DE102006032149A1

DE102006032149A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzielen einer gleichhohen Verdichtung beim Strangpressen von pflanzlichen Kleinteilen

Info

Publication number: DE102006032149A1
Application number: DE200610032149
Authority: DE
Inventors: Karl Schedlbauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-24

Abstract

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und den zugehörigen Vorrichtungen, um beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere aus Holz, in einer Strangpresse mit radialer Vorpressung, eine gleich hohe oder annähernd gleich hohe im Strang zu erzielen. Sie verwendet dabei entweder Vorpressstempel mit ungleich langem Arbeitshub und/oder eine Einlauföffnung mit einer über die Länge des Presshubes ungleichen Breite, um die die in Pressrichtung abnehmende Dichte des Strangteilstückes durch den Pressstempel zu eliminieren.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung einer gleichhohen Verdichtung beim Strangpressen von pflanzlichen Kleinteilen.
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und den zugehörigen Vorrichtungen um beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere aus Holz, in einer Strangpresse mit radialer Vorpressung, eine gleichhohe oder annähernd gleichhohe im Strang zu erzielen.
Bei Strangpressen mit einer quer zur Pressrichtung arbeitenden Vorpressung wird versucht, den Strang durch den Eintrag von Dampf im Pressraum, auf eine günstige Abbindetemperatur zu bringen. Die mit jedem Presshub erzeugten Strangteilstücke weisen dabei in Pressrichtung Unterschiede in der Dichte von bis zu 0,25 kg/dm³ auf. Die erzeugen Stränge sind deshalb unbrauchbar.
Wird der Erwärmungsdampf hinter dem Pressraum in den Strang eingebracht, verringern sich die Dichteunterschiede erheblich, wirken sich aber immer noch nachteilig aus. Bei Palettenklötzen aus Holzspänen ist eine Dichte von 0,58 bis 0,63 kg/dm³ vorgeschrieben. Die Dichteunterschiede sollten an den Verbindungsstellen der Strangteilstücke weniger 0,03 kg/dm³ betragen, um eine brauchbar feste Verbindung zur erhalten.
Der Erfindung ist deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren mit den zugehörigen Vorrichtungen aufzuzeigen, dem der Dichteunterschied in Pressrichtung in jedem Strangteilstück geringer als 0,03 kg/dm³ ist.
Die Aufgaben der Erfindung wurden mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Untersuchungen von Altholzspänen haben ergeben, dass die Unterscheide in der Verdichtung im Wesentlichen durch das Einbringen von Dampf im Pressraum, in das, durch die radiale Vorpressung teilweise verdichtete Gemenge verursacht werden. Erfolgt das Strangpressen ohne Dampfzufuhr im Pressraum, verringert sich der Dichteunterschied auf ein geringeres, teilweise noch zulässiges Maß.
Bei der Verwendung von Neuspänen in einer Mischung aus Zerspanerspänen, Hobelspänen und Sägespänen mit einem Anteil an Kleinstteilen, war der Dichteunterschied in den Strangteilstücken nur etwa halb so groß, wie bei der Verwendung von aufbereiteten Spänen aus Altholz. Es wurde festgestellt, dass sich der Dichteunterschied mit der Spangröße vergrößert. Die Verringerung der Dichte erfolgt, wie Messungen ergaben, keineswegs gleichmäßig über die Länge. Vielmehr wurde eine annähernd stufenförmige Verringerung festgestellt. Etwa die hinteren 2/3 des mit jedem Hub gebildeten Strangteilstückes weisen in Pressrichtung, von der Pressstempelseite beginnend, lediglich eine sehr geringe Verringerung der Dichte auf, die in etwa denen von Strangteilstücken aus Neuspänen ohne Dampfzugabe entspricht. Anschließend verringert sich die Verdichtung in einer sehr kurzen Übergangsstrecke auf ein um bis zu 0,25 kg/dm³ geringeres Verdichtungsmaß. Die Verdichtung in diesem Teil nimmt in Pressrichtung, wie im hinteren Teil, lediglich noch geringfügig ab.
Als Grund, für diese, vom Üblichen abweichende Abnahme der Verdichtung bei einer Zugabe von Dampf in den Pressraum, sieht die Erfindung darin, dass die größeren Zerspanerspäne im Kern nicht vom Dampf durchdrungen werden und biegefest bleiben. Da sie eine größere Länge besitzen und sich beim Verdichten quer zur Pressrichtung umdrehen wollen, dies aber durch die Volumensverringerung beim Vorfahren des Pressstempels nicht vollständig können, verfilzen sie sich dreidimensional im Pressraum und bewirken eine große Kraft nach außen, in Richtung der Wände des Pressraumes. Die im Gemenge enthaltenen kleineren und dünneren Späne werden hingegen durch den Dampf erweicht. Sie liegen zwischen den größeren Spänen und auch flächig an den Wänden des Pressraumes. Die Presskraft steigt mit der Verringerung des Volumens des Strangteilstückes nicht linear sondern in etwa in einer Parabelform an. Die mögliche Länge Verdichtungshubes wird ist gemäß diesen Erkenntnissen begrenzt. Sie beträgt bei einem Strangquerschnitt von etwa 100 × 100 mm lediglich um 400 mm, gegenüber ca. 650 mm bei Pressen ohne Vorpressen. Dadurch geht der Vorteil der Vorpressung, ein höherer Ausstoß, weitgehend verloren.
Bei der Verwendung eines Reaktor gemäß EP 0376 175 mit einer erhöhten Zugabe von Dampf wurde festgestellt, dass die Späne nur noch um ein Geringes radial ausweichen wollen. Die Erfindung hat deshalb erkannt, dass eine keilförmige oder stufenförmige Erweiterung des Pressraumes in Pressrichtung das Problem nicht zu lösen vermag.
Sie lehrt deshalb, dass der Pressraum bei geschlossenem Vorpressstempel in Pressrichtung entweder sich nicht erweiternd ausgeführt wird, oder in einer oder bis zu etwa 4 Stufen, wobei, abhängig von der Größe des Strangquerschnittes die Erweiterung insgesamt bis zu etwa 3 mm betragen kann.
Die Aufgabe, die Dichtunterschiede zu eliminieren, weist sie der Vorpressung zu. Sie bringt in den Pressraum, bezogen auf den Ort im Pressrichtung, derart viel Gemenge, dass nach dem Vorpresshub ein unterschiedlich vorverdichtetes Strangteilstück im Pressraum liegt. Die Dichte ist dabei in Pressrichtung derart höher, dass durch den Presshub ein gleichhoch oder annähernd gleichhoch verdichtetes Strangteilstück erzeugt wird. Wird im Pressraum kein Erwärmungsdampf zugegeben, wird das Strangteilstück durch die Vorpressung mit einem geringeren Dichteunterschied vorgepresst als einer Zugabe von Erwärmungsdampf. Mit der erfindungsgemäßen unterschiedlich hohen Dichte im vorgepressten Strangteilstück ist es nicht nur möglich, den bei Pressen ohne Dampfzugabe nach der Vorpressung bewährten Presshub von etwa 650 mm beizubehalten, sondern diesen sogar noch auf bis zu etwa 800 oder mehr mm zu vergrößern.
Die ungleichmäßige Vorpressung erreicht die Erfindung auf zwei verschiedenen vorteilhaften Wegen. Entweder sie verwendet zwei oder mehrere in Pressrichtung hintereinander angeordnete Vorpressstempel, die einen unterschiedlichen Hub ausführen, derart, dass der Hub und damit die Vorpressung des hinteren Vorpesstempels am geringsten und der des Vordersten am höchsten ist. Nach dem Arbeitshub des Pressstempels eliminieren sich die Unterschiede in der Verdichtung dadurch, dass die höhere Verdichtung durch den Pressstempel am hinteren Teil des Strangteilstückes mit der geringeren Vorverdichtung die gleich Dichte ergibt, wie die geringere Verdichtung durch den Pressstempel und die höhere Vorverdichtung durch den in Pressrichtung abfolgenden Vorpressstempel. In der anderen, einfacheren, aber genauso vorteilhaften Ausführung verwendet die Erfindung lediglich einen Vorpressstempel, variiert jedoch die Breite der Einlauföffnung in Pressrichtung derart, dass pressstempelseitig weniger Gemenge in den Pressraum gelangt als an der abgewandten Seite. Die Breite der Einlauföffnung lässt sich sowohl in einer Geraden erweiternd ausführen, als auch in angepassten Kurven oder einer nicht geraden Linie folgend. Hierdurch wird ebenfalls eine gleichhohe oder annähernd gleichhohe Verdichtung des Strangteilstückes bewirkt.
Allgemein wird bei Pressen mit einer Vorpressung über der Einlauföffnung ein Schacht angeordnet, in dem sich eine Welle mit aufgesetzten Paddeln dreht. Die Erfindung weiß jedoch, dass die Kleinteile des Gemenges bei der geringen erforderlichen Fallhöhe im Freien Fall am schnellsten den Pressraum befüllen. Sie hat erkannt, dass Paddel oder andere Zufuhreinrichtungen den Freien Fall lediglich behindern und einer langsameren Befüllung führen und zu Verstopfungen des Einlaufschachtes neigen. Sie verwendet deshalb über der Einlauföffnung eine kontinuierlich arbeitende Querfördereinrichtung, vorzugsweise einen Redler oder Trog kettenförderer. Auch mehrere, im Abstand über die Länge der Einlauföffnung quer zur Pressrichtung fördernde Schnecken, deren Trog zur Einlauföffnung hin offen ist, können vorteilhaft eingesetzt werden. Aus konstruktiven Gründen kann ein kurzer Einlaufschacht erforderlich sein. Diesen führt die Erfindung jedoch in einer derartigen Kürze aus, dass der Freie Fall des Gemenges möglicht ungehindert erfolgen kann.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben, wobei auf die im Übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich hingewiesen wird.
Es zeigen:
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Strangpresse, gesehen in Richtung auf den Pressstempel.
2 zeigt einen Schnitt auf der Linie I-I gem. 1
3 zeigt einen Querschnitt durch eine Strangpresse, gesehen in Richtung auf den Pressstempel.
4 zeigt einen Schnitt auf der Linie II-II gem. 3.

1: Pressraum
2: Rezipient
3: hinterer Vorpressstempel
4: vorderer Vorpressstempel
5: Einlauföffnung
6: Versatz
7: Versatzmaß
8: Maß
9: Strangprofil
10: Pressstempel
11: Einlaufschacht
12: Maß
13: Redler (Trogkettenförderer)
14: Vorderflächen
15: Vorpressstellung
16: Zylinder
17: Pressdüse
18: Maß
19: Maß
20: Maß
21: Schnecken
22: Vorpressstempel
23: Fläche
24: Vorderkante des Vorpressstempels
25: Gegenfläche

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Strangpresse, gesehen in Richtung auf den Pressstempel. Im Ausführungsbeispiel wird der Pressraum 1 von einem Rezipienten 2 dem hinteren Vorpressstempel 3 und dem vorderen Vorpresstempel 4 gebildet. Die Einlauföffnung 5 ist mit einem Versatz 6 ausgeführt, dessen Versatzmaß 7 etwa dem Versatz im Maß 8 der Vorpressstempel 3 und 4 in ihrer dargestellten Öffnungsstellung entspricht. Das Maß 8 wird derart gewählt, dass beim Vorfahren der Vorpressstempel 3 und 4 auf das Strangprofil 9 ein ungleichhoch vorverdichtetes Strangteil erzeugt wird, wobei die Verdichtungsunterschiede nach dem Verdichtungshub des Pressstempels 10 eliminiert werden. Durch den Pressstempel 10 wird seinerseits eine über die Länge des Strangteilstückes eine ungleiche Verdichtung bewirkt, wobei die höhere Verdichtung am Presstempel 10 anliegt und sich in etwa 2/3 der Länge des Strangteilstückes annähernd stufenförmig verringert. Die ungleiche Verdichtung durch den Pressstempel wird dadurch ausgeglichen, dass die Vorpressung umgekehrt ungleich ausgeführt wird. Der hintere Pressstempel 3 führt erfindungsgemäß einen geringeren Hub aus als der vordere Vorpressstempel 4.
Der Einlaufschacht 11 wird im Maß 12 in einer möglichst geringen Höhe ausgeführt, damit die Kleinteile des Gemenges ungehindert im Freien Fall in den Pressraum 1 gelangen. Bei mehreren Strangpressen nebeneinander bevorzugt die Erfindung einen Redler (Trogkettenförderer) 13 zum Gemengetransport.
2 zeigt einen Schnitt auf der Linie I-I gem. 1. Der Pressstempel 10 und die Vorpressstempel 3 und 4 stehen in ihrer hinteren Endstellung. Die Vorpressstempel fahren mit ihren Vorderflächen 14 in ihre Vorpressstellung 15 und verschließen den Pressraum 1. Durch den kürzeren Hub des hinteren Vorpressstempels 3 gegenüber dem vorderen Vorpressstempel 4 ergibt sich eine ungleich hohe Vorpressung des Gemenges, welche beim Arbeitshub des Pressstempels 10 wieder ausgeglichen wird und ein gleichhoch, oder annähernd gleichhoch verdichtetes Strangteilstück ergibt. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Bewegung der Vorpressstempel 3 und 4 durch die Zylinder 16. In gleicher vorteilhafter Weise können auch Scheren verwendet werden. Durch den Pressstempel wird das vorverdichtete Gemenge im Pressraum 1 verdichtet und in die Pressdüse 17 transportiert. Erfolgt die Erwärmung des vorverdichteten Strangteilstückes im Pressraum 1 wird der Unterschied im Vorpresshub der Vorpressstempel 3 und 4 im Maß 18 größer gewählt als bei einer Dampfzugabe in oder abfolgende der Pressdüse 17. Die Längen der Vorpressstempel 3 und 4 in den Maßen 19 und 20 werden den Erfordernissen angepasst. Anstelle der beiden Vorpressstempel 3 und 4 können, bei Bedarf, auch mehrere Vorpressstempel vorgesehen werden, um eine noch bessere Gleichmäßigkeit der Dichte im fertigen Strangteilstück zu erreichen.
3 zeigt einen Querschnitt durch eine Strangpresse, gesehen in Richtung auf den Pressstempel. Im Ausführungsbeispiel wird der Pressraum 1 durch hintereinander liegende Schnecken 21 befüllt. Es wird nur ein Vorpressstempel 22 verwendet. Die Fläche 23 der Einlauföffnung 5 befindet sich etwa in Höhe der Vorderkante 24 des Vorpressstempels 21. Der Abstand der Gegenfläche 25 der Eintrittsöffnung 5 vergrößert sich in Pressrichtung. Dadurch gelangt in der Länge unterschiedlich viel Gemenge in den Pressraum 1. Die Kontur der Gegenfläche 25 wird derart gewählt, dass die sich ergebende ungleiche Dichte des vorverdichteten Strangteilstückes durch den Pressstempel 10 wieder eliminiert wird und ein Bleich- oder annähernd gleichhoch verdichtetes Strangteilstück erzeugt wird.
4 zeigt einen Schnitt auf der Linie II-II gem. 3. Die Einlauföffnung 5 für das Gemenge ist an Seite des Vorpressstempels 22 parallel zum Pressraum 1 ausgeführt und erweitert sich in Pressrichtung entlang der Gegenfläche 25. Dadurch gelangt an der Seite des Pressstempels 10 weniger Gemenge in den Pressraum 1 als an der Seite der Pressdüse 17. Die Form der Gegenfläche wird so gewählt, dass die durch den Hub des Vorpressstempels erzeugte ungleiche Verdichtung des Strangteilstückes beim Hub des Pressstempels 10 wieder aufgehoben wird. Die dargestellte Form entspricht zeichnerisch in etwa der notwendigen Erweiterung der Einlauföffnung bei Pressen mit einer Dampfzugabe im Pressraum 1. Sie wird für jeden Profiltyp des Stranges und für die verwendeten Kleinteile angepasst. Bei Pressen, bei denen keine Erwärmungsdampf im Pressraum 1 zugegeben wird, wird die Gegenfläche 25 im Allgemeinen lediglich sich keilförmig erweiternd ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel erfolgt der Gemengetransport über die Eintrittsöffnung 5 durch Schnecken 21.

Claims

Verfahren zum Strangpressen von pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen bei dem das Gemenge durch eine Vorpressung im Pressraum vorverdichtet und durch einen Pressstempel auf seine endgültige Verdichtung gebracht und aus dem Pressraum transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge im Pressraum (1) derart ungleich vorverdichtet wird, dass die Verdichtungsunterschiede, die durch den Pressstempel (10) verursacht werden, eliminiert werden und ein gleichhoch oder annähernd gleichhoch verdichtetes Strangteilstück erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das vorverdichtete Strangteilstück an der Seite des Pressstempels (10) ein niedere Dichte besitzt als an der Seite des Pressdüse (17).
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ungleiche Vorverdichtung durch mindestens zwei oder mehrere Vorpressstempel (3; 4) mit verschieden langen Vorpresshüben erzeugt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ungleiche Vorverdichtung durch eine über die Länge des Pressraumes (1) ungleiche Breite der Einlauföffnung (5) bestimmt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ungleiche Vorverdichtung durch eine über die Länge des Pressraumes (1) ungleiche Breite der Einlauföffnung (5) und durch mindestens zwei oder mehrere Vorpressstempel (3; 4) mit verschieden langen Vorpresshüben erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gemenge (5) durch Redler (Trogkettenförderer (13) oder durch Schnecken (21) über/zur die Einlauföffnung transportiert wird.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge durch einen Vorpressstempel (22) vorverdichtet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge durch zwei oder mehrere Vorpressstempel mit ungleichen Arbeitshüben vorverdichtet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlauföffnung (5) in der Länge des Pressraumes (1) eine unterschiedliche Breite aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gemengetransport über der Eintrittsöffnung (5) ein Redler (Trogkettenförderer) (13) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gemengetransport über der Eintrittsöffnung (5) Schnecken (21) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpressstempel (3; 4; 22) durch/über Scheren bewegt werden.