AT14312U1 - Device for cooling moving flat material - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von bewegtem Flachmaterial (2) aus einem Gemisch von vorzugsweise mit Bindemittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Teilchen, insbesondere HDF- und UTHDF-Platten, bzw. MDF- und UTMDF-Platten, im Anschluss an einen heißen, verdichtenden Herstellungsprozess, wobei die Kühlung über wenigstens eine umlaufende, das Flachmaterial (2) im Betrieb in Laufrichtung über eine Länge von mindestens 100 mm kontaktierende Oberfläche eines umlaufenden Bandes (7) oder eines umlaufenden Walzenmantels eines Kühlelementes (4) vornehmbar ist, wobei das umlaufende Band (7) oder der umlaufende Walzenmantel auf der Innenseite mit einem Kühlfluid beaufschlagbar und unter einem Anpressdruck gegen das Flachmaterial (2) andrückbar ist. Um eine schnellere und genauere Herstellbarkeit zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Anpressdruck und/oder die Kühlleistung über mehrere, quer zur Laufrichtung des Flachmaterials angeordnete und unabhängig voneinander ansteuerbare Zonen (16) wenigstens eines Elementes (9) aufbringbar sind.The invention relates to a device for cooling moving flat material (2) from a mixture of preferably lignocellulosic and / or cellulosic particles, in particular HDF and UTHDF plates, or MDF and UTMDF plates, which are mixed with binders, following one hot, compacting production process, wherein the cooling via at least one circumferential, the flat material (2) in operation in the direction over a length of at least 100 mm contacting surface of a revolving belt (7) or a circumferential roll shell of a cooling element (4) is vornehmbar, wherein the circulating belt (7) or the rotating roll shell can be acted upon by a cooling fluid on the inside and can be pressed against the flat material (2) under a contact pressure. In order to realize a faster and more accurate manufacturability, it is provided that the contact pressure and / or the cooling power can be applied via a plurality of zones (16) of at least one element (9) arranged transversely to the running direction of the flat material and independently controllable.
Description
Beschreibungdescription
VORRICHTUNG ZUR KÜHLUNG VON BEWEGTEM FLACHMATERIALDEVICE FOR COOLING MOVING FLAT MATERIAL
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von bewegtem Flachmaterial auseinem Gemisch von vorzugsweise mit Bindemittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulose¬haltigen Teilchen, insbesondere HDF- und UTHDF-Platten, bzw. MDF- und UTMDF-Platten, imAnschluss an einen heißen, verdichtenden Herstellungsprozess, wobei die Kühlung über we¬nigstens eine umlaufende, das Flachmaterial im Betrieb in Laufrichtung über eine Länge vonmindestens 100 mm kontaktierende Oberfläche eines umlaufenden Bandes oder eines umlau¬fenden Walzenmantels eines Kühlelementes vornehmbar ist, wobei das umlaufende Band oderder umlaufende Walzenmantel auf der Innenseite mit einem Kühlfluid beaufschlagbar und untereinem Anpressdruck gegen das Flachmaterial andrückbar ist.The invention relates to a device for cooling of moving flat material auseinem mixture of preferably added with binder lignocellulosic and / or cellulose-containing particles, in particular HDF and UTHDF plates, or MDF and UTMDF plates, followed by a hot, compacting production process, the cooling over at least one circumferential, the flat material in operation in the direction over a length of at least 100 mm contacting surface of a circulating belt or a Umlaufenden roll shell of a cooling element vornehmbar, wherein the circulating belt or the rotating roll shell can be acted upon on the inside with a cooling fluid and under a contact pressure against the flat material is pressed.
[0002] Die Herstellung von HDF- und UTHDF- bzw. MDF- und UTMDF-Platten findet in einemheißen verdichtenden Herstellungsprozess statt. MDF steht dabei für eine mitteldichte Holzfa¬serplatte oder mitteldichte Faserplatte, während HDF die Hochdichte Faserplatte bezeichnet.Besonders bezieht sich die Erfindung auf Flachmaterial mit einer Dicke von 1 bis 5 mm und eineDichte von 600 bis 1200 kg/m3. An dieser Stelle der Dickenkennzeichnung kommt der Vorsatzin der Bezeichnung, das UT, zum Tragen, der „Ultra Thin“ charakterisiert. Die gewünschteProduktionsgeschwindigkeit sollte bis an 2 m/s heranreichen können.The production of HDF and UTHDF or MDF and UTMDF plates takes place in a hot compacting manufacturing process. MDF stands for a medium density wood fiberboard or medium density fiberboard, while HDF refers to the high density fiberboard. More specifically, the invention relates to sheet having a thickness of 1 to 5 mm and a density of 600 to 1200 kg / m3. At this point the thickness designation comes the intent in the designation, the UT, to bear, the "Ultra Thin" characterizes. The desired production rate should be able to reach up to 2 m / s.
[0003] Bislang wurden solche Platten eher unzureichend mit Luft- oder Wasserbeaufschlagunggekühlt. Abgesehen davon, dass die Kühlstrecke in diesem Fall sehr lang ist und einen ausge¬sprochen hohen Energieverbrauch aufweist, ergeben sich mit solchen Verfahren auch immernegative Beeinflussungen der kurz zuvor geglätteten Oberfläche oder Einwirkungen auf diechemische oder physikalische Struktur des Flachmaterials.So far, such plates have been insufficiently cooled with air or Wasserbeaufschlagung. Apart from the fact that the cooling section in this case is very long and has a pronounced high energy consumption, such processes also result in immernegative influences on the recently smoothed surface or effects on the chemical or physical structure of the flat material.
[0004] Aus der DE 199 19 822 A1 und der DE 199 26 155 A1 sind Doppelband- Kühlpressenbekannt, durch die eine etwa 15 mm dicken Werkstoffplatte einer Schockkühlung unterworfenwerden kann. Aus beiden Veröffentlichungen ist entnehmbar (besonders ausführlich dargestelltin der Figur 2 der DE 199 26 155 A1), dass man Kerntemperaturen von 80 bis 100°C erzielenkann. Es ist bekannt, dass Werkstoffplatten nach einer solchen Behandlung häufig in einerderartigen Doppelband-Kühlpresse in der Regel noch über einen längeren Zeitraum in soge¬nannten „Kühlsternen“ gelagert werden müssen, bis sie eine Temperatur erreicht haben, bei dersie stapelbar sind. Oder die Platten müssen in ähnlichen Anlagen überschliffen werden, weil dieOberflächen nachgeraut sind.From DE 199 19 822 A1 and DE 199 26 155 A1 double-belt cooling presses are known, through which an approximately 15 mm thick material plate can be subjected to shock cooling. It can be seen from both publications (particularly detailed in FIG. 2 of DE 199 26 155 A1) that core temperatures of 80 to 100 ° C. can be achieved. It is known that, after such a treatment, material panels often have to be stored in such a double-belt cooling press for a relatively long time in so-called "cooling stars" until they reach a temperature at which they are stackable. Or the boards need to be ground in similar installations because the surfaces are roughened.
[0005] Besonders gravierend - und gerade bei dünnem Flachmaterial gemäß der Erfindung - istes, wenn es bei dem Produktionsprozess zu Dichte- oder Dickenschwankungen im Querprofilkommt. Bei UTMDF/UTHDF- Flachmaterial können die Unebenheiten durch Schwankungen beider Streuung entstehen, sie sind also Flächengewichtsschwankungen. Diese liegen selbst beimodernen Anlagen noch in einer Größenordnung von 10 kg/m3 bei einer mittleren Plattendichtevon 860 kg/m3. Es wäre bei alleiniger Verwendung der letztgenannten Doppelband-Kühlpresseunausweichlich, dass die (UT)MDF bzw. (UT)HDF-Platten bei einer Stapelung geschnittenerAbschnitte wellig werden. Findet die Stapelung statt, wenn die Temperatur des Flachmaterialsnoch zu hoch ist oder vom Kern zur Oberfläche einen zu hohen Gradienten aufweist, könnesich außerdem die Bindemittel über die Zeit verändern und die mechanischen Eigenschaftennegativ beeinflussen.Particularly serious - and especially with thin sheet material according to the invention - is when it comes in the production process to density or thickness variations in the transverse profile. In the case of UTMDF / UTHDF flat material, the unevenness can arise due to fluctuations in both scattering, ie they are variations in basis weight. These are even in the order of 10 kg / m3 with a mean plate density of 860 kg / m3. It would be unavoidable when using the latter double-belt cold press alone that the (UT) MDF or (UT) HDF boards become wavy when stacked sections are cut. In addition, if the stacking occurs, if the temperature of the sheet is still too high or too high a gradient from the core to the surface, the binders may also change over time and adversely affect the mechanical properties.
[0006] Auf jeden Fall aber müssen Platten ungleichmäßiger Dicke oder Dichte nachbearbeitetwerden, was eine nicht zu vernachlässigende Produktionszeit verbraucht.In any case, plates of uneven thickness or density must be post-processed, which consumes a non-negligible production time.
[0007] Die Aufgabe der Erfindung ist demzufolge, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der einFlachmaterial gemäß der Erfindung derart ohne signifikante Qualitätseinbußen kühlbar ist, dasses schneller und genauer herzustellen ist, als es der Stand der Technik erlaubt.The object of the invention is therefore to provide an apparatus with which a flat material according to the invention can be cooled without significant loss of quality, so that it is faster and more accurate to manufacture than the state of the art allows.
[0008] Die Aufgabe wird vorrichtungsgemäß dadurch gelöst, dass der Anpressdruck und/oder die Kühlleistung über mehrere, quer zur Laufrichtung des Flachmaterials angeordnete undunabhängig voneinander ansteuerbare Zonen wenigstens eines Elementes aufbringbar sind.The object is achieved according to the device in that the contact pressure and / or the cooling power over a plurality of transversely to the direction of the sheet material arranged andunabhängig each other controllable zones of at least one element can be applied.
[0009] Das gekühlte Band oder der gekühlte Mantel haben einen deutlichen Einfluss auf diesich bildende Oberflächenqualität des Flachmaterials. Wenn sich Druck oder Temperatur überdie Breite des Flachmaterials oder in dessen Bearbeitungsrichtung zonenweise einstellen lässt,kann man in geschickter Weise Einfluss auf das Profil nehmen. Beispielsweise kann es not¬wendig sein, bei trockeneren Randzonen des Flachmaterials mit anderen Drücken oder Tempe¬raturen zu operieren, als das in der Mitte des Flachmaterials angebracht ist. Unebenheiten indem Flachmaterial können ebenfalls ausgeglichen werden, beispielsweise im Querprofil queroder im Längsprofil in Laufrichtung des Flachmaterials bedingte Dickenschwankungen. BeiMDF/HDF-Flachmaterial würden die Unebenheiten, wie gesagt, durch Schwankungen bei derStreuung entstehen können, sie sind also Flächengewichtsschwankungen. Diese sind selbst beimodernen Anlagen noch in einer Größenordnung von 10 kg/m3 bei einer mittleren Plattendichtevon 860 kg/m3. Die Druckgebung in den einzelnen Zonen kann dabei beispielsweise anhandder durch einen Sensor ermittelten Dickenunterschiede über einen Prozessor angesteuertwerden.The cooled belt or the cooled jacket have a significant influence on the forming surface quality of the sheet. If pressure or temperature can be adjusted zone by zone over the width of the sheet or in its machining direction, one can skilfully influence the profile. For example, it may be necessary to operate at drier edge zones of the flat material with different pressures or temperatures than that which is applied in the center of the flat material. Unevenness in the flat material can also be compensated, for example in the transverse profile transversely or in the longitudinal profile in the direction of the flat material caused thickness variations. For MDF / HDF sheet, as noted, the unevenness could be due to variations in scatter, so they are basis weight variations. These are even in the order of 10 kg / m3 at an average plate density of 860 kg / m3, even in the case of modern plants. The pressure in the individual zones can be controlled via a processor, for example, based on the thickness differences determined by a sensor.
[0010] Es ist von Vorteil, wenn das Element ein Andruckelement ist, das das umlaufende Bandoder den umlaufenden Walzenmantel gegen das Flachmaterial presst. Man besitzt dadurchdemnach ein Element, was dazu geeignet ist, den Basis-Druck auf das Band oder den Mantelaufzubringen. Über die Zonen müssen dann nur die lokalen Druckerhöhungen oder Kühlleis¬tungsveränderungen bewirkt werden. Bevorzugt ist das Andruckelement innerhalb des Küh¬lelementes vorgesehen, um das umlaufende Band oder den umlaufenden Walzenmantel gegendas Flachmaterial zu pressen. Ein solches Andruckelement kann in seiner Elastizität und Reib¬werten angepasst werden.It is advantageous if the element is a pressure element which presses the rotating belt or the rotating roll shell against the sheet. Thus, one possesses an element which is capable of applying the base pressure to the tape or cladding. About the zones then only the local pressure increases or Kühlleis¬tungsveränderungen must be effected. Preferably, the pressure element is provided within the Küh¬lelementes to press the rotating belt or the rotating roll shell against the flat material. Such a pressure element can be adapted in its elasticity and Reib¬werten.
[0011] Vorzugsweise sind die Zonen im Bereich des Flachmaterialrandes quer zur Laufrichtungdes Flachmaterials schmaler als in der Mitte. Dadurch erhält man eine feinere Profilierungsmög¬lichkeit am Rand, wo in der Regel die größten Abweichungen vom Sollprofil auftreten. Zudemergibt sich die Möglichkeit, auch unterschiedlich breites Fasermaterial behandeln zu können,indem die äußersten Zonen entsprechend zu- oder abgeschaltet werden.Preferably, the zones are narrower in the region of the flat material edge transversely to the direction of the flat material than in the middle. This gives a finer Profilierungsmög¬lichkeit on the edge, where usually the largest deviations from the nominal profile occur. In addition, there is the possibility of being able to treat also different widths of fiber material by the outermost zones are switched on or off accordingly.
[0012] Es ist vorteilhaft, wenn die Zonen hydrostatische Taschen umfassen. Über hydrostati¬sche Taschen lässt sich einerseits einfach ein Druck aufbauen, der bei zwei relativ zueinanderbeweglichen Teilen (Band bzw. Mantel zum Element) die Reibung äußerst stark herabsetzt.Andererseits lässt sich das hydrostatische Fluid auch noch zur Kühlung einsetzen.It is advantageous if the zones comprise hydrostatic pockets. On the one hand, hydrostatic pockets make it possible to build up a pressure which greatly reduces friction in the case of two parts which can move relative to one another (band or jacket to the element). On the other hand, the hydrostatic fluid can also be used for cooling.
[0013] Besonders bevorzugt wird dabei dafür gesorgt, dass der Anpressdruck über den Druckdes Kühlfluids erzeugbar ist. Es werden beispielsweise Andruckelemente eingesetzt, die voneinem oder mehreren Kolben- Zylinder-Einheiten angestellt werden können. Das Kühlfluid wirdunter einem Druck von 3 bis 20 bar durch eine oder mehrere Kapillaren in eine sogenannteDrucktasche geführt, die auf der dem Band oder dem Mantel zugewandten Fläche des Andru¬ckelementes eingelassen ist. Das Kühlfluid strömt dann über die einrahmenden Stege derDrucktasche und übernimmt gleich zwei Aufgaben. Einerseits sorgt es für eine reibungsfreieFlüssigkeitsschmierung oder Gaspolster, die/das auch den Druck auf das Flachmaterial auf¬nimmt, und andererseits kühlt es in unmittelbarem Kontakt das Band oder den Mantel von derInnenseite.Particularly preferred is ensured that the contact pressure on the pressure of the cooling fluid can be generated. For example, pressure elements are used which can be operated by one or more piston-cylinder units. The cooling fluid is passed under a pressure of 3 to 20 bar through one or more capillaries into a so-called pressure pocket which is embedded on the surface of the pressure element facing the band or the jacket. The cooling fluid then flows over the framing webs of the pressure pocket and takes over two tasks. On the one hand, it provides for a frictionless liquid lubrication or gas cushion which also absorbs the pressure on the flat material, and on the other hand it cools the tape or the jacket from the inside in direct contact.
[0014] Es ist von Vorteil, wenn die Länge der kontaktierenden Oberfläche eines umlaufendenBandes oder eines umlaufenden Walzenmantels maximal 2000 mm, bevorzugt maximal 1000mm beträgt. Der Aufbau des Kühlelementes vereinfacht sich konstruktiv erheblich. Technolo¬gisch erfährt das Flachmaterial eine Art einer kurzen „Impulskühlung“, die sich auf den Gesamt¬kühlprozess als sehr vorteilhaft herausgestellt hat. Unter der Voraussetzung, dass das Flach¬material eine Geschwindigkeit von 1,0 bis 2,0 m/s hat, dauern die Kühlimpulse entsprechendetwa 100 bis 800 ms.It is advantageous if the length of the contacting surface of a circulating belt or a rotating roll shell is at most 2000 mm, preferably at most 1000 mm. The structure of the cooling element simplifies constructively considerably. Technologically, the flat material experiences a type of short "pulse cooling" which has proven to be very advantageous in the overall cooling process. Assuming that the sheet material has a speed of 1.0 to 2.0 m / s, the cooling pulses last about 100 to 800 ms.
[0015] Vorzugsweise sind mehrere Kühlelemente hintereinander mit wenigstens einer dazwi- sehen liegenden Temperaturausgleichszone vorgesehen.Preferably, a plurality of cooling elements are provided one behind the other with at least one temperature compensation zone lying between them.
[0016] Es hat sich gezeigt, dass es mit dieser Anordnung in positiver Wirkung möglich ist, daslaufende Flachmaterial vor oder ggf. auch nach dem Schneiden in gewünschte Längenabschnit¬te sehr stark auch im Kern abzukühlen. Ein gestecktes Ziel, das mit dieser Erfindung erreichtwurde, war es, das Flachmaterial insgesamt um mindestens 50°C abzukühlen.It has been shown that it is possible with this arrangement in positive effect to cool the running flat material before or possibly even after cutting into desired Längenabschnit¬te very strong in the core. A goal that was achieved with this invention was to cool the sheet as a whole by at least 50 ° C.
[0017] Dabei durfte die gesamte Kühlstrecke 25 Meter möglichst nicht überschreiten. Diesesnebengeordnete Ziel wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt. In der Regel handeltes sich dabei um eine Einlauftemperatur von ca. ΙΟΟΌ hin zu einer Temperatur (vorzugsweisevor dem Schnitt) von unter 50 °C, wünschenswert und erreichbar ist - je nach Dicke des Flach¬materials - sogar unter 40°C.The entire cooling section should not exceed 25 meters as possible. This secondary objective is fulfilled with the device according to the invention. As a rule, this is an inlet temperature of about ΙΟΟΌ to a temperature (preferably before the cut) of below 50 ° C, is desirable and achievable - depending on the thickness of the flat material - even below 40 ° C.
[0018] Unter der Temperaturausgleichszone ist ein Streckenabschnitt für das Flachmaterial zuverstehen, in dem sich die in dem Kühlelement stark reduzierte Oberflächentemperatur und dieKerntemperatur wieder einander annähern. Außerdem kann ein Feuchte- und Dampfdruckaus¬gleich stattfinden.Under the temperature compensation zone is a stretch for the flat material to understand, in which the greatly reduced in the cooling element surface temperature and the core temperature approach each other again. In addition, a moisture and Dampfdruckausgleich take place.
[0019] Bevorzugt weist die Temperaturausgleichszone eine Länge von 100 bis 2000 mm auf. Indiesem Abschnitt wird dem Flachmaterial die Möglichkeit gegeben, den Temperaturgradientenvon Oberfläche zu Kern wieder abzusenken. Die innere Wärme wird demzufolge mit der Gele¬genheit eines Feuchte- und Dampfdruckausgleichs nach außen geführt. Im Kontakt mit demnächsten Kühlelement wird der Prozess wiederholt, bis sowohl Oberflächen- als auch Kerntem¬peratur auf einem annähernd gleichen und niedrigen Niveau sind. Bevorzugt ist die Tempera¬turausgleichszone zumindest teilweise mit einer zum Flachmaterial hin offenen Haube verse¬hen. Dadurch schafft man zwischen den Kühlelementen eine Temperaturausgleichzone miteiner konditionierbaren Atmosphäre nahe der Oberfläche des Flachmaterials. Es können„flash“-artige Verdampfungen vermieden werden und somit ein Aufreißen und Aufrauen derOberfläche.Preferably, the temperature compensation zone has a length of 100 to 2000 mm. In this section, the sheet is given the opportunity to lower the temperature gradient from surface to core again. The internal heat is therefore carried out with the opportunity of a moisture and vapor pressure equalization to the outside. In contact with the next cooling element, the process is repeated until both surface and core temperatures are at an approximately equal and low level. Preferably, the temperature compensation zone is at least partially provided with a hood open towards the flat material. Thereby, a temperature compensation zone with a conditionable atmosphere near the surface of the sheet is created between the cooling elements. It can "flash" -like evaporations are avoided and thus tearing and roughening of the surface.
[0020] Wie in der Temperaturausgleichszone kann zusätzlich vorgesehen werden, dass umlau¬fende Bänder eingekapselt und/oder konditioniert werden. Damit wird eine Kondenswasserbil-dung auf den kalten Bändern vermieden.As in the temperature compensation zone can be additionally provided that umlaufenden bands encapsulated and / or conditioned. This prevents condensation on the cold strips.
[0021] Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass mindestens 10 Kühlelemente hintereinandergeschaltetsind. Ab dieser Anzahl von Kühlelementen mit einer Kontaktlänge von ca. 800 mm ist es über¬raschend gelungen, mittelstarke HDF-Platten bereits von einer Kerntemperatur von 100*0 auf50O herunterzukühlen.Advantageously, it is ensured that at least 10 cooling elements are connected in series. From this number of cooling elements with a contact length of about 800 mm, it has surprisingly been possible to cool down medium-strength HDF boards from a core temperature of 100 * 0 to 50 °.
[0022] Es ist günstig, wenn den Kühlelementen auf der der Platte gegenüberliegenden Seitejeweils ein Gegenelement zugeordnet ist. Dieses wirkt dabei nicht nur als Gegenkraft zu demvon dem Kühlelement aufgebauten Druck gegen das Flachmaterial, sondern ist geeigneter¬weise ebenfalls als Kühlelement ausgestaltet. Dadurch ergibt sich ein symmetrischer Tempera¬turverlauf über die Flachmaterialdicke und die innen gestaute Wärme kann in zwei Richtungenabfließen.It is advantageous if the cooling elements on the opposite side of the plate is assigned in each case a counter element. This not only acts as a counterforce to the pressure built up by the cooling element against the flat material, but is suitably also designed as a cooling element. This results in a symmetrical temperature curve over the flat material thickness and the heat accumulated on the inside can flow off in two directions.
[0023] Vorzugsweise sind das Gegenelement und das Kühlelement dabei weitgehend identischaufgebaut. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn alle Kühl- und Gegenelemente im Wesentlichengleich aufgebaut sind. Man schafft dadurch ein Modul, das abhängig von der Fasermaterialbrei¬te nur einmal konstruiert werden muss und schließlich, je nach Bedarf, mehrfach hintereinandereingesetzt werden kann.Preferably, the counter element and the cooling element are constructed largely identically. It is also advantageous if all cooling and counter elements are constructed substantially the same. This creates a module which, depending on the Fasermaterialbrei¬te only once must be constructed and finally, as needed, can be used several times in succession.
[0024] Es ist günstig, wenn das Band oder der Mantel eine Wandstärke von maximal 0,1 bis2 mm besitzt und zumindest die Oberfläche des Bandes oder des Mantels aus Metall besteht.Dadurch wird die Wärmeabfuhr wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit des Mantel- oder Band¬werkstoffes erleichtert. Ein 0,2 mm starkes Band aus galvanisch erzeugtem Nickel hat sich hierals besonders wirkungsvoll erwiesen.It is advantageous if the band or the sheath has a maximum wall thickness of 0.1 to 2 mm and at least the surface of the band or the jacket consists of Metall.Dadurch is the heat dissipation because of the high thermal conductivity of the sheath or Band¬ material facilitates. A 0.2 mm thick strip of electroformed nickel has proven to be particularly effective here.
[0025] Um eine sehr glatte Oberfläche des Flachmaterials zu erhalten, ist es auch von Vorteil,wenn die Oberfläche des Bandes oder des Mantels eine Rauhigkeit mit einem maximalen Ra-In order to obtain a very smooth surface of the flat material, it is also advantageous if the surface of the band or of the shell has a roughness with a maximum
Wert von 0,8 pm aufweist.Value of 0.8 pm.
[0026] Vielfach ist es von Vorteil, wenn das Flachmaterial „kalibriert“ wird, bevor es zu erstenKühlelement gelangt. Dazu ist vorgesehen, dass zumindest dem ersten Kühlelement ein Wal¬zenspalt für das Flachmaterial vorgeschaltet ist. Ein solcher Walzenspalt befindet sich bei¬spielsweise in einem Kalander. Die Walzen können mit angepassten Oberflächen versehensein, also beispielsweise hart und glatt aus Metall zur Erzeugung einer besonderen Glätte, odermit einem elastischen Belag zur Erzielung einer gleichmäßigen Verdichtung. Zudem können dieWalzen temperierbar sein.In many cases, it is advantageous if the flat material is "calibrated" before it reaches the first cooling element. For this purpose, it is provided that at least the first cooling element is preceded by a roller nip for the flat material. Such a nip is spielsweise in a calender. The rollers may be provided with adapted surfaces, such as hard and smooth metal to produce a particular smoothness, or with an elastic coating to achieve a uniform compaction. In addition, the rollers can be tempered.
[0027] In Bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eineKühlung von mindestens 50°C über die beschriebene Vorrichtung erfolgt.With respect to the method, the object of the invention is achieved in that a cooling of at least 50 ° C via the device described.
[0028] Und in Bezug auf das Produkt einer UTMDF- oder UTHDF-Platte mit einer Dicke von 1bis 3 mm wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass diese mittels der beschriebenenVorrichtung gekühlt wurde.And with respect to the product of a UTMDF or UTHDF plate having a thickness of 1 to 3 mm, the object of the invention is achieved by cooling it by means of the described device.
[0029] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnah¬me auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen [0030] Figur 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung zum Kühlen, [0031] Figur 2 einen Querschnitt durch ein Kühlelement, [0032] Figur 3 eine dreidimensionale Darstellung eines Kühlelementes ohne Band und [0033] Figur 4 ein Diagramm, in dem der Temperaturverlauf von Kern und Oberfläche einesThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with Bezugnah¬me to the drawings. 1 shows a schematic, partially sectioned illustration of an apparatus according to the invention for cooling, [0031] FIG. 2 shows a cross section through a cooling element, [0032] FIG. 3 shows a three-dimensional illustration of a cooling element without a strip and [0033] FIG 4 is a diagram in which the temperature profile of the core and surface of a
Flachmaterials über die Behandlungsdauer in der erfindungsgemäßen Vor¬richtung dargestellt ist.Flat material over the treatment time in the device according to the invention is shown.
[0034] Die Vorrichtung 1 zum Kühlen eines Flachmaterials 2, insbesondere von (UT)MDF- oder(UT)HDF-Platten, zeigt in Bahnlaufrichtung zunächst einen kalibrierenden Walzenspalt 3 undanschließend mehrere hintereinander geschaltete Kühlelemente 4 mit jeweils einer über100 mm langen, umlaufenden Kontaktfläche 5 zum Flachmaterial 2, und deren Gegenelemente4’ auf der gegenüberliegenden Seite des Flachmaterials 2. Die Gegenelemente 4’ sind identischaufgebaut, wie die Kühlelemente 4, so dass die Vorrichtung mehrere gleichartige Module be¬sitzt. Sowohl Kühlelement 4 als auch Gegenelement 4’ besitzen einen Rahmen 8 in dem zweiUmlenkwalzen 6 gelagert sind. Die Kontaktfläche 5 wird in diesem Fall durch ein über die zweiUmlenkwalzen 6 umlaufendes Metallband 7 gebildet. Alternativ wären aber auch flexible Wal¬zenmäntel denkbar. Innerhalb des Rahmens sind gekühlte Elemente 9, insbesondere Andru¬ckelemente, gelagert, die später beschrieben werden. Jedes Kühlelement 4 verfügt über we¬nigstens einen, nicht dargestellten Anschluss für ein Kühlfluid. Über das Kühlfluid wird dasMetallband 7 auf der dem Flachmaterial abgewandten, also der Innenseite gekühlt. Auf dieseWeise wird die Wärme aus dem Oberflächenbereich des Fasermaterials durch das Metallband7 hindurch abgeleitet. Dazu hat das Band eine sehr geringe Dicke von beispielsweise 0,3 mmund ist aus einem gut wärmeleitenden Metall wie beispielsweise Stahl oder besser Nickel. DieTemperatur des Kühlfluids kann überwacht werden und sobald das Kühlfluid in dem abgedich¬teten Kühlelement 4 eine Temperaturgrenze überschritten hat, wird es über nicht dargestellteAbflussleitungen abgeleitet. Um die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 1 besonders effektivwirken zu lassen, sollte mindestens 10 Kühlelemente 4 hintereinandergeschaltet sein (ausdarstellerischen Gründen sind in Figur 1 nur vier aufgezeigt). Sofern das Metallband 7 zudemeine Oberflächenrauhigkeit Ra unter 0,8 pm besitzt, können sogar Nachglättungseffekte erzeugtwerden.The device 1 for cooling a flat material 2, in particular of (UT) MDF or (UT) HDF plates, shows in the web running direction first a calibrating nip 3 and then a plurality of successively connected cooling elements 4, each with a more than 100 mm long, circumferential contact surface 5 to the flat material 2, and their counter-elements 4 'on the opposite side of the sheet 2. The counter-elements 4' are constructed identically, as the cooling elements 4, so that the device be¬sitzt several similar modules. Both cooling element 4 and counter element 4 'have a frame 8 in which two deflection rollers 6 are mounted. In this case, the contact surface 5 is formed by a metal band 7 which circulates over the two deflection rollers 6. Alternatively, however, flexible roller coats would also be conceivable. Within the frame are refrigerated elements 9, in particular Andru¬ckelemente stored, which will be described later. Each cooling element 4 has at least one connection, not shown, for a cooling fluid. Via the cooling fluid, the metal band 7 is cooled on the side facing away from the flat material, that is to say on the inside. In this way, the heat is dissipated from the surface area of the fiber material through the metal band 7. For this purpose, the band has a very small thickness of, for example, 0.3 mm and is made of a good heat-conducting metal such as steel or better nickel. The temperature of the cooling fluid can be monitored, and as soon as the cooling fluid in the sealed cooling element 4 has exceeded a temperature limit, it is discharged via drain lines (not shown). In order to make the cooling device 1 according to the invention particularly effective, at least 10 cooling elements 4 should be connected in series (for illustrative reasons only four are shown in FIG. 1). In addition, if the metal strip 7 has a surface roughness Ra below 0.8 μm, even after-smoothening effects can be produced.
[0035] Zwischen den Kühlelementen 4 sind Temperaturausgleichszonen 10 vorgesehen. Hier¬bei handelt es sich um eine Wegstrecke für das Flachmaterial 2, in der es nicht aktiv gekühltwird. Wenn sich das Flachmaterial 2 in der Temperaturausgleichszone 10 befindet, strömtWärme aus dem heißeren Kern zu den kurz zuvor gekühlten Oberflächen des Flachmaterials 2.Die Temperaturausgleichszone 10 ist von einer Haube 11 abgedeckt, um eine günstige, feuch- te, also konditionierte Atmosphäre zu schaffen, damit es nicht zu Flashverdampfungen undsomit zu einem Aufrauen der Oberfläche das Flachmaterials 2 kommt. Die Temperaturaus¬gleichszone 10 weist eine Länge von 100 bis 2000 mm auf, in diesem Ausführungsbeispiel etwa900 mm. Außerdem verhindern die Temperaturausgleichszonen eine Kondensation von Umge¬bungsluft auf dem Flachmaterial 2 oder dem Band 7. Entsprechend kann in nicht dargestellterWeise auch jedes Band 7 zumindest teilweise eingehaust sein.Between the cooling elements 4 temperature compensation zones 10 are provided. This is a path for the flat material 2, in which it is not actively cooled. When the sheet 2 is in the temperature compensation zone 10, heat flows from the hotter core to the recently cooled surfaces of the sheet 2. The temperature compensation zone 10 is covered by a hood 11 to provide a favorable, humid, ie conditioned, atmosphere. so that it does not come to Flashverdampfungen and thus to a roughening of the surface of the sheet 2. The temperature equalization zone 10 has a length of 100 to 2000 mm, in this embodiment about 900 mm. In addition, the temperature compensation zones prevent a condensation of ambient air on the flat material 2 or the band 7. Accordingly, in an unillustrated manner, each band 7 may also be at least partially enclosed.
[0036] Der Walzenspalt 3 wird durch zwei Walzen 12, 13 gebildet. Die Walze 12 ist dabei eineWalze mit einem über wenigstens ein Stützelement 14 biegeeinstellbaren und gegen die Ge¬genwalze 13 anstellbaren Mantel 15. Über das wenigstens eine Stützelement 14 wird dasFlachmaterial 2 auch mit Druck beaufschlagt und entsprechend geglättet oder kalibriert.The nip 3 is formed by two rollers 12, 13. The roller 12 is in this case a roller with a jacket 15 which can be bent over at least one support element 14 and can be turned against the roller 13. The flat material 2 is also pressurized via the at least one support element 14 and correspondingly smoothed or calibrated.
[0037] In der Figur 2 ist ein Querschnitt durch jeweils ein gegeneinander arbeitendes Kühl- undidentisch aufgebautes Gegenelement gelegt. Zwischen beiden wird das Flachmaterial 2 ge¬kühlt. Gegen das umlaufende Metallband 7 drückt das (Andruck-)Element 9, das sich auf demRahmen 8 abstützt. In der dem Band 7 zugewandten Seite des Elementes 9 sind Zonen 16eingebracht. Diese als Taschen ausgebildeten Zonen 16 werden mit unter Druck stehendemKühlfluid versorgt, so dass sich ein Druckpolster zwischen Element 9 und Band 7 aufbaut. DerAnpressdruck ist also über den Druck des Kühlfluids erzeugbar. Im Bereich der Ränder derFlachmaterials 2 sind mehrere schmale Zonen (Taschen 16”) vorgesehen, während die Zonen(Taschen 16’) in der Flachmaterialmitte größer sein können. Der Sinn ist, dass man Druck undKühlung auf die oft trockeneren oder dünneren Ränder des Flachmaterials 2 genauer einstellenkann, um anschließend ein gleichmäßiges Querprofil des Flachmaterials 2 zu erhalten.FIG. 2 shows a cross-section through a counter-element operating against each other and constructed identically. Between the two, the sheet 2 is cooled. Against the circulating metal band 7 presses the (pressure) element 9, which is supported on the frame 8. In the band 7 side facing the element 9 zones 16 are incorporated. These pocketed zones 16 are supplied with pressurized cooling fluid to build up a pressure pad between element 9 and belt 7. The contact pressure can therefore be generated via the pressure of the cooling fluid. In the area of the edges of the flat material 2, a plurality of narrow zones (pockets 16 ") are provided, while the zones (pockets 16 ') in the center of the sheets may be larger. The purpose is to be able to more accurately adjust the pressure and cooling to the often drier or thinner edges of the sheet 2 in order to subsequently obtain a uniform transverse profile of the sheet 2.
[0038] Die Feder 17 wirkt dabei am Rand sogar in Gegenrichtung zum hydrostatischen Fluid-druck in den Taschen, um im Extremfall zwar einen Schmierfilm aufbauen, aber Druck auf dieRänder des Flächmaterials 2 völlig auszuschließen zu können. Zudem ist mit Hilfe dieser Ge¬staltung von mehreren, einzeln mit Kühlfluid ansteuerbaren schmalen Taschen 16” und derFeder 17 das gesamte Kühlelement 4 auf unterschiedliche, d. h. variierende Flachmaterialbrei¬ten einstellbar. Es sind demnach durch die Taschen 16’, 16” unterschiedlich ansteuerbareZonen 16 geschaffen worden, über die auf jede Querprofilabweichung im Flachmaterial reagiertwerden kann.The spring 17 acts on the edge even in the opposite direction to the hydrostatic fluid pressure in the pockets to build in extreme cases, although a lubricating film, but to be able to completely exclude pressure on the edges of the sheet 2. In addition, with the aid of this configuration of a plurality of narrow pockets 16 "and the spring 17, which can be controlled individually with cooling fluid, the entire cooling element 4 is at different, d. H. adjustable Flachmaterialbrei¬ten adjustable. It has therefore been created by the pockets 16 ', 16 "different controllable zones 16, can be reacted to any cross-sectional deviation in the sheet.
[0039] In der Figur 3 ist das Kühlelement 4 dreidimensional dargestellt. Zum besseren Ver¬ständnis wurde das Band 7 nicht gezeichnet. Mit dieser Darstellung wird die Taschenaufteilungder Zonen/Taschen 16,16’ und 16” im Andruckelement 9 besser verdeutlicht.In the figure 3, the cooling element 4 is shown in three dimensions. For a better understanding, the band 7 was not drawn. With this representation, the pocket distribution of the zones / pockets 16, 16 'and 16 "in the pressure element 9 is better illustrated.
[0040] Die technologische Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich an¬hand des Diagramms in der Figur 4 bezogen auf ein praxisnahes Beispiel leicht aufzeigen.Aufgetragen ist die Temperatur über der Kühlzeit. Die Kurve A steht dabei für die Kerntempera¬tur des Flachmaterials 2 und die Kurve B zeigt den Temperaturverlauf an der Oberfläche.The technological mode of operation of the device according to the invention can easily be demonstrated on the basis of the diagram in FIG. 4 with reference to a practical example. The temperature is applied over the cooling time. The curve A stands for the core temperature of the flat material 2 and the curve B shows the temperature profile at the surface.
[0041] Zum Zeitpunkt T=0 läuft das Flachmaterial, in diesem Fall eine UTHDF Platte mit einerStärke von 3mm, mit durchgängiger Temperatur von 100Ό auf das erste Kühlelement 4 auf.Die Oberfläche wird durch den Kontakt mit dem Band 7, das eine Stärke von 0,1 bis 2 mmhaben sollte, schlagartig auf etwa 30°C abgekühlt. Die Temperatur des Kühlfluids (in diesemFall Wasser) wird auf 15*Ό gehalten.At time T = 0, the sheet, in this case a UTHDF sheet having a thickness of 3 mm, runs at a continuous temperature of 100 ° onto the first cooling element 4. The surface is contacted by the strip 7, which has a thickness of 0.1 to 2 mm, abruptly cooled to about 30 ° C. The temperature of the cooling fluid (in this case water) is maintained at 15 * Ό.
[0042] Kühlelemente 4 und Temperaturausgleichszone 10 sind derart gestaltet, dass sie miteiner Geschwindigkeit von 1,8 m/s jeweils 500 ms durchlaufen werden. Insgesamt sind sech¬zehn Kühlelemente hintereinander geschaltet. Die Gesamtlänge der erfindungsgemäßen Vor¬richtung beträgt demnach etwa 28 Meter.Cooling elements 4 and temperature compensation zone 10 are designed so that they are traversed at a speed of 1.8 m / s each 500 ms. In total, sixteen cooling elements are connected in series. The total length of the device according to the invention is therefore about 28 meters.
[0043] Nach dem Verlassen des ersten Kühlelementes, also in der ersten Temperaturaus¬gleichszone, steigt die Oberflächentemperatur an der Oberfläche wieder bis auf 65 °C an. Aller¬dings sinkt die Kerntemperatur durch den Wärmefluss. Kurz nachdem alle sechzehn Kühlele¬mente durchlaufen sind, liegen sowohl die Kern- als auch die Oberflächentemperatur in einemFeld von 25 bis 45*0 und vergleichmäßigt sich schließlich auf 35°C. Dadurch wird das Flach¬material ohne Lagerzeit zur Abkühlung schneid- und stapelbar, ohne wellig zu werden.After leaving the first cooling element, ie in the first Temperaturaus¬gleichszone, the surface temperature increases at the surface again up to 65 ° C. However, the core temperature decreases due to the heat flow. Shortly after all sixteen cooling elements have passed through, both the core and the surface temperature are in a field of 25 to 45 * 0 and finally evened out to 35 ° C. As a result, the flat material can be cut and stacked without cooling for cooling, without becoming wavy.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Vorrichtung zum Kühlen 2 Flachmaterial 3 Walzenspalt 4 Kühlelement4’ Gegenelement 5 Kontaktfläche 6 Umlenkwalze 7 Band, Metallband 8 Rahmen 9 Element, Andruckelement 10 Temperaturausgleichszone 11 Haube 12 Walze, biegeeinstellbar 13 Gegenwalze 14 Stützelement 15 Mantel 16 Hydrostatische Taschen, Zonen 16’ Hydrostatische Taschen in Flachmaterialmitte, Zone 116” Hydrostatische Taschen am Flachmaterialrand, Zone 2 17 Feder A Temperaturkurve über der Zeit KernB Temperaturkurve über der Zeit OberflächeREFERENCE LIST 1 Apparatus for cooling 2 Sheet material 3 Nip 4 Cooling element 4 'Counter element 5 Contact surface 6 Deflection roller 7 Belt, metal belt 8 Frame 9 Element, pressure element 10 Temperature compensation zone 11 Hood 12 Roller, bendable 13 Counter roller 14 Support element 15 Sheath 16 Hydrostatic pockets, zones 16' Hydrostatic pockets in center of sheet, zone 116 "Hydrostatic pockets on sheet edge, zone 2 17 Spring A Temperature curve over time KernB Temperature curve over time Surface
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