EP3269521B1

EP3269521B1 - Verfahren zur herstellung von holzwerkstoffplatten

Info

Publication number: EP3269521B1
Application number: EP17164384.4A
Authority: EP
Inventors: Jörg Jaschke; Benedikt Reehuis; Rainer Krumbach-Voß; Michael Vaeßen
Original assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: PT3269521T; EP3269521A1; CN107618090B; CN107618090A; DE102016008608B3; ES2710326T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, bei dem folgende Stationen durchlaufen werden:

eine dosierverstellbare Streueinrichtung zur Aufgabe von Holzwerkstoff auf ein Transportband zur Bildung einer Holzwerkstoffmatte,
wenigstens eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Presse, um die Holzwerkstoffmatte mit Druckbeaufschlagung zu verdichten,
wenigstens eine Trenneinrichtung zur Separierung der gepressten Holzwerkstoffmatte in einzelne, aufeinanderfolgende Platten,
eine Messstation zur Ermittlung von geometrischen Plattendaten und
ein Kühl- oder Reifelager, in dem die Platten unter vorgegebenen atmosphärischen Bedingungen gelagert werden, bevor sie zu einer Endverarbeitung oder einem Versand transportiert werden.

Die genannten Stationen sind im Herstellprozess von Holzwerkstoffplatten bekannt. Unter Holzwerkstoffplatten seien beispielhaft Spanplatten, OSB-Platten, Leichtbauplatten, Mehrschichtplatten, HDF- oder MDF-Platten genannt.
Das auf das Transportband gestreute streufähige Gut (im Wesentlichen beleimte Holzspäne) soll im Folgenden als Holzwerkstoffmatte bezeichnet sein. Diese Holzwerkstoffmatten können Dicken von wenigen Millimetern bis zu einem Meter aufweisen. Die Streustationen sind heutzutage in der Lage sowohl in Förderrichtung des Transportbandes als auch in Querrichtung die Streumenge über eine oder mehrere hintereinandergeschaltete dosierverstellbare Streustationen zu variieren. Mehrere hintereinandergeschaltete Streustationen ermöglichen die Bildung unterschiedlicher Schichten, beispielsweise Deck- und Mittelschichten.
Das Transportband leitet die Holzwerkstoffmatte weiter zu einer Presse. Bei der Erfindung wird diese Presse zur Beaufschlagung der über das Transportband in einer Förderrichtung zugeführten Holzwerkstoffmatte mit Druck und Wärme in der Regel durch eine Doppelbandpresse realisiert. Derartig ausgebildete Vorrichtungen werden häufig zu zwei Zwecken eingesetzt. Einmal werden durch sie feste Produkte aus gepressten Spänen oder Fasern erstellt. Die Erfindung konzentriert sich dabei auf die Herstellung von Span- oder Faserplatten, wie sie beispielsweise aus der EP 1 236 552 B1 bekannt ist. Über den Druck und ggf. eine Distanzeinstellung wird die Streugutmatte also verdichtet und verpresst. Andererseits erlaubt die Wärmezufuhr, Bindemittel zu verflüssigen oder Feuchtigkeit verdampfen zu lassen.
Nach der Presse wird die erzeugte, relativ fest verdichtete Matte in Platten geschnitten. Diese werden häufig vermessen hinsichtlich ihrer geometrischen Daten und beispielsweise der Dichte, um direkt regelungstechnisch in die Streueinrichtung oder die Presse einzugreifen.
Im Anschluss daran werden die erzeugten Platten in bekannter Weise gekühlt und/oder gelagert, bevor sie in einer Endverarbeitung noch behandelt, beispielsweise geschliffen werden. Dabei wünscht der Hersteller verständlicherweise wenig abzuschleifenden Ausschuss. Es wäre willkommen, wenn der Schleifabtrag lediglich zur Egalisierung der Oberflächenqualität diente und nicht mehr auch noch die gewünschten geometrischen Endplattenabmessungen beeinflussen müsste.
Dies ist jedoch mit den heutigen Anlagen nicht möglich. Die Platten werden nach der Holzwerkstoffanlage in definierten Stapeln in einem Reifelager über einen gewissen Zeitraum gelagert. Während dieses Zeitraums reifen die Platten und schrumpfen um einen von vielen Randbedingungen abhängigen Anteil. Zu diesen Randbedingungen gehören beispielsweise die Luftfeuchtigkeit und Temperatur im Lager, aber auch an welcher Stelle im Stapel die jeweilige Platte liegt, denn die unteren Platten erfahren eine deutliche Pressung, während die oben liegenden Platten eher unbelastet sind. Das bedeutet, dass die Dicken der einzelnen Platten im Stapel tatsächlich unterschiedlich sind.
Erschwerend kommt hinzu, dass der Plattenproduzent in der Regel ab und zu die Maße des zu fertigenden Produkts variieren will. Insbesondere werden unterschiedliche Plattendicken produziert, aber auch die Abmessungen in Länge und Breite können schwanken.
DE10005251A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Aufwand in der Endbearbeitung der Produktion der Holzwerkstoffplatten zu verringern. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, die Produktionsgenauigkeit bei Formatwechseln zu erhalten.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 insbesondere dadurch gelöst, dass wenigstens eine weitere Messung von geometrischen Abmessungen der Platte nach dem Reifeprozess im Reifelager erfolgt und dass mittels der Differenz der Messwerte ein Stellwert für die dosierverstellbare Streueinrichtung und/oder eine Einstellung für die Presse und/oder eine Einstellung der Trenneinrichtung ermittelt und eingestellt wird.
Auf diese Weise können die Plattenveränderungen hinsichtlich ihrer geometrischen und physikalischen Daten, die während der Kühl- und/oder Reifelagerung auftreten bei den Stellgrößen im Bereich der Streueinrichtung und der Presse und der Trenneinrichtung berücksichtigt werden. Unter einer Einstellung für die Presse wird in diesem Zusammenhang entweder die Druckeinstellung in der Presse oder die Temperatureinstellung in der Presse oder die Distanzeinstellung in der Presse verstanden. Diese können in Längs- und Querrichtung variieren.
Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass der in der Endbearbeitung zur Fertigstellung der Platten noch abzuschleifende oder beschneidende Teil der Platte um wenigstens 50% reduziert werden konnte. Ohne die rückschließende Messung nach dem Kühl- oder Reifelager mussten die Sicherheitsreserven an Materialzugabe bei Formatwechseln deutlich höher eingestellt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nun möglich, die gestreute Menge auf das Transportband viel genauer und für die aktuelle Plattendicke vorherbestimmt einzustellen. Genauso weiß man exakter um die Resultate, die sich aus dem Pressendruck und der Pressentemperatur ergeben.
In vielen Fällen muss für die weitere Messung keine zweite Messstation eingerichtet sein. Zur Registrierung der Veränderung der Platte in einem Kühl- oder Reifelagerungsprozess reicht es in einigen Fällen, einmalig den Änderungswert zu ermitteln und dabei die gleiche Messstation zu verwenden wie bei der ersten Messung. Für ein spezielles gewünschtes Format kann also ein deutlich genauerer Stellwert für die dosierverstellbare Streueinrichtung und/oder die Einstellung in der Presse und/oder die Einstellung der Trenneinrichtung ermittelt werden. Der Einsatz von Messapparatur muss dabei nicht erhöht werden.
Auf die genauen Stellgrößen im Bereich der Streueinrichtung (beispielsweise mittels Dosierklappen oder -rädern), der Druckbeaufschlagung in der Presse (beispielsweise über Druckzylinder an Pressplatten) oder der Trenneinrichtung (beispielsweise der Sägeschnittwinkel) wird hier nicht näher eingegangen, weil diese Möglichkeiten dem Fachmann bekannt sind.
Es ist vorteilhaft, wenn sowohl die gemessenen Messdaten vor wie auch diejenigen nach der Kühl- oder Reifelagerung in wenigstens einem Datenspeicher abgelegt und von einem Zentralrechner verglichen und ausgewertet werden.
Dadurch erhält man die geometrische Veränderung eines bestimmten Formats, die sich während der Kühl- oder Reifelagerung einstellt. Diese können im Datenspeicher hinterlegt werden und bei einer wiederkehrenden gleichen Formateinstellung direkt genutzt werden.
Bevorzugt wird der Zentralrechner auch mit den Parametern Produkttyp und/oder Lagerzeit und/oder Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit im Lager versorgt.
Genauso bevorzugt ist es, wenn man neben dem Produkttyp auch den Zusammenhang mit allen ermittelten Produktionsparametern und den Umgebungseinflüssen wie auch der Umgebungstemperatur oder der Luftfeuchtigkeit in den Bereichen der Produktion im Zentralrechner berücksichtigt.
Diese Parameter haben Einfluss auf die Plattenveränderung und können somit vom Zentralrechner mit zur Auswertung der Stellgrößen der Streueinrichtung oder der Presse oder der Trenneinrichtung berücksichtigt werden.
Es ist von Vorteil, wenn aus dem Zentralrechner Stellwerte an die Streueinrichtung oder die Presse oder die Trenneinrichtung weitergeleitet werden.
Der Zentralrechner, der die tatsächliche Veränderung eines bestimmten Formats, die sich während der Kühl- oder Reifelagerung einstellt, ermittelt hat, kann der Streueinrichtung oder der Presse oder der Trenneinrichtung Stellgrößenveränderungen auf dem schnellsten Wege zuweisen, die das abzuschleifende oder abzuschneidende Übermaß im Herstellprozess minimieren.
Bevorzugt werden die der Kühl- oder Reifelagerung zugeführten Platten identifiziert.
Die Identifizierung erlaubt es, mit großer Sicherheit die Abmessungen vor und nach der Kühl- oder Reifelagerung jeder Platte eindeutig zuordnen zu können. Identifizierungen können durch Markierungen, beispielsweise Farbmarkierungen, Bar-Code-Aufdrucke, Durchnummerierungen oder sogar durch RFID-Chips erfolgen. Zudem könne alle produzierten Platten mit ihren zugeordneten Messdaten verifiziert werden.
Vorzugsweise wird bei Platten vor und nach der Kühl- oder Reifelagerung an den gleichen Stellen ihre Dicke gemessen.
Der Messaufwand wird erheblich reduziert, wenn beispielsweise genau an der gleichen Stelle einer Platte die Dicke bzw. deren Differenz im Reifeprozess ermittelt wird. Die Anzahl der Messstellen ist allerdings von verschiedenen Produktionsparametern abhängig.
Um eine gute Genauigkeit über die gesamte Länge und Breite der Platten zu bekommen ist es bevorzugt vorgesehen, dass jede Platte in beiden Messungen einem vordefinierten Messraster unterworfen wird.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die dem Reifelager zugeführten Platten dem im vorangehenden Herstellungsprozess korrespondierenden Mattenabschnitt zugeordnet werden.
Auf diese Weise wird das Stellpotenzial noch einmal erheblich erhöht. Wird beispielsweise die Mattendicke im Verfahren nach der Streueinrichtung bereits zusätzlich ermittelt, so kann im Folgenden durch die Plattenvermessung erkannt werden wie die Streueinrichtung zum Beispiel im Querprofil korrigiert werden muss, damit nach Durchlauf durch die Presse die Genauigkeit der Plattendicke über die Breite besonders gut ist.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn aufgrund der Differenzmessungen Stellgrößen-Kennlinien für jedes Format und/oder jedes Produkt angelegt werden.
Diese Kennlinien können in den Datenspeichern oder im Zentralrechner hinterlegt werden. Bei einer gewünschten Format- oder Produktumstellung kann auf die hinterlegten Kennlinien zurückgegriffen werden und der Durchsatz durch die Streueinrichtung oder die Drücke in der Presse, vorzugsweise längs-, aber auch querprofilgesteuert von vornherein eingestellt werden. Damit wird der sonst entstehende Ausschuss bei Format- oder Produktumstellungen deutlich verringert.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine schematische, stark vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten. Anhand der einzelnen Stationen wird das erfindungsgemäße Herstellverfahren erläutert.
In drei übereinanderliegenden Reihen sind Aggregate bzw. Stationen der Vorrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten 1 skizziert, die in der Realität nacheinander von rechts nach links durchlaufen werden.
In der oberen Reihe ist eine Streueinrichtung 2 mit drei Streustationen 3a, 3b, 3c gezeigt. Die Streustation 3a und 3c streuen eine untere und eine obere Deckschicht, die Station 3b die Mittelschicht einer nicht dargestellten Holzwerkstoffmatte auf das Transportband 4. Die Durchsatzmenge des Streugutes, also des Holzwerkstoffs, ist mittels der angedeuteten Streuwalzen und ggf. durch Leit- und Verschlussbleche, vorzugsweise auch im Querprofil unterschiedlich, dosierbar.
In der zweiten Reihe wird die gestreute Holzwerkstoffmatte auf dem Transportband 4 über die dargestellte Fehlschüttungsaufnahme 5 zur kontinuierlichen Doppelbandpresse 6 geleitet. In dieser wird die Holzwerkstoffmatte unter Druck- und Temperaturbeaufschlagung zu einem festen Holzwerkstoff verdichtet. Zur Verdichtung werden beispielsweise im Einzelnen nicht dargestellte Hydraulikzylinder eingesetzt, die in Förderrichtung und quer dazu mehrfach vorhanden sind und auf beheizbare Pressplatten wirken. Dicken- und Dichteprofile in Quer- und Längsrichtung sind durch diese Hydraulikzylinder beeinflussbar.
Auf die Doppelbandpresse folgt die Trenneinrichtung 7 in Form einer Sägestation. Dort wird der gepresste Holzwerkstoff sowohl in Längs- als auch in Querrichtung zu Platten gesägt. Die (Kreis-)Sägen sind motorisch verstellbar, sowohl in ihrem Abstand als auch in ihrer Schnittwinkeleinstellung. Dadurch kann der Zuschnitt der Platten im 1/10 mm-Bereich genau eingestellt. Optional folgt nach der Trenneinrichtung 7 eine Identifizierungsstelle 16, in der die Platten für spätere Zwecke eindeutig zuordenbar gemacht werden, und eine Plattenwaage 8.
In der dritten Reihe folgt rechts die erste Messstation 9.1. In ihr können zumindest geometrischen Daten der Platte erfasst werden. Dazu gehören Länge, Breite und Dicke. Die erfassten Daten werden über eine Datenleitung 14.1 in einen Datenspeicher 11.1 gesendet, dort abgelegt und/oder an einen Zentralrechner 12 weitergeleitet.
Im Anschluss wird die Platte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in ein Kühl- und/oder Reifelager 10 verbracht. In den Lagerplätzen liegen die Platten häufig aufeinander gestapelt, so dass die unteren Platten einer größeren Belastung ausgesetzt sind. Nach der Reifung können die Platten also beispielsweise eine durchaus unterschiedliche Dicke aufweisen.
In einem zweiten Messvorgang der geometrischen Daten nach dem Reifeprozess, der auf einer zweiten Messstation 9.2 mit separatem Datenspeicher 11.2 oder aber auf der ersten Messstation 9.1 erfolgen kann, werden wiederum die geometrischen Daten aufgenommen. Die identifizierte Platte wird dabei mittels eines vordefinierten Messrasters an den gleichen Stellen wie im ersten Messvorgang ausgemessen. Auch diese Daten werden dem Zentralrechner über Datenleitungen 14.1, 14.2 zugeführt. Im Zentralrechner werden die Messdaten verglichen und ausgewertet. Zusätzlich können weitere Größen, wie beispielsweise der Produkttyp und/oder die Lagerzeit und/oder die Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit im Lager in Berechnungen mit einfließen. Der Zentralrechner ermittelt Kennlinien für bestimmte Produkte oder Formate und kann über Steuerleitungen 13.1, 13.2, 13.3 Stellgrößen an der Streueinrichtung 2, der Doppelbandpresse 6 oder der Trenneinrichtung 7 verändern.
Mit hoher Effizienz können die dem Reifelager zugeführten Platten dem im vorangehenden Herstellungsprozess korrespondierenden Mattenabschnitt zugeordnet werden. Das bedeutet, dass die im Stapel unter und die im Stapel oben liegenden Platten bereits im Herstellverfahren anders gestreut oder gepresst werden können. Dies ergibt in der Gesamtheit, dass beispielsweise alle Platten die vorgegebene gleiche Dicke haben.
Alle diese Maßnahmen bewirken, dass in der Endbearbeitungsstation, in diesem einer Schleifanlage 15, keine nennenswerten Übermaße mehr abgeschliffen werden müssen. Vielmehr wird die Oberfläche nur noch egalisiert, weil die geometrischen Abmessungen der Platte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits im Vorfeld sehr genau eingestellt worden sind.

Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten
2: Streueinrichtung
3a, 3b, 3c: Streustation
4: Transportband
5: Fehlschüttungsaufnahme
6: Presse, kontinuierliche Doppelbandpresse
7: Trenneinrichtung, Sägestation
8: Waage
9.1, 9.2: Messstation
10: Kühl- und/oder Reifelager
11.1, 11.2: Datenspeicher
12: Zentralrechner
13.1, 13.2, 13.3: Steuerleitungen
14, 1, 14.2: Datenleitung
15: Endbearbeitungsstation, Schleifanlage
16: Identifizierungsstelle
17: Lagerplatz

Claims

Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, bei dem folgende Stationen durchlaufen werden:
- eine dosierverstellbare Streueinrichtung (2) zur Aufgabe von Holzwerkstoff auf ein Transportband (4) zur Bildung einer Holzwerkstoffmatte,

- wenigstens eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Presse (6), um die Holzwerkstoffmatte mit Druckbeaufschlagung zu verdichten,

- wenigstens eine Trenneinrichtung (7) zur Separierung der gepressten Holzwerkstoffmatte in einzelne, aufeinanderfolgende Platten,

- eine Messstation (9.1) zur Ermittlung von geometrischen Plattendaten und

- ein Kühl- oder Reifelager (10), in dem die Platten unter vorgegebenen atmosphärischen Bedingungen gelagert werden, bevor sie zu einer Endverarbeitungsstation (15) oder einem Versand transportiert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Messung von geometrischen Abmessungen der Platte nach dem Reifeprozess im Kühl- oder Reifelager (10) erfolgt und dass mittels der Differenz der Messwerte ein Stellwert für die dosierverstellbare Streueinrichtung (2) und/oder eine Einstellung für die Presse (6) und/oder eine Einstellung der Trenneinrichtung (7) ermittelt und eingestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die gemessenen Messdaten vor wie auch diejenigen nach der Kühl- oder Reifelagerung in wenigstens einem Datenspeicher (11.1, 11.2) abgelegt und von einem Zentralrechner (12) verglichen und ausgewertet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralrechner (12) auch mit den Parametern Produkttyp und/oder Lagerzeit und/oder Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit im Kühl- und/oder Reifelager (10) versorgt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Zusammenhang mit Produktionsparametern, wie der Umgebungstemperatur oder der Luftfeuchtigkeit im Zentralrechner (12) berücksichtigt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Zentralrechner (12) Stellwerte an die Streueinrichtung (2) oder die Presse (6) oder die Trenneinrichtung (7) weitergeleitet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühl- oder Reifelagerung zugeführten Platten identifiziert werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Platten vor und nach der Kühl- oder Reifelagerung an den gleichen Stellen ihre Dicke gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Platte in beiden Messungen einem vordefinierten Messraster unterworfen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Kühl- oder Reifelager (10) zugeführten Platten dem im vorangehenden Herstellungsprozess korrespondierenden Mattenabschnitt zugeordnet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Differenzmessungen Stellgrößen-Kennlinien für jedes Format und/oder jedes Produkt angelegt werden.