger vorzugsweise Hydraulikzylinder dergestalt gegen ein Mitlaufen mit den verdichteten Strängen gebremst und gegen die Preßrichtung zurückgezogen, so daß sie die durch die Erfindung gestellte Aufgabe erfüllen.
- Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das Strangpressen von Vollsträngen, sondern lehrt auch das Strangrohrpressen von Hohlsträngen über stehende und/oder mitlaufende Dornen. Beim Strangrohrpressen mit stehenden Dornen, was insbesondere für kürzere und/oder dünnere Dorne in Betracht kommt, sind diese mit den hinter und zwischen den Trennwänden zugehörigen Huberzeugern befestigt. Diese stehenden Dornen können selbstverständlich beheizt werden.
- Beim Strangrohrpressen mit mitlaufenden Dornen können diese in einfacher Weise mit Verbindungselementen an die, die Trennwände mit den zugehörigen Huberzeugern verbindende Traversen befestigt werden. Dieses Verfahren eignet sich allerdings nur für Dorne bis zu einer bestimmten Länge und Größe des Querschnittes da ansonsten, da die Dorne gemeinsam mit den Trennwänden nach dem Auspressen der Stränge in ihre Ausgangslange zurückzugezogen werden, die Rückzugskraft größer ist, als die Preßkraft der Strangpreßstempel. Da diese die Stränge gegen ein Zurückziehen gegen die Preßrichtung beim Zurückziehen der Trennwände und Dorne sichern, würden die mit diesem Preßhub gebildeten Strangteile nachverdichtet werden.
- Für Dorne, die dies betrifft, lehrt die Erfindung, alle Dorne mit Verbindungselementen über eine Traverse mit einem Huberzeuger, vorzugsweise Hydraulikzylinder, zu verbinden. Damit können die Dorne und die Trennwände den Strang gegenseitig ganz oder teilweise gegen ein Zurückziehen sichern und separat in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen werden. Eine Nachverdichtung der mit dem Preßhub erzeugten Strangteile erfolgt nicht, da die jeweilige Rückzugskraft der Dorne oder Trennwände geringer ist, als die Preßkraft der den Strängen zugehörenden Preßstempeln.
- Neben der Bildung von Hohlräumen und dem Eintragen von Wärme in den Strang, können die Dorne auch andere Aufgaben haben, die gemeinsames Zurückziehen in ihre Ausgangsstellung nicht gestatten. Für die Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, jeden einzelnen Dorn oder die Dorne eines jeden Stranges mit einem einzelnen Huberzeuger vorzugsweise Hydraulikzylinder zu verbinden, und vom diesem bremsen bzw. steuern zu lassen.
- Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.
- Der oder die Huberzeuger, vorzugsweise Hydraulikzylinder, die mit den Dornen verbunden sind, haben die gleichen Aufgaben, wie die Huberzeuger für die Trennwände und werden sinngemäß gewegt, zurückgezogen und gesteuert.
- Die Erfindung ist mit Schließschiebern, Aushärtekanälen und Füll- und Preßräumen kombinierbar. Andere Vorteile in der Produktqualtität ergeben sich bei Vorrichtungen, die keinen Schließschieber vorsehen, da beim Verdichten wesentlich weniger Material zurück in den Füllraum ausweicht. Bei derartigen Vorrichtungen kann dieser Effekt weiter gesteigert werden, daß man die Trennwände und soweit vorhanden die Dorne, vom Preßbeginn an, einer gewissen Geschwindigkeit, die meist geringer ist, als die der Preßstempel, mitlaufen lässt. Ein weiterer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß gleichzeitig auf einer Vorrichtung Stränge mit unterschiedlichen Querschnitten sowohl strang- als auch Strangrohrgepreßt werden können.
- Einzelheiten sind in den Zeichnungen bspw. und schematisch dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung.
- Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie I-I gemäß Fig. 1
- Fig. 3 einen Längsschnit durch eine Strangrohrpreßvorrichtung auf der Linie I-I gemäß Fig. 6
- Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Strangrohrpreßvorrichtung auf der Linie I-I gemäß Fig. 6
- Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Strangrohrpreßvorrichtung auf der Linie I-I gemäß Fig. 6
- Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Strangrohrpreßvorrichtung im Füll- und Preßraum
- Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Strangrohrpreßvorrichtung im Füll- und Preßraum
- Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Strangrohrpreßvorrichtung in den Füll- und Preßraum.
- Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gelangt das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen aus einem Einfüllschacht 1 in einen Füllraum 2, dessen Einrittsöffnung während des Verdichtungsvorganges durch einen Schließschieber 3 verschlossen ist. Beim Befüllen steht die Durchtrittsöffnung 4 des durch die Hubeinrichtung 5 hin und her beweglichen Schließschiebers 3 über der Eintrittsöffnung des Füllraumes 2 und erlaubt, das Durchfallen des Gemenges aus dem Einfüllschacht 1 in den Füllraum 2.
- Der Querschnitt des Füllraumes 2 erweitert sich mit dem Winkel 6 von der Größe 7 des strangpreßseitigen Endes 8 auf die Größe 9 des aushärtekanalseitigen Endes 10. Beim Verdichten durch den Preßstempel 11 können die Teile des Gemenges, die sich am aushärtekanalseitigen Ende 10 befinden nicht quer zur Preßrichtung ausweichen.
- Die sich am strangpreßstempelseitigem Ende 8 gefindenden Teile des Gemenges können jedoch um das Maß der keilförmigen Erweiterung, also der Maßdifferenz zwischen der Größe 7 des strangpreßstempelseitigen Endes 8 und der Größe 9 des aushärtekanalseitigen Endes 10, quer zur Richtung ausweichen. Die sich zwischen den Enden 8 und 10 befindenden Teile des Gemenges können jedoch nach ihrer Lage in den Füllraum 2 quer zur Preßrichtung ausweichen.
- Bei der entsprechenden Größe des Winkels 8 ist der quer zur Strangpreßrichtung wirkende Teil des Verdichtungsdruckes durch den Strangpreßstempel 11 auf das Gemenge an jedem beliebigen Punkt, auf einer in Preßrichtung liegenden Linie des mit dem Verdichtungshub erzeugten Strangteilstückes gleich oder annähernd gleich groß, da die Teile des Gemenges entsprechend ihrer Lage im Füllraum 2 den Verdichtungsdruck teilweise ausweichen können.
- Die Verdichtungslänge 12 kann dabei das mindestens 10-fache des kleinsten Strangquerschnittmaßes (gleich der Größe 9 des aushärtekanalseitigen Endes 10) betragen, ist aber nur durch die Größe des Strangquerschnittes begrenzt.
- Die Wände des Aushärtekanals 13 können sich je nach Ausführungsart zueinander keilförmig oder stufenförmig erweitern oder verengen oder parallel ausgeführt werden. Auch Erweiterungen oder Verengungen entlang von nicht geraden Linien können bedarfsentsprechend ausgeführt werden.
- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3, einem Längsschnitt durch eine 3-strängige Strangroßpreßvorrichtung, schließen sich an den Füll- und Preßraum 14 die Aushärtekanäle 15 mit den darin sich befindlichen Strängen 16, 16′ und 16˝ an.
- In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stränge etwa gleich groß. In ihrer Ausgangsstellung sind dargestellt:
- die Preßstempel 17, 17′ und 17˝, die über die Traverse 18 mit den Huberzeugern 19 und 19′ verbunden sind.
- die Trennwände 20 und 20′, die durch Verbindungselemente 21 und 21′ über die Traverse 22 mit den Huberzeugern 23 und 23′ verbunden sind.
- die Dorne 24, 24′ und 24˝, die Verbindungselemente 25, 25′ und 25˝, die über die Dorntraverse 26 mit dem Huberzeugern 27 und 27′ verbunden sind. - Beim Preßhub fahren die Preßstempel 17, 17′ und 17˝ soweit vor bis das sich in Füll- und Preßraum 14 befindliche Gemenge auf seine endgültige Verdichtung eingestellt hat. Die Höhe der Verdichtung, der Wichte und des spezifischen Gewichtes wird durch die Reibung zwischen den Strängen 16, 16′ und 16˝ und den Trennwänden 20 und 20′ und den Dornen 24, 24′ und 24˝ über den Druck in den Huberzeugern 23 und 23′ und 27 und 27′bestimmt. Bei Erreichen dieser wählbaren, einstellbaren und mit jedem Rohr reproduzierbaren Drücke -sie können gleich oder verschieden sein - wird das Druckmedium über den Huberzeugern zugehörige Ventile abgelassen und die Trennwände und die Dorne laufen mit den Strängen in Preßrichtung mit. Mit dem Erreichen der endgültigen Verdichtung, der mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles sind diese mit ihren Strängen 16, 16′ und 16˝ verbunden und werden ausgepresst. Während die Preßstempel 17, 17′ und 17˝ in ihrer vorderen Endlage stehen, werden die Dorne und anschließend die Trennwände oder umgekehrt die Trennwände und anschließend die Dorne in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren.
- Beim Zurückziehen der Dorne 24, 24′ und 24˝ sichern die Preßstempel 17, 17′ und 17˝ und die Trennwände 20 und 20′ beim Zurückziehen der Trennwände 20 und 20′, sichern die Preßstempel 17, 17′und 17˝ und die Dorne 24, 24′ und 24˝ die Stränge 16, 16′und 16˝ gegen ein Zurückziehen gegen die Preßrichtung ab und verhindern ein Nachverdichten der mit dem Preßhub erzeugten Strangteile. Bei entsprechend kleinen und/oder kurzen Dornen 24, 24′ und 24˝ kann das Zurückziehen in ihre Ausgangsstellung gemeinsam mit den Trennwänden 20 und 20′ erfolgen. Die Dorne und die Trennwände sind, wenn dies möglich ist, beheizt. Die Beheizung kann elektrisch durch Wärmeträgeröl und durch Dampf erfolgen.
- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die Dorne 28, 28′ und 28˝ durch die Verbindungselemente 29 über die Traverse 30 gemeinsam mit den Trennwänden 20 und 20′ mit den Huber zeugern 31 und 31′ verbunden. Das Mitlaufen und Zurückziehen der Dorne 28, 28′ und 28˝ erfolgt gemeinsam mit den Trennwänden 20 und 20′. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für kürzere und/oder Dorne mit kleineren Querschnitten.
- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5., das vorzugsweise dann gewählt wird, wenn die Dorne 32, 32′ und 32˝ weitere Aufgaben zu erfüllen haben als die Bildung von Hohlräumen, das Eintragen von Wärme in die Stränge 16, 16′ und 16˝ und die Steuerung der Verdichtung. Die Steuerung und der Rückzug der Dorne erfolgt hierbei über den im jeweiligen Dorn zugeordneten Huberzeuger 33, 33′ oder 33˝.
- Bei entsprechenden Profilen, bei Hohlsträngen ist es selbstverständlich möglich, daß die Steuerung der Verdichtung, der Wichte und des spezifischen Gewichtes alleine über die Dorne oder die Trennwände erfolgt. Bei einer Steuerung mit den Dornen laufen die Trennwände unter einer Steuerung mit den Trennwänden, laufen die Dorne ohne eine durch die zugeordneten Huberzeuger erzeugte gegen die Preßrichtung erzeugte wirkende Kraft mit den Strängen mit. Der Rückzug erfolgt gemäß den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4.
- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist eine dreisträngige Strangrohrpreßvorrichtung gewählt. Der Füll- und Preßraum 34 durch die die Trennwände 20 und 20′ an die Dorne 24, 24′ und 24˝ hindurchfahren, wird hierbei durch eine Vorrichtung zum Befüllen von Strang und Strangrohrpressen befüllt und während des Verdichtens und Auspressens verschlossen.
- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist ebenfalls eine drei strängige Strangrohrpreßvorrichtung gewählt. Der Füll-und Preßraum 14 durch den die Trennwände 20 und 20′ und die Dorne 24, 24′ und 24˝ hindurchragen, wird hierbei durch eine Vorrichtung zum Befüllen von Strang- und Strangrohrpressen 35 befüllt und während des Verdichtens und Auspressens verschlossen.
- Im Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist eine fünfsträngige Strangpreßvorrichtung gewählt. Der Füll- und Preßraum 34 wird hierbei durch eine Vorrichtung zum Befüllen von Strang- und Strangrohrpressen gefüllt, und während des Verdichtens und Auspressens verschlossen. Der besondere Vorteil in diesem Ausführungsbeispiel liegt in der geringen Länge der Befüll- und Schließbewegung des den Schließschieber 37 antreibenden Huberzeugers 38. Je mehr und/oder breitere Stränge auf einer Vorrichtung erzeugt werden, desto größer ist dieser Vorteil bezogen auf den Ausstoß.
- Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele und Kombinationen mit Befüllvorrichtungen und Preß- und Füllräumen. Vielmehr ist sie vorteilhaft bei allen bekannten derartigen Vorrichtung komprimierbar. Ganz besondere Vorteile in Bezug auf Ausstoß und Produktionsqualität weist die Erfindung bei Verfahren auf, die keine Schließschieber vorsehen, da beim Verdichten und Auspressen weniger Material zurück in den Einlaufschacht ausweicht. Bei derartigen Vorrichtungen kann dieser Effekt dadurch weiter gesteigert werden, daß man die Trennwände und soweit vorhanden, die Dorne von Preßbeginn an mit einer Geschwindigkeit, die meist kleiner ist als die Preßstempel, mitlaufen lässt.
- Erfindungsgemäß können auf einer Vorrichtung gleichzeitig Stränge mit gleichen oder ungleichen Querschnitten strang gepreßt und/oder mit einem oder mehreren Dornen je Strang stranggepreßt werden.
Claims (24)
dadurch gekennzeichnet, daß durch die über die Länge jedes mit einem Preßhub erzeugten Strangteilstückes gleichgroßer Verdichtung Strangteilstücke und Stränge erzeugt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß durch die gleichgroße Verdichtung in der Länge eines jeden mit einem Preßhub erzeugten Strangteilstückes, der auf der Begrenzungswände des Füll- und Preßraumes wirkende Druck, bei Erreichen der endgültigen Verdichtung des Strangteiles, über die Länge annähernd gleich groß ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Verdichtungshubes des Strangpreßstempels annähernd das Zehnfache des kleinsten Querschnittmaßes des Stranges beträgt.
dadurch gekennzeichnet, daß durch eine oder mehrere mit den verdichteten Strängen mitlaufende und durch den Füll- und Preßraum in den Aushärtekanal hineinragende Trennwände, zwei oder mehrere Stränge gebildet werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung, die Dichte und das spezifische Gewicht der Stränge, durch die Reibung zwischen Strängen und mitlaufenden Trennwänden gesteuert werden.
dadurch gekennzeichnet, daß durch einen oder mehrere Dorne, die in den Zwischenräumen der Wände wirksam sind, Hohlstränge gefertigt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände von Beginn des Preßhubes an mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der des Strangpreßstempels bewegt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne von Beginn des Preßhubes an mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der des Strangpreßstempels bewegt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände und die Dorne gemeinsam bewegt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne und die Trennwände mit gleicher Geschwindigkeit mit den Strängen mitlaufen.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne und die Trennwände mit unterschiedlicher Geschwindigkeit mit den Strängen mitlaufen.
dadurch gekennzeichnet, daß der Füll- und Preßraum einer Strangpreßeinrichtung keilförmig zum Aushärtekanal hin aufgeweitet ist.
dadurch gekennzeichnet, daß im Füll- und Preßraum ein Kolben gelagert ist, dessen Verdichtungshub annähernd das Zehnfache des kleinsten Strangquerschnittes beträgt.
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Trennwände im Bereich des Füll- und Preßraums angeordnet sind, die sich vom preßseitigen Ende zum Aushärtekanal hin keilförmig verjüngen.
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände mit Verbindungselementen und/oder einer Traverse an ihrem dem Preßraum abgewandten Ende verbunden sind, und mittels eines Druck/Huberzeugers beweglich angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Dorne im Bereich des Füll- und Preßraums angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne zwischen den Trennwänden angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne beweglich angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände und die Dorne unabhängig voneinander bewegbar sind.
dadurch gekennzeichnet, daß alle Strangpreßstempel, die die einzelnen Stränge verdichten, durch eine Traverse miteinander verbunden und durch einen gemeinsamen Huberzeuger angetrieben sind.
dadurch gekennzeichnet, daß beim Strangrohrpressen jeder mitlaufende Dorn einzeln durch einen Dornhaltezylinder bewegt und gesteuert wird.
dadurch gekennzeichnet, daß alle Trennwände und alle Dorne über Verbindungselemente und/oder über ein oder mehrere Traversen miteinander verbunden und durch einen gemeinsamen Huberzeuger steuerbar sind.
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände und die Dorne mit voneinander unabhängiger Geschwindigkeit und mit einer vom Strangpreßstempel unabhängigen Geschwindigkeit steuerbar sind.
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