EP0376175A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln - Google Patents
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- EP0376175A2 EP0376175A2 EP89123711A EP89123711A EP0376175A2 EP 0376175 A2 EP0376175 A2 EP 0376175A2 EP 89123711 A EP89123711 A EP 89123711A EP 89123711 A EP89123711 A EP 89123711A EP 0376175 A2 EP0376175 A2 EP 0376175A2
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for controlling the compression and / or for producing a more highly compressed edge zone with an improved surface during the extrusion of small parts, in particular small plant parts with binders.
- the small parts are compressed to the desired density - usually 0.5 to 0.8 kg / dm3 - by the force of a plunger in an extrusion press.
- the counterforce required for compression is generated by the friction between the strand produced with the previous press strokes and the walls of a hardening duct adjoining the press chamber.
- an active or passive system for controlling the friction is used.
- the static friction between the extruded part already produced and a moving mandrel is used in extrusion molding, and one or more walls in the channel in extrusion molding.
- the mandrel or one or more walls delimiting the strand are allowed to run along to the front end position of the ram.
- the mandrel and / or the walls are then moved into their starting position, as is the press ram.
- This passive system requires its own work step to pull back said mandrel or the walls.
- the other walls of the curing channel can be rigid or adjustable.
- the small parts do not behave like a hydraulic fluid, which would pass the pressure of the press ram evenly on all sides, but only a part of this force is directed against the walls of the press chamber.
- the force directed against the hardening channel walls which becomes very large immediately after the press, forces the first part of this channel to be rigid. If the walls of this first curing duct part are placed parallel to one another, this can only be built very short, since otherwise the frictional forces would exceed the force of the press ram and the press tends to jam. It is therefore taught to widen the first rigid part of the channel in a wedge shape, thereby reducing the frictional forces to the extent that by the type force of the walls of the movable part of the curing channel, the compression can be controlled.
- the angle of the wedge-shaped extension must be kept very small and must be adapted precisely to the type, size and in particular the moisture of the small parts.
- the extrusion press can only be controlled with limited accuracy to a limited extent.
- the invention has for its object to provide a method and an apparatus based on the knowledge that small plant parts, in particular small wooden parts, a certain period after they a desired amount has been compressed, no longer oppose any appreciable resistance to the compression. So basically the force that wants to undo the compression collapses after said period.
- the object is achieved by the features contained in the claims.
- further knowledge is needed to solve the task:
- the time after which this resistance breaks down can be shortened and precisely determined by temperature and humidity, i.e. by the introduction of hot steam.
- the force introduced into the small parts by the press ram is projected to the outside to different extents depending on the moisture of the small parts.
- the projected force changes non-linearly to change the moisture.
- Drier small wooden parts e.g. those below 10% moisture are too rigid for extrusion, they project a large part of the compression force introduced into them outwards, transversely to the direction of extrusion.
- Moist chips e.g. those with more than 15% moisture are relatively plastic and lie flat against the boundary walls of the press space or the curing channel and also cause too much friction for extrusion.
- Drier small parts for example of 10% moisture, are used to carry out the method according to the invention. These are filled in a manner known per se Press space of an extrusion press introduced, compressed therein by the extrusion die and transported in this state to a reactor connected to it. Its inner profile largely corresponds to that of the extruded profile.
- the reactor is heated and has suitable inlet openings for water or steam. Its temperature is above the pressure of the boiling point associated with the water of reaction or corresponds to the curing temperature of the curing channel.
- the amount of steam or water introduced is such that only the outer zone of the strand is brought to a higher humidity, for example 20%, in a desired density, for example 2 mm deep.
- the distance between the first inlet opening lying transversely to the extruded profile should be greater than the length of a press stroke. It is particularly expedient if the introduction of the steam or water into the outer zone of the strand takes place intermittently while the strand is being pressed. The moisture in the edge zone of the strand is increased particularly uniformly when the water or steam takes place in several planes lying one behind the other across the strand in the reactor. The more inlet openings in the pressing direction that the reactant introduces into the strand, the better and more uniform the result. Conversely, since the total quantity to be supplied is very small, the requirements for quantity and time control are becoming ever greater.
- the mixture of small parts which is dry by the method reacts as follows:
- the dry small parts are very rigid and project a relatively large part of the force of the ram against the inner walls of the reactor. However, this force is immediately reduced if these rigid small parts can only escape to the outside by a very small amount.
- Exactly this alternative is made possible by introducing the reactant into the outer zone.
- the small parts located in this zone immediately lose their rigidity due to the wetting of the reactant and lie close together without great pressure. So you need a smaller space, so that the rigid small parts not wetted by the reagent can deviate by the desired amount.
- the control for introducing the reactant is possible both very precisely and very quickly and easily via pressure (pressure valves), quantity (pressure flow valves) and time (check valves).
- the reactor to be designed to be relatively long, namely so long that the binder in the strand, when leaving the reactor, has set by heating it to such an extent that the internal dimensional stability is sufficiently large is.
- the strand is only guided to finally cure.
- the cross section of the reactor can now be designed according to the specific requirements. It is also possible to design this reactor with parallel side walls that decrease or expand in the pressing direction.
- a particular advantage of the invention lies in the fact that the geometry of the entire extrusion system has to be carried out less precisely, since corresponding compensation options can be achieved by the reaction medium.
- the density of the higher-density outer layer can be determined relatively freely by the amount and depth of penetration of the reactant. Since this layer in turn has a greater strength, strands produced according to the invention can be used not only as pressure-resistant spacers, but also as particularly tensile, pressure-resistant and torsion-resistant supports or beams.
- the uniformity of the compression is significantly better than in the previously known active systems shown.
- an additional binder in liquid or vapor form can also be fed to the reactor instead of water or steam, which in turn additionally improves the strength of the strand.
- the application of the invention is therefore diverse. For the purpose of special results, other teachings for controlling compaction can advantageously be combined with the invention.
- the introduced steam or the water is by no means to be regarded as process steam through which the binding agent is to be set.
- the amounts of steam or water used in the invention are too small for this.
- the reactor can expediently be provided in whole or in part with movable, adjustable side walls.
- Fig. 1 shows a longitudinal section through an extrusion device. 1st
- the end face 6 of the press ram 7 has the position at a distance 8 to the end 9 of the filling and pressing space 2 is equal to the length of the compressed strand 10.
- the reactor 11 connects to the filling and pressing chamber 2 .
- its inner profile is cylindrical.
- the first of here 6 inlet openings 13 for the reactant faces the end 9 of the filling and pressing space 2 and is made at a distance 14 in the reactor 11 .
- This distance 14 is greater than the length of the compressed strand part, which corresponds to the distance 8 .
- the length 15 between the first inlet opening 13 and the last inlet opening 16 for the reactant is approximately five times the distance 8 in the example. Because the intermediate inlet openings are evenly distributed over the length 15 , but the distances do not correspond to the length 8 , it follows that the binder is introduced particularly evenly.
- water vapor is generated as a reactant, which increases the moisture in the outer layer of the strand 18 .
- the flow rate of the reaction steam is controlled by the flow control valve 20 .
- the steam pressure is set by a regulation by the pressure reducing valve 21 and not by the pressure in the steam boiler 17 .
- the time of steam entry determines the locking angle 22 , which is in the open position corresponding to the position of the press ram 7 during the extrusion of the strand 10 , otherwise in the locked position.
- This valve can be switched via limit switches, for example. In order to prevent that too much steam locally gets into the reactor 11 , the check valve can be switched to the open position.
- the type of control described above enables a particularly precise and uniform determination both the weight of the strand 18 and the depth of penetration of the steam into the outer zone of the strand 18 .
- the strength of the strand 18 can therefore also be determined precisely.
- the reaction of the strand 18 in the reactor 11 can be adapted in this way by simply changing the setting of the valves 20 , 21 or 22 that a strand 18 with the desired properties is nevertheless produced.
- the invention results in a particularly good surface and, depending on the setting of the valves 20 , 21 , 22, a more or less, as required, the more highly compressed outer layer.
- the reactant introduced evaporates without being further disadvantageous. Due to the small amount of steam introduced, there is no fear of steam tensions in the binder or even steam cracks in the strand 18 .
- water or additional liquid or vaporous binder can of course also be introduced into the strand 18 via the reactor 11 instead of the steam.
- the reactor 11 can be made very long, the curing channel adjoining it will be kept correspondingly short or even completely eliminated.
- the walls 25 , 26 of the curing channel 24 need, since the strand 18 has already partially set due to the length of the reactor 11 and has sufficient internal strength and dimensional stability, only to be leaned against the strand in such a way that the heat is generated from them for the final curing of the strand 18 can be entered in this without major gap losses.
- Fig. 2 shows a cross section through a reactor on the line I-I acc. Fig. 1.
- the exemplary embodiment uses a reactor cross section for a circular strand.
- An annular steam inlet opening 28 is machined into the reactor jacket 27 .
- the reactant passes from the hose 29 through the bore 30 into the steam inlet opening 28 .
- the bore 30 is provided on the underside of the steam inlet opening 28 . As a result, condensed water can possibly flow back through the hose 29 .
- a heating jacket 31 is placed around the reactor jacket. This can be designed, for example, as an electric resistance heater.
- Fig. 3 also shows a cross section through a reactor, here for a rectangular strand with chamfered corners.
- the invention uses a circumferential channel 32 from which the reactant, here water, which is supplied from the motor pump 33 via the line 34 and evaporates due to the temperature in the reactor and via the inlet nozzles 36 located on the circumference of the inner surface 35 of the reactor the strand penetrates under positive pressure.
- the amount of water and pressure of the water vapor forming in the reactant 37 is the penetration depth of the water vapor until it condenses again in the strand to water.
- valves 20 , 21 and 22 already described can also be used in this system.
- the 4 finally shows a square extruded profile.
- the reactant has penetrated into the strand according to the depth dimension 38 .
- the strand has a higher density outer zone 39 with a particularly smooth and flat surface 40 .
- This smooth surface 40 protects the strand against damage.
- the more highly compressed edge zone can be subjected to particularly high tensile and compressive loads, while the lowly compressed inner strand zone 41 , in which the molded parts have largely retained their shape - that is to say not lie very close to one another - gives the strand a certain elasticity and, for example, good nail connections enables.
- the depth 39 and the strength of the strand can be determined largely freely and in a simple manner to suit the application.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln. Bei derartigen Vorrichtungen werden die Kleinteile durch die Kraft des einen Preßstempels einer Strangpresse auf die gewünschte Dichte - meist 0,5 bis 0,8 kg/dm³ - verdichtet. Die zur Verdichtung notwendige Gegenkraft wird durch die Reibung zwischen dem mit den vorherigen Preßhüben erzeugten Strang und den Wänden eines sich an den Preßraum anschließenden Aushärtekanales erzeugt. Um die Dichte des Stranges zu bestimmen und einzustellen bzw. zu verändern, verwendet man ein aktives oder passives System zur Steuerung der Reibung.
- Bei einem passiven System benützt man beim Strangrohrpressen die Haftreibung zwischen dem bereits erzeugten Strangteil und einem mitlaufenden Dorn, und beim Strangpressen eine oder mehrere Wände im Kanal.
- Sobald der Preßstempel den Strang auf das gewünschte Maß verdichtet hat, läßt man den Dorn bzw. eine oder mehrere den Strang begrenzende Wände bis zur vorderen Endstellung des Preßstempels mitlaufen. Anschließend werden der Dorn und/oder die Wände in ihre Ausgangsstellung bewegt, ebenso der Preßstempel. Dieses passive System bedingt einen eigenen Arbeitsgang, um besagten Dorn bzw. die Wände zurückzuziehen. Die anderen Wände des Aushärtekanales können starr oder anstellbar ausgebildet sein. Von einem aktiven System spricht man, wenn die Wände des sich an die Strangpresse anschließenden Aushärtekanales mit einer während des Preßhubes wählbaren und veränderlichen Kraft gegen den Strang gepreßt werden. Durch die Größe dieser Kraft, die meist durch Spannelemente während des Preßhubes erzeugt wird, soll die Verdichtung geregelt werden.
- Die Kleinteile, insbesondere pflanzliche Kleinteile, verhalten sich nicht wie eine hydraulische Flüssigkeit, die den Druck des Preßstempels nach allen Seiten gleichmäßig weitergeben würde, sondern nur ein Teil dieser Kraft richtet sich gegen die Wände des Preßraumes. Die gegen die Aushärtekanalwände gerichtete Kraft, die unmittelbar nach der Presse sehr groß wird, zwingt dazu, den ersten Teil dieses Kanales starr auszubilden. Werden die Wände dieses ersten Aushärtekanalteiles parallel zueinander gestellt, kann dieser nur sehr kurz gebaut werden, da sonst die Reibkräfte die Kraft des Preßstempels übersteigen würden und die Presse zum Klemmen neigt. Es wird deshalb gelehrt, den ersten starren Teil des Kanals keilförmig sich erweiternd zu gestalten, um dadurch die Reibkräfte soweit zu verringern, daß durch die An stellkraft der Wände des beweglichen Teiles des Aushärtekanales die Verdichtung gesteuert werden kann. Der Winkel der keilförmigen Erweiterung muß jedoch sehr klein gehalten sein und muß genauestens an die Art, die Größe und insbesondere die Feuchtigkeit der Kleinteile angepaßt werden.
- Keinesfalls darf er aber den Verdichtungswinkel der Presse übersteigen, da das Material sich sonst überschiebt.
- Ändert sich die Art, Größe oder insbesondere die Feuchtigkeit der Kleinteile auch nur geringfügig, ändert sich auch sofort - und dies überproportional - die Verdichtungskennlinie der Kleinteile.
- Da systembedingt einerseits der Antrieb der steuerbaren Reibung relativ gering ist, andererseits der Winkel der Erweiterung nicht verändert werden kann, ist die Strangpresse nur bedingt wenig genau steuerbar.
- Nachteilig ist weiter der Verschleiß im Preßraum und im ersten starren Teil des Aushärtekanales, wodurch sich die Geometrie dieser Teile ebenfalls verändert.
- Durch diese nachteiligen Merkmale lassen sich auf derartigen Vorrichtungen nur wenig anspruchsvolle Bauteile, z.B. Palettenklötze herstellen.
- Weiter kann dem stetem Wunsch der Verwender dieser Strangpreßerzeugnisse nach einer glatten Oberfläche und einer höher verdichteten Randzone, die beispielsweise wasserabweisend ist, nicht entsprochen werden. Da dieses ein besseres Anliegen des Stranges an die Wände des ersten starren Teiles des Aushärtekanales erfordern würde, was durch die beschriebenen Reibkräfte nicht erzielbar ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen ausgehend von den Erkenntnissen, daß pflanzliche Kleinteile, insbesondere Holzkleinteile, einen gewissen Zeitraum, nachdem sie auf ein gewünschtes Maß verdichtet worden sind, keinen nennenswerten Widerstand gegen die erfolgte Verdichtung mehr entgegenstellen. Also quasi die Kraft, die die Verdichtung wieder rückgängig machen will, nach besagtem Zeitraum zusammenbricht. Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen enthaltenen Merkmale gelöst. Zur Lösung der Aufgabe werden aber noch weitere Erkenntnisse benötigt: Die Zeit, nach der diese Widerstandskraft zusammenbricht, kann aber durch Temperatur und Feuchtigkeit, also durch das Einbringen von heißem Dampf, verkürzt und genau bestimmt werden. Die vom Preßstempel in die Kleinteile eingebrachte Kraft wird abhängig von der Feuchtigkeit der Kleinteile verschieden stark nach außen projiziert. Hierbei ändert sich die projizierte Kraft nicht-linear zur Veränderung der Feuchtigkeit.
- Trockenere Holzkleinteile, z.B. solche unter 10 % Feuchte, sind für das Strangpressen zu starr, sie projizieren einen großen Teil der in sie eingebrachten Verdichtungskraft nach außen, quer zur Strangpreßrichtung. Feuchtere Späne, z.B. solche mit mehr als 15 % Feuchte, sind relativ plastisch und legen sich flächig an die Begrenzungswände des Preßraumes bzw. des Aushärtekanales an und bewirken ebenfalls eine zum Strangpressen zu große Reibung.
- Die bekannten Strangpreßverfahren für planzliche Kleinteile, insbesondere Holzkleinteile, sind deshalb nur dann durchführbar, wenn die Kleinteile, z.B. Holzspäne, eine ihrer Größe und Art genau entsprechende Feuchtigkeit, z.B. 14 % Atr. aufweisen, was einem genauen Öffnungswinkel des starren ersten Teiles des Aushärtekanales entsprechen muß.
- Die Erfindung nutzt die nachteiligen Eigenschaften der Kleinteile vorteilhaft zur Lösung ihrer Aufgabe aus. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden trockenere Kleinteile, z.B. von 10 % Feuchte benutzt. Diese werden in an sich bekannter Weise in den Füll- und Preßraum einer Strangpresse eingebracht, hierin durch den Strangpreßstempel verdichtet und in diesem Zustand in einen sich daran anschließenden Reaktor transportiert. Dessen Innenprofil entspricht weitgehend dem des Strangprofiles. Der Reaktor ist beheizt und weist geeignete Eintrittsöffnungen für Wasser oder Wasserdampf auf. Seine Temperatur liegt über dem Druck des Reaktionswassers zugehörigen Siedepunktes oder entspricht der Aushärtetemperatur des Aushärtekanales.
- Unter einem Überdruck wird durch die Eintrittsöffnungen des Innenprofiles des Reaktors in Preßrichtung an eine oder mehrere Stellen Dampf oder Wasser in den Strang eingebracht.
- Die Menge des eingebrachten Dampfes oder Wassers ist so bemessen, daß lediglich die Außenzone des Stranges in einer gewünschten Dichte, beispielsweise 2 mm tiefe, auf eine höhere Feuchtigkeit, beispielsweise 20 %, gebracht wird.
- Der Abstand der ersten quer zum Strangprofil liegenden Eintrittsöffnung soll größer sein als die Länge eines Preßhubes. Besonders günstig ist es, wenn das Einbringen des Dampfes oder Wassers in die Außenzone des Stranges taktweise, während der Strang angepreßt wird, erfolgt. Besonders gleichmäßig wird die Feuchtigkeit der Randzone des Stranges dann erhöht, wenn das Wasser oder der Dampf in mehreren hintereinander quer zum Strang liegenden Ebenen im Reaktor erfolgt. Je mehr Eintrittsöffnungen in Preßrichtung das Reaktionsmittel in den Strang einbringen, desto besser und gleichmäßiger ist das Ergebnis. Umgekehrt werden, da die zuzuführende Gesamtmenge sehr gering ist, die Anforderungen an die Mengen- und Zeitregelung immer größer.
- Als günstig und leicht durchführbar hat es sich z.B. erwiesen, bei einem Strang von etwa 100 mm ⌀ hintereinander 5 Eintrittsebenen anzuordnen, wobei der Abstand von der ersten bis zur letzten Ebene der vierfachen Länge des Preßhubes des Stranges entspricht. Dies kann natürlich in Abhängigkeit vom Anwendungsfall verändert werden. Der Abstand der ersten Ebene der Eintrittsöffnungen für das Reaktionsmittel im Reaktor zum Ende des Stranges ist abhängig von der Taktgeschwindigkeit der Strangpresse. Prinzipiell sollte der Abstand größer sein als die Länge eines Preßhubes. Hierdurch wird vermieden, daß Wasserdampf in den Füll- und Preßraum gelangt.
- Erfindungsgemäß reagiert das nach dem Verfahren zu trokkene Gemenge aus Kleinteilen wie folgt:
Die trockenen Kleinteile sind sehr starr und projizieren einen relativ großen Teil der Kraft des Preßstempels gegen die Innenwände des Reaktors. Dabei verringert sich diese Kraft allerdings sofort, wenn diese starren Kleinteile nur um ein sehr geringes Maß nach außen ausweichen können. Genau diese Ausweichmöglichkeit wird ihnen durch das Einbringen des Reaktionsmittels in die Außenzone ermöglicht. Die sich in dieser Zone befindlichen Kleinteile verlieren durch das sie benetzende Reaktionsmittel sofort ihre Starrheit und legen sich ohne großen Druck dicht an dicht aneinander. Sie benötigen also einen geringeren Raum, womit die nicht durch das Reaktionsmittel benetzten starren Kleinteile um das gewünschte Maß ausweichen können. - Je mehr oder je tiefer das Reaktionsmittel in den Strang eindringt, desto geringer wird folglich die Reibung des Stranges im Reaktor.
- Die Steuerung zum Einbringen des Reaktionsmittels ist sowohl sehr genau als auch sehr schnell und einfach über Druck (Druckventile), Menge (Druckflußventile) und Zeit (Sperrventile) möglich.
- Damit läßt sich der Reaktor relativ lang ausbilden, und zwar derart lang, daß das Bindemittel im Strang, beim Verlassen des Reaktors, durch dessen Heizung soweit abgebunden hat, daß die innere Formstabilität genügend groß ist. Im sich daran anschließenden Aushärtekanal wird der Strang nur mehr geführt um endgültig auszuhärten. Der Querschnitt des Reaktors kann nun den spezifischen Anforderungen entsprechend ausgebildet werden. Es ist gleicherart möglich, diesen Reaktor mit parallelen Seitenwänden, die sich in Preßrichtung verringern oder erweitern, zu gestalten.
- Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Geometrie der gesamten Strangpreßanlage weniger genau ausgeführt werden muß, da entsprechende Ausgleichsmöglichkeiten durch das Reaktionsmittel erzielbar sind. Die Kleinteile, die sich in der Außenzone dicht aneinander legen, ergeben eine besonders glatte und z.B. wasserabweisende Außenfläche.
- Die höher verdichtete Außenschicht kann in ihrer Dichte durch die Menge und die Eindringtiefe des Reaktionsmittels relativ frei bestimmt werden. Da diese Schicht wiederum eine größere Festigkeit besitzt, können erfindungsgemäß hergestellte Stränge nicht nur als druckfeste Distanzkörper, sondern als besonders zug-, druck- und torsionsfeste Träger oder Balken Anwendung finden.
- Da das Reaktionsmittel sofort reagiert, ist die Steuerung der Wichte feinfühlig und genau.
- Die Gleichmäßigkeit der Verdichtung ist deutlich besser als bei aufgezeigten vorbekannten aktiven Systemen.
- Im Gegensatz zu den beschriebenen passiven Systemen entfällt vorteilhafterweise der Arbeitsgang des Ausziehens der Dorne bzw. Wände.
- Die Vorteile der Erfindung sind dadurch jedoch noch nicht erschöpft.
- Für besonders hoch beanspruchte Bauteile läßt sich dem Reaktor anstelle von Wasser oder Wasserdampf auch ein zusätzliches Bindemittel in flüssiger oder dampfförmiger Form zuführen, was wiederum die Festigkeit des Stranges zusätzlich verbessert.
- Selbstredend kann durch die Eintrittsöffnungen des Reaktors gleichzeitig Wasser/Dampf, Bindemittel oder auch nur Teile des Bindemittels, z.B. Härter oder NH₃ oder Harnsäure, eingebracht werden.
- Die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist also vielfältig. Zum Zwecke besonderer Ergebnisse können andere Lehren zur Steuerung der Verdichtung vorteilhaft mit der Erfindung kombiniert werden. Der eingebrachte Dampf bzw. das Wasser ist keineswegs als Prozeßdampf zu betrachten, durch den das Abbinden des Bindemittels erfolgen soll. Hierzu sind die Mengen an Dampf oder Wasser, die bei der Erfindung verwendet werden, zu gering.
- Für verschiedene Strangprofile ist es denkbar, den Reaktor in einer Länge auszubilden, in der die gesamte Aushärtung erfolgt. Bei dieser Ausführung ist es nicht mehr notwendig, im Anschluß an den Reaktor einen Aushärtekanal anzubringen. Erfindungsgemäß kann zweckmäßig der Reaktor ganz oder teilweise mit beweglichen anstellbaren Seitenwänden versehen werden.
- Einzelheiten sind beispielsweise und schematisch in den Zeichnungen dargestellt:
- Es zeigt:
- Fig. 1 Einen Längsschnitt durch eine Strangpresse.
- Fig. 2 Einen Querschnitt durch einen Reaktor auf der
- Linie I-I gem. Fig. 1.
- Fig. 3 Einen Querschnitt durch einen Reaktor.
- Fig. 4 Ein Strangprofil.
- Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung. 1.
- Hierbei ist der Füll- und Preßraum 2 mit dem Schließschieber 3 und dem Einlaufschacht 4 für das Gemenge 5 aus Kleinteilen mit Bindemittln gem. der noch nicht vorveröffentlichten Anmeldung P 38 ausgebildet. Die Stirnfläche 6 des Preßstempels 7 hat die Stellung inne, in der Abstand 8 zum Ende 9 des Füll- und Preßraumes 2 gleich der Länge des verdichteten Stranges 10 ist.
- An den Füll- und Preßraum 2 schließt sich der Reaktor 11 an. Im Ausführungsbeispiel ist sein Innenprofil zylinderisch ausgebildet.
- Die erste von hier 6 Eintrittsöffnungen 13 für das Reaktionsmittel, im Ausführungsbeispiel Dampf, weist zum Ende 9 des Füll- und Preßraumes 2 und ist im Abstand 14 im Reaktor 11 gefertigt. Dieser Abstand 14 ist größer als die Länge des verdichteten Strangteiles, die dem Abstand 8 entspricht. Die Länge 15 zwischen der ersten Eintrittsöffnung 13 und der letzten Eintrittsöffnung 16 für das Reaktionsmittel beträgt im Beispiel etwa das Fünffache des Abstandes 8. Dadurch, daß die dazwischenliegenden Eintrittsöffnungen gleichmäßig über die Länge 15 verteilt sind, aber die Abstände nicht der Länge 8 entsprechen, ergibt sich, daß das Bindemittel besonders gleichmäßig eingetragen wird.
- In einem Dampfkessel 17 wird Wasserdampf als Reaktionsmittel erzeugt, der die Feuchte der Außenschicht des Stranges 18 erhöht.
- Die Durchflußmenge des Reaktionsdampfes wird durch das Mengenregelventil 20 geregelt. Der Dampfdruck wird von einer Regelung durch das Druckmiderventil 21 und nicht über den Druck im Dampfkessel 17 eingestellt.
- Die Zeit des Dampfeintrittes bestimmt den Sperrwinkel 22, das entsprechend der Stellung des Preßstempels 7 während des Auspressens des Stranges 10 in Öffnungsstellung steht, ansonsten in Sperrstellung.
- Dieses Ventil kann beispielsweise über Endschalter geschaltet werden. Um zu verhindern, daß örtlich zuviel Dampf in den Reaktor 11 gelangt, kann das Sperrventil in Öffnungsstellung geschaltet sein.
- Die vorstehend beschriebene Art der Steuerung ermöglicht eine besonders genaue und gleichmäßige Bestimmung sowohl der Wichte des Stranges 18 als auch der Eindringtiefe des Dampfes in die Außenzone des Stranges 18.
- Es läßt sich also auch die Festigkeit des Stranges 18 genauestens bestimmen.
- Ändert sich nun aus allfälligen Gründen die Art, die Zusammensetzung, die Größe oder die Feuchte des in die Stangpresse eingefüllten Gemenges 5, kann durch eine einfache Änderung der Einstellung der Ventile 20, 21 oder 22 die Reaktion des Stranges 18 im Reaktor 11 derart angepaßt werden, daß trotzdem ein Strang 18 mit den gewünschten Eigenschaften erzeugt wird. In jedem Fall ergibt sich mit der Erfindung eine besonders gute Oberfläche und je nach Einstellung der Ventile 20, 21, 22 eine, wie erforderlich mehr oder weniger, die höher verdichtete Außenschicht.
- Da der Reaktor 11, im Ausführungsbeispiel durch Heizmanschetten 23 beheizt ist, verdampft das eingebrachte Reaktionsmittel, ohne weiter nachteilig in Erscheinung zu treten. Bedingt durch die geringe Menge des eingebrachten Dampfes, sind auch keine Dampfspannungen im Bindemittel oder gar Dampfrisse im Strang 18 zu befürchten.
- Wie beschrieben kann selbstverständlich anstelle des Dampfes auch Wasser oder zusätzliches flüssiges oder dampfförmiges Bindemittel über den Reaktor 11 in den Strang 18 eingebracht werden.
- Selbstredend können Dampf, Wasser und Bindemittel auch miteinander vermischt werden.
- Da der Reaktor 11 sehr lang ausgeführt werden kann, wird der sich an ihn anschließende Aushärtekanal entsprechend kurz gehalten werden oder sogar ganz entfallen.
- Die Wände 25, 26 des Aushärtekanales 24 brauchen, da der Strang 18 durch die Länge des Reaktors 11 bereits teilweise abgebunden hat und eine ausreichende innere Festigkeit und Formstabilität besitzt, nur noch dergestalt an den Strang angelehnt zu werden, daß aus ihnen die Wärme zum endgültigen Aushärten des Stranges 18 ohne größere Spaltverluste in diesen eingetragen werden kann.
- Wie beschrieben, ist es selbstverständlich möglich, die Erfindung, also den Reaktor, in einer Kombination mit anderen Systemen zur Steuerung der Wichte der Stränge zu verwenden. Denkbar ist als Kombination die Lehre DE - 2932 256.
- Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Reaktor auf der Linie I-I gem. Fig. 1.
- Das Ausführungsbeispiel verwendet hier einen Reaktorquerschnitt für einen kreisrunden Strang.
- In den Reaktormantel 27 ist eine ringförmige Dampfeintrittsöffnung 28 eingearbeitet. Das Reaktionsmittel gelangt aus dem Schlauch 29 über die Bohrung 30 in die Dampfeintrittsöffnung 28. Um eine Ansammlung von Kondenswasser zu verhindern, ist die Bohrung 30 an der Unterseite der Dampfeintrittsöffnung 28 angebracht. Dadurch kann Kondenswasser über den Schlauch 29 ggf. zurückfließen.
- Um den Reaktormantel ist ein Heizmantel 31 gelegt. Dieser kann beispielsweise als El.Widerstandsheizung ausgebildet werden.
- Es sind aber auch alle anderen Heizsysteme denkbar und möglich.
- Fig. 3 stellt ebenfalls einen Querschnitt durch einen Reaktor dar, hier für einen rechteckigen Strang mit abgeschrägten Ecken.
- Die Erfindung verwendet in diesem Ausführungsbeispiel einen umlaufenden Kanal 32, aus welchem das Reaktionsmittel, hier Wasser, welches von der Motorpumpe 33 über die Leitung 34 zugeführt wird und durch die Temperatur im Reaktor verdampft und über die auf den Umfang der Reaktorinnenfläche 35 liegenden Eintrittsdüsen 36 in den Strang unter Überdruck eindringt. Entsprechend der Menge des zu geführten Wassers und Druck des sich im Reaktionsmittel 37 bildenden Wasserdampfes ist die Eindringtiefe des Wasserdampfes bis dieser wieder im Strang zu Wasser kondensiert.
- Auch bei diesem System können die bereits beschriebenen Ventile 20, 21 und 22 Verwendung finden.
- Sie werden in die Leitung 34 eingebaut.
- Fig. 4 schließlich zeigt ein quadratisches Strangprofil. Hier ist das Reaktionsmittel entsprechend dem Tiefenmaß 38 in den Strang eingedrungen. Der Strang weist eine höher verdichtete Außenzone 39 auf mit einer besonders glatten und ebenen Oberfläche 40.
- Diese glatte Oberfläche 40 schützt den Strang gegen Beschädigungen. Zugleich ist die höher verdichtete Randzone besonders groß zug- und druckbelastbar, während die nieder verdichtete innere Strangzone 41, in der die Formteile ihre Form weitgehend behalten haben - also nicht ganz dicht an dicht liegen - ,dem Strang eine gewisse Elastizität verleiht und beispielsweise gute Nagelverbindungen ermöglicht.
- Bei dieser Erfindung kann die Tiefe 39 und die Festigkeit des Stranges weitgehend frei und auf eine einfache Art und Weise dem Anwendungsfall gerecht bestimmt werden.
Claims (10)
- die Kleinteile der Randzone ihre innere Festigkeit verlieren und sich mit geringerer Kraft dicht aneinander legen,
- die Kleinteile der Randzone ihre Lage im Strang derart verändern, daß sich der Druck auf die Innenwände des Reaktors verringert,
- sich im Strang eine höher verdichtete Randzone mit einer glatten Oberfläche bildet
- sich die Verdichtung und Wichte über die Menge, Temperatur und Eindringtiefe des Reaktionsmittels in die Randzone steuern, und genau bestimmen läßt.
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