DE102019000767B4

DE102019000767B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Dämmplattenherstellung

Info

Publication number: DE102019000767B4
Application number: DE102019000767.0A
Authority: DE
Inventors: Jochem Berns; Klaus Schletz; Jochen Dauter
Original assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2019-02-02
Filing date: 2019-02-02
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-02-03
Also published as: CN113423547B; EP3917739B1; EP3917739C0; US20220072822A1; WO2020156837A1; CN113423547A; DE102019000767A1; EP3917739A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren mit einer ersten und einer zweiten Zone (Z1, Z2) zur Herstellung von Dämm- oder Schallschutzplatten aus einer Pressgutmatte (2), die zumindest teilweise aus lignocellulosischen, mit Bindemitteln benetzten Partikeln besteht, wobei die erste Zone (Z1) zur Erwärmung und/oder Verdichtung der Pressgutmatte ausgebildet ist und die zweite Zone (Z2) zur Aushärtung der Pressgutmatte mit Hilfe von Kalibrierplatten (3) ausgebildet ist,und wobei angetriebene umlaufende Siebbänder (5a-5f) im Kontakt mit der oberen und der unteren Pressgutmattenoberfläche vorgesehen sind und wobei mindestens vier umlaufende Siebbänder (5a-5f) eingesetzt werden, von denen mindestens zwei im Bereich der ersten Zone (Z1) in Wirkkontakt mit der Pressgutmatte (2) und von denen mindestens zwei im Bereich der zweiten Zone (Z2) in Wirkkontakt mit der Pressgutmatte (2) angeordnet sind. Um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen ist vorgesehen, dass mindestens zwei Siebbänder (5b, 5c, 5e, 5f) innerhalb äußerer Siebbänder (5a, 5d) umlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Zone zur Herstellung von Dämm- oder Schallschutzplatten aus einer Pressgutmatte, die zumindest teilweise aus lignocellulosischen, mit Bindemitteln benetzten Partikeln besteht, wobei die erste Zone zur Erwärmung und/oder Verdichtung der Pressgutmatte ausgebildet ist und die zweite Zone zur Aushärtung der Pressgutmatte mit Hilfe von Kalibrierplatten ausgebildet ist, und wobei angetriebene umlaufende Siebbänder im Kontakt mit der oberen und der unteren Pressgutmattenoberfläche vorgesehen sind und wobei mindestens vier umlaufende Siebbänder eingesetzt werden, von denen mindestens zwei im Bereich der ersten Zone in Wirkkontakt mit der Pressgutmatte und von denen mindestens zwei im Bereich der zweiten Zone in Wirkkontakt mit der Pressgutmatte angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Dämm- oder Schallschutzplatten aus einer Pressgutmatte, die zumindest teilweise aus lignocellulosischen, mit Bindemitteln benetzten Partikeln besteht, mit der genannten Vorrichtung.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2007 044 163 A1 und ansatzweise in der DE 10 2008 039 720 B4 veröffentlicht worden. Zum Stand der Technik sind auch die DE 102 42 770 A1 und die DE 10 2008 057 557 A1 zu betrachten. In einigen Fällen sind derartige Vorrichtungen mit Vorverdichtungseinrichtungen oder nachwirkenden Presseinrichtungen, z. B kontinuierliche Pressen, in Reihe geschaltete, die aber im Rahmen der Erfindung nicht von Bedeutung sind. Die auf der Vorrichtung erstellten Produkte bieten beispielsweise die Firma SOPREMA GmbH unter dem Namen Pavatex oder die Firma H. Henselmann GmbH + Co KG unter dem Namen Gutex an.
Als Bindemittel kommen beispielsweise solche nach dem Prinzip der Polykondensation oder Polyaddition wie z.B. PMDI in Frage.
Im Rahmen der Erfindung sollen vorzugsweise Dämmplatten mit Dichten von 100-240 kg/m³ erzeugbar sein. Die Siebbänder oder kurz Siebe dienen dabei in ihrem Wirken dazu, die Pressgutmatte mit einer gewünschten Geschwindigkeit durch die Vorrichtung zu führen, indem sie mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben werden, wie die Matte transportiert werden soll. Dabei kann durch das Sieb von außen Dampf in die Pressgutmatte eingeleitet oder Flüssigkeit sowie Luft entfernt werden.
Bei derartigen Vorrichtungen hat sich herausgestellt, dass die Siebe, die aus Kunststoff- oder Drahtgeflecht bestehen, bei Überschreitung einer Antriebsleistung an ihre Zugbelastungsgrenzen stoßen. Das führt unweigerlich zu einer begrenzten Produktivität (derzeitige Begrenzung etwa 8 t/h bei einer 60 mm dicken Pressgutmatte), denn wenn die permeablen Bänder eine maximale Zugfestigkeit aufweisen, hat dies eine Längenbeschränkung der Aushärtestrecke zur Folge, die abhängig von der Produktdichte ist. Die erforderliche Aushärtezeit des Bindemittels bestimmt mit der maximalen Länge der Aushärtestrecke die erreichbare Geschwindigkeit.
Auf der anderen Seite würde man zur Produktionssteigerung die Produktionsgeschwindigkeit aber gerne erhöhen, was somit die Aufgabe der Erfindung ist.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass mindestens zwei Siebbänder innerhalb äußerer Siebbänder umlaufen.
Unter dem Begriff Wirkkontakt ist auch ein solcher zu verstehen, wenn ein weiteres umlaufendes poröses Band zwischen der Pressgutmatte und dem Siebband verläuft. Man hat also für zwei Zonen getrennte Siebbandsysteme in Pressgutmattenbreite. Dabei ist in jeder Zone wenigstens ein Siebband oberhalb der Pressgutmatte und ein Siebband unterhalb der Pressgutmatte angeordnet. Die Erfinder haben erkannt, dass die Belastung auf das Siebband im Bereich der Verdichtung bzw. der Dampferwärmung, also etwa im ersten Drittel der Gesamtvorrichtung besonders groß ist. Aus diesem Grund wird für die erste Zone beidseitig der Pressgutmatte jeweils ein separates Siebband eingesetzt, das unabhängig von den Siebbändern antreibbar ist, die im Aushärtebereich, also der zweiten Zone, wirken. Man erreicht damit, dass die Aufnahme der resultierenden Zugkräfte auf zwei Bandsysteme verteilt wird. Wenn man insgesamt mindestens vier Siebbändern die einbringbare Antriebsleistung ausnutzt, so sind deutlich höhere Geschwindigkeiten von Siebbändern und Pressgutmatte als bisher möglich. Berechnungen und Versuche haben gezeigt, dass mit einer solchen Vorrichtung mindestens 15 t/h der gewünschten Dämmplatten produziert werden können. Die Kapazität lässt sich also erheblich steigern, wenn die oben und unten auf die Transportbänder einwirkenden Reibkräfte der Siebbänder auf mehrere Bandumläufe verteilt werden, sodass sich mit den verfügbaren Siebbändern eine längere Vorrichtung zur Dämmplattenherstellung realisieren.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die mindestens vier Siebbänder jeweils einen eigenen Antrieb besitzen.
Damit kann jedes Siebband bis an seine Leistungsgrenze ausgereizt werden. Die Zugspannung auf das Siebband kann über geeignete Sensoren erfasst werden und deren Ergebnisse in die Antriebsteuerung einfließen. So können die Antriebsmomente in einem zulässigen Rahmen gehalten werden. In der Regel werden angetriebene Umlenkwalzen für den Antrieb des Siebes sorgen.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn in der ersten Zone eine Vorrichtung zur Dampfbeaufschlagung der Pressgutmatte und am Ende der zweiten Zone eine Vorrichtung für eine Luftkühlung der Pressgutmatte vorgesehen ist.
Die mit der Erfindung erreichbare höhere Geschwindigkeit erlaubt eine höhere Produktivität bei leicht höherer Energieeinbringung oder leicht vergrößerte Vorrichtungslänge. Damit wird die notwendige Energie zur Aushärtung der Pressgutmatte und ihres Bindemittels zur Verfügung gestellt. Der Dampf ist von seinem Druck her so ausgelegt, dass er zumindest bis zur Mitte der Pressgutmatte eindringt und diese erwärmt. Es kann sich dabei auch um ein Dampf-Luft-Gemisch handeln, wobei dann auch der Taupunkt eingestellt werden kann. Auf der gegenüberliegenden Seite der Pressgutmatte wird bevorzugt zumindest ein Teil der Feuchtluft wieder abgesaugt oder mittels einer Absaugung ein Unterdruck erzeugt, um die Eindringtiefe des Dampfes in die Pressgutmatte zu unterstützen und um die Aushärtezeit in der zweiten Zone zu verringern. Dabei ist es vorteilhaft, wenn es wenigstens zwei Bedampfungsstationen in der ersten Zone gibt, bei denen die eine die Pressgutmatte von oben, die andere die Pressgutmatte von unten mit Dampf beaufschlagt. Die erste Zone, die zur Vereinfachung der Lesbarkeit in der Beschreibung im Folgenden „Bedampfungszone“ genannt wird, ist in der Regel etwas kürzer ist als die zweite Zone, die „Aushärtezone“ heißen soll.
Die Luftkühlung dient zum Schluss dem Zweck, die ausgehärtete Pressgutmatte so weit abzukühlen, dass nach dem Austritt aus der Vorrichtung keine schädlichen Prozesse, wie zum Beispiel eine Hydrolyse, auftreten können, welche die Plattenqualität beeinträchtigt.
Bevorzugt weist die Vorrichtung einen höhenverstellbaren Einlauf auf.
Die notwendige Antriebsleistung für die Pressgutmatte ist in deutlichem Maß von der Dicke der Pressgutmatte und deren Verdichtung abhängig. Da Kunden ihre Produktion zeitweilig verändern möchten und die Produktdicken vorzugsweise zwischen 5 und 240 mm schwanken, kann eine Verstellung notwendig sein, um eine zusätzliche Verdichtung zu bewirken oder den Abstand zwischen einem Siebband an der Oberseite der Pressgutmatte und einem Siebband an der Unterseite der Pressgutmatte einstellbar zu machen.
Mit Vorteil ist dafür gesorgt, wenn eine Bedampfungsvorrichtung im Einlauf angeordnet ist.
Durch Bedampfung der Matte schon im Einlaufbereich werden die beim Transport der Matte entstehenden Reibkräfte bereits stark reduziert, weil die Pressgutmatte weicher wird.
Bevorzugt handelt es sich bei den Kalibrierplatten um beheizbare Platten.
In den Zonen und vorzugsweise in Zone 2 sind deshalb Kalibrierplatten 3 angeordnet, die über unterschiedliche Systeme beheizbar sein können. Hier kommen beispielsweise mit Heizflüssigkeit versehene Kanäle, Induktivheizungen, elektrische Beheizung oder Dampfheizungen in Frage, wobei letztgenannte den Dampf zudem an die Pressgutmatte direkt abgeben können. Dadurch kann der Aushärteprozess des Bindemittels beschleunigt werden, so dass sich die Länge der Vorrichtung in vertretbaren Grenzen hält.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Zone unmittelbar aneinander angrenzend.
Unmittelbar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass in Laufrichtung der Pressgutmatte zwischen der letzten Siebband-Umlenkrolle der Bedampfungszone und der ersten Siebband-Umlenkrolle der Aushärtezone ein maximaler Abstand von 0,2 m besteht. Damit wird ein Energieverlust an die Umgebung der für die Aushärtung notwendigen Wärme in der Vorrichtung vermieden.
Wird eine Pressgutmatte über den Zwickel zwischen zwei Siebband-Umlenkrollen geführt, besteht die Gefahr, dass die unter Druck stehende Pressgutmatte expandiert und Schäden im Übergang von der Bedampfungszone zur Aushärtezone verursacht oder selbst erleidet. Dies ist insbesondere im Übergangsbereich von der ersten zur zweiten Zone kritisch.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 8 und insbesondere dadurch gelöst, dass mindestens vier umlaufende Siebbänder eingesetzt werden, von denen mindestens zwei im Bereich der ersten Zone auf die Pressgutmatte wirken und von denen mindestens zwei im Bereich der zweiten Zone auf die Pressgutmatte wirken.
Weitere Verfahrensansprüche entsprechen analog den Vorrichtungsansprüchen und verwerten die genannten Vorteile.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

1 zeigt eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Dämmplatten. Zwischen einem oberen umlaufenden Siebband 5a und einem unteren umlaufenden Siebband 5d wird eine Pressgutmatte, die zumindest teilweise aus lignocellulosischen, mit Bindemitteln benetzten Partikeln besteht, in einer ersten Zone Z1 und einer zweiten Zone Z2 behandelt. Die Trennung der Zonen ist in allen Figuren durch eine strichpunktierte senkrechte Linie angedeutet.
In der Vergangenheit wurde die Pressgutmatte innerhalb des einen oberen und unteren Siebumlaufs mit Dampf oder einem Dampf-Luft-Gemisch erwärmt und schließlich durch Wärmebeaufschlagung über Kalibrierplatten ausgehärtet. Es konnten Geschwindigkeiten nur bis an die Zugfestigkeitsgrenzen der Siebe dargestellt werden.
In 1 erkennt man nun, dass innerhalb des umlaufenden oberen Siebs 5a und des umlaufenden unteren Siebbandes 5d zwei weitere umlaufende Siebbänder angeordnet sind. Im oberen Teil der Vorrichtung tragen sie die Bezeichnungen 5b und 5c, im unteren Teil der Vorrichtung tragen sie die Bezeichnungen 5e und 5f. Alle umlaufenden Siebbänder 5a - 5f besitzen einen eigenen Antrieb, der über die angetriebenen Umlenkwalzen 8 realisiert wird.
Im vorderen Teil der Vorrichtung, in dem die Pressgutmatte 2 im Einlauf 9 aufgrund der Verdichtung eine Rückfederung ausübt bis die Dampfbeaufschlagungen 4a und 4b die pressgutmatte aufweicht, wird ein großer Teil der Reibleistung erzeugt, den der Antrieb zu überwinden hatte. Mit der Erfindung erhält diese Zone Z1 zwei eigene umlaufende Siebbänder die separat angetrieben sind. Dadurch sinkt die Zugbelastung auf die langen umlaufenden Siebe 5a und 5d. Das gleiche gilt für Zone Z2, in der die Pressgutmatte 2 aushärtet. Auch hier ist sowohl oberhalb der Pressgutmatte 2 als auch unterhalb jeweils ein separates umlaufendes und angetriebenes Siebband 5c, 5f vorgesehen, das einen Teil der Transportleistung aufbringt. Insgesamt können mit dieser Anordnung deutlich höhere Geschwindigkeiten gefahren werden.
In Zone 1, also innerhalb der umlaufenden Siebbänder 5b und 5e sind ebenfalls Vorrichtungen zur Dampfbeaufschlagung 4a, 4b vorgesehen. Da Dampf dringt durch die umlaufenden Siebe 5a und 5b bzw. 5d und 5e in die Pressgutmatte 2 und kondensiert. Austretender Restdampf und Restluft können dabei über die Saugvorrichtungen 6a und 6b abgeführt werden.
Eine weitere Vorrichtungen zur Dampfbeaufschlagung 4c kann beispielsweise im Einlauf 9 angeordnet sein. Die erzeugte feuchte Oberfläche verringert die Reibung an den Siebbändern 5a und 5d ebenfalls, was zu zusätzlicher Energieeinsparung führt.
In Zone 2 sind deshalb wirkungsvolle Kalibrierplatten 3 angeordnet, die über unterschiedliche Systeme beheizbar sein können. Hier kommen beispielsweise mit Heizflüssigkeit versehene Kanäle, Induktivheizungen, elektrische Beheizung oder Dampfheizungen in Frage, wobei letztgenannte den Dampf zudem auch noch in der Aushärtezone an die Pressgutmatte direkt abgeben können.
Die Pressgutmatte wird am Auslauf der Vorrichtung durch eine Absaugung 6c, die kühle Luft 14 aus der Umgebung durch die Pressgutmatte 2 in Form einer Luftkühlung 11 abkühlt.
In 2 und 3 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der Pressgutmatte und der angetriebenen Umlenkwalzen und des Einlaufs verzichtet. 2 unterscheidet sich als mögliches zweites Ausführungsbeispiel von 1 nun dadurch, dass die umlaufenden Siebe 5c und 5f weggelassen wurden. Eine derartige Möglichkeit besteht bei einigen Dämmplattensorten, ohne dass große Einbußen in der Antriebsteilung auf die mindestens vier umlaufenden angetriebenen Umlenkwalzen zu erwarten sind.
3 zeigt dann als weitere Ausführungsform, dass auf das lange umlaufende Sieb gemäß der Erfindung auch ganz verzichtet werden kann. Im oberen Teil der Vorrichtung sind deshalb nur die Siebbänder 5b und 5c dargestellt.
Da zwischen den Zonen 1 und 2 dadurch natürlich ein Spalt entsteht, da die Umlenkrollen 7 der Siebbänder 5b und 5c in dicht aneinanderstoßen können, wird ein über die Breite der Pressgutmatte 2 reichender Gleitschuh 13 in den Zwickel 12 zwischen zwei Umlenkwalzen 7 der beiden Zonen 1und 2 und der Pressgutmatte eingebracht. Dadurch kann die Pressgutmatte in diesem, möglichst weniger als 200 mm langen Spalt nicht expandieren und Schaden verursachen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Herstellung von Dämmplatten
2: Pressgutmatte
3: Kalibrierplatte
4a, 4b, 4c: Vorrichtung zur Dampfbeaufschlagung
5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f: Siebband
6a, 6b, 6c: Saugvorrichtung
7: Umlenkwalze
8: Angetriebene Umlenkwalze
9: Einlauf
10: Einlaufhöhenverstellung
11: Luftkühlung
12: Zwickel
13: Gleitschuh
14: Kühlluftzufuhr
Z1, Z2: Zone1 und 2

Claims

Vorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Zone (Z1, Z2) zur Herstellung von Dämm- oder Schallschutzplatten aus einer Pressgutmatte (2), die zumindest teilweise aus lignocellulosischen, mit Bindemitteln benetzten Partikeln besteht, wobei die erste Zone (Z1) zur Erwärmung und/oder Verdichtung der Pressgutmatte ausgebildet ist und die zweite Zone (Z2) zur Aushärtung der Pressgutmatte mit Hilfe von Kalibrierplatten (3) ausgebildet ist, und wobei angetriebene umlaufende Siebbänder (5a-5f) im Kontakt mit der oberen und der unteren Pressgutmattenoberfläche vorgesehen sind und wobei mindestens vier umlaufende Siebbänder (5a-5f) eingesetzt werden, von denen mindestens zwei im Bereich der ersten Zone (Z1) in Wirkkontakt mit der Pressgutmatte (2) und von denen mindestens zwei im Bereich der zweiten Zone (Z2) in Wirkkontakt mit der Pressgutmatte (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Siebbänder (5b, 5c, 5e, 5f) innerhalb äußerer Siebbänder (5a, 5d) umlaufen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens vier Siebbänder (5a-5f) jeweils einen eigenen Antrieb (8) besitzen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Zone (Z1) eine Vorrichtung zur Dampfbeaufschlagung (4a, 4b, 4c) der Pressgutmatte (2) und am Ende der zweiten Zone (Z2) eine Vorrichtung für eine Luftkühlung (11) der Pressgutmatte vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen höhenverstellbaren Einlauf (9) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedampfungsvorrichtung (4c) im Einlauf (9) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Kalibrierplatten um beheizbare Platten handelt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zone (Z1, Z2) unmittelbar aneinander angrenzend sind.
Verfahren zur Herstellung von Dämm- oder Schallschutzplatten aus einer Pressgutmatte, die zumindest teilweise aus lignocellulosischen, mit Bindemitteln benetzten Partikeln besteht, mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, und mindestens vier umlaufende Siebbänder eingesetzt werden, von denen mindestens zwei im Bereich der ersten Zone (Z1) auf die Pressgutmatte (2) wirken und von denen mindestens zwei im Bereich der zweiten Zone (Z2) auf die Pressgutmatte (2) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass. mindestens zwei Siebbänder (5b, 5c, 5e, 5f) innerhalb äußerer Siebbänder (5a, 5d) umlaufen.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens vier Siebbänder (5a-5f) jeweils durch einen eigenen Antrieb (8) angetrieben werden.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Zone (Z1) eine Vorrichtung zur Dampfbeaufschlagung (4a, 4b, 4c) die Pressgutmatte (2) mit Dampf beaufschlagt und am Ende der zweiten Zone (Z2) eine Vorrichtung für eine Luftkühlung (11) die Pressgutmatte (2) kühlt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlauf (9) mittels einer Vorrichtung (10) der zu behandelnden einlaufenden Pressgutmatte (2) angepasst wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgutmatte (2) im Einlauf (9) bedampft wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Zone (Z1, Z2) unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgutmatte (2) im Zwickel (12) zwischen zwei Siebband-Umlenkrollen (7) über einen überbrückenden Gleitschuh (13) geführt wird.