DE1966976C3

DE1966976C3 - Verfahren zum Herstellen von Preßgutplatten insbesondere Holzspanplatten

Info

Publication number: DE1966976C3
Application number: DE1966976A
Authority: DE
Inventors: Hans-Albrecht 3153 Lahrstedt May; Lutz 3300 Braunschweig Mehlhorn
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1969-09-11
Filing date: 1969-09-11
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE1966976A1; DE1966976B2

Description

JO

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Preßgutplatten, insbesondere Holzspanplatten, in kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebenen Preßvorrichtungen, bei dem das Preßgut jeweils zwischen ^, zwei Preßflächen und unter Wärmeeinwirkung in einer ersten Arbeitsphase bis auf eine durch Distanzstücke vorbestimmte Solldicke verdichtet und in einer zweiten Arbeitsphase ausgehärtet wird, wobei der Preßdruck abgebaut wird.

Mit den Distanzleisten wird üblicherweise die Plattensolldicke eingestellt. Dabei übertragen die Distanzleisten üblicherweise den überschüssigen Preßdruck auf den Pressenrahmen. Die häufig auftretenden plastischen Verformungen der Distanzleisten sowie ^₁ dadurch bedingte große Dickentoleranzen der Rohplatten waren der Anlaß, programmgesteuerte Druckabsenkungen einzuführen. Jedoch muß ein relativ hoher Drucküberschuß auf den Distanzleisten belassen werden, um den erforderlichen Mindestdruck einzuhalten, r_M der ein vorzeitiges öffnen der Presse unabhängig von den Schwankungen der Rohstoffeigenschaften verhindert.

Das Absenken des hydraulischen Druckes in der zweiten Arbeitsphase ist bisher nur in relativ großen Stufen möglich, wobei häufig ein sogenanntes »Atmen« der Presse festgestellt werden kann. Man hat daher auch schon vorgeschlagen, einen programmgesteuerten Abbau des Preßdruckes dadurch zu unterbrechen, daß beim Unterschreiten des zum Geschlossenhalten der _b0 Presse notwendigen Druckes und durch ein kurzzeitiges Öffnen Mikroschalter betätigt werden, die einen erneuten Druckaufbau auslösen (vgl. DEi-AS 12 66 958).

Der Gegendruck der Spanplatte am Ende der Preßzeit ist von verschiedenen Einflußgrößen abhängig, t/, Das gleiche gilt für Abweichungen der Rohdicke der Spanplatte von der Solldicke, die durch die Distanzleistendicke vorgegeben ist. Neben den Preßbedingungen sind vor allem die Rohstoff eigenschaften, wie Spanfetchte, Feuchte-Verteilung über den Querschnitt, Strömungswiderstand des sich bildenden Dampfes, temperatur- und feuchteabhängige Druckfestigkeit der Späne u. dgl. von starkem Einfluß auf die Eigenschaften der Spanplatte (vgl. Zeitschrift »Holzforschung und Hdzverwer<ung«, 11 [1959] 3, S. 51 -57). Das bedeutet, dall es bisher durch unvermeidliche Änderungen von z. Ii. Feuchtigkeit und Größe der Preßgutteilchen zu Schwankungen der Platteneigenschaften gekommen ist. Diese Rohstoffeigenschaften beeinflussen dabei vor allem die Geschwindigkeit und den Betrag des Druckabfalls, aber auch den während der Verpressung auftretenden Maximaldruck.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß die Schwankungen der tecnnologischen Werte der Preßgutplatten, soweit sie durch sich ändernde Rohstoffeigenschaften der Preßgutteilchen bedingt sind, verringert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der zweiten Arbeitsphase der Preßdruck und seine auf die Distanzstücke bzw. auf die Preßgutplatten allein einwirkenden Druckanteile fortlaufend ermittelt werden und der auf die Distanzstücke einwirkende Druckanteil konstant und klein gegenüber dem Preßdruck gehalten wird, daß der Restdruck, d.h. der Encwert des auf die Preßgutplatte allein einwirkenden Anteils des Preßdruckes unmittelbar vor dem öffnen der Presse, mit einem Sollwert für den Restdruck veruljphen wird und daß die Rohstoffeigenschaften, wie die Feuchtigkeit oder die Größe der Preßgutteilchen, in Abhängigkeit von Abweichungen des jeweiligen Verhältnisses von Preßzeit und Restdruck von einem vorbestimmten Verhältnis geändert werden.

Der Zusammenhang zwischen dem Restdruck der Spanplatten beim Öffnen der Presse und der Rückfederung sowie deren Einfluß auf die Eigenschaften der Spanplatten konnte durch Versuche bestätigt werden, bei denen nach Erreichen eines vorgelegten Restdrukkes die Presse geöffnet wurde. Die Einflüsse des Restdruckes in der Platte bei Entnahme aus der Presse auf die Preßzeit, auf die Querzugfestigkeit, die Plattendicke und die Dickenquellung sind nicht linear. Die Praxis hat gezeigt, daß ein enger funktioneller Zusammenhang zwischen dem Restdruck und der optimalen Preßzeit besteht. Wird dieset- Zusammenhang nicht berücksichtigt, so ergibt sich eine wesentlich längere Preßzeit sowie eine Verstärkung der Quellerscheinungen bzw. zeigt sich eine starke Rückfederung der Plattendicke verbunden mit einem starken Abfall der Querzugfestigkeit. Durch den Vergleich des Restdruckes mit einem Sollwert für den Restdruck sowie durch die Änderungen der Rohstoffeigenschaften in Abhängigkeit von Abweichungen des jeweils festgestellten Verhältnisses von Preßzeit und Restdruck von einem vorbestimmten Verhältnis ist es somit möglich, die Qualität der hergestellten Platten weitgehend konstantzuhalten.

Es konnte jedoch festgestellt werden, daß sich die Platteneigenschaften nicht aHein in Abhängigkeit von den Rohstoffeigenschaften, sondern wesentlich auch in Abhängigkeit von der Änderung der durch die Presse während der Aushärtung ausgeübten Preßkraft ändern, die sich zwischen der Spanplatte selbst und den Dislanzstücken aufteilt, welch letztere den aufgenommenen Anteil an Preßkraft auf den Pressenrahmen übertragen. Es kann festgestellt werden, daß der Verlauf

der Druck-Zeit-Kurven während der Aushärtephase wesentlich die Dauer der zweiten Arbeitsphase sowie die Größe des Restdruckes nach einer vorbestimmten Aushärtedauer und damit die Preßzeit beeinflußt Es ist also nicht nur wichtig, daß während der zweiten Arbeitsphase der Preßdruck abgebaut wird. Es hat sich vielmehr als wesentlicher Einfluß a :J die Qualität der Platten erwiesen, daß gemäß der neuen Verfahrensweise in der zweiten Arbeitsphase der Pressendruck sowie seine auf die Distanzstücke bzw. auf die Preßgutphtten allein einwirkenden Druckanteile fortlaufend ermittelt werden und der auf die Distanzstücke einwirkende Druckanteil konstant und klein gegenüber dem Pressendruck gehalten wird. Durch die geringe und gleichbleibende Belastung der Distanzstücke während der zweiten Arbeitsphase erhält man außerordentlich enge Toleranzen bezüglich der Dicke der hergestellten Spanplatte. Dabei wird die Gefahr eines vorzeitigen Üffnens der Presse beseitigt und gleichzeitig sichergestellt, daß die Distanzstücke nur wenig und im wesentlichen in konstantem Ausmaße belastet werden. Somit lassen sich auch empfindliche Materialien, z. B. Isolierstoffe zur Herstellung der Distanzstücke verwenden, wie sie für die Hochfrequenzerwärmung der Preßgutmasse benötigt werden. Man hat weiterhin den Vorteil, während des Abbaus des Druckes in der zweiten Arbeitsphase den Pressendruck in Abhängigkeit von dem auf die Distanzstücke wirkenden Druck nachzuregeln. Da bei dieser Verfahrensweise der auf die Distanzstücke wirkende Druck klein gegenüber dem Gesamtdruck und konstant gehalten wird, und der auf die Distanzstücke wirkende Druck sowie der Gesam;-druck gemessen werden können, kann man den auf die Preßgutmasse allein einwirkenden Druck laufend beobachten und hat damit stets eine genaue Übersicht über den Grad der Aushärtung. Man kann so die Preßzeit in Abhängigkeit vom Erreichen eines vorbestimmten Wertes des Restdruckes nachregeln. So kann die Presse bei Erreichen eines vorbestimmten Verhältnisses zwischen Restdruck und einem empirisch zu ermittelnder. Sollwert der Querzugfestigkeit geöffnet werden.

Da, wie die Versuche zeigen der Restdruck von erheblichem Einfluß sowohl auf die Preßzeit und die Plattendicke als auch auf die Querzugfestigkeit und die Dickenquellung ist, wird durch die neue Verfahrensweise dieser Einfluß weitgehend unter Kontrolle gehalten.

Durch die fortlaufende Messung des Gesamtdruckes sowie des auf die Distanzstücke einwirkenden Druckanteils gewinnt man gleichzeitig auch fortlaufende Werte für den auf das Preßgut einwirkenden Druck und damit auch den Wert für den Restdruck.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer einfachen Presse zur Ausführung des neuen Verfahrens,

F i g. 2 eine Ausführungsform für eine Druckmeßeinrichtung, mit deren Hilfe der auf die Distanzstücke allein wirkende Druck gemessen werden kann,

Fig.3 in einem Blockschaltbild einen Regelkreis zur Regelung der Pießdauer, der Rohstoffbedingungen und der Preßbedingungen in Abhängigkeit von der Größe des sich einstellenden Restdruckes.

F i g. 4 zeigt in einem Diagramm die Einflüsse der Größe des Restdruckes auf die verschiedenen Eigenschaften einer Spanplatte.

Die in F i g. 1 gezeigte einfache Presse weist einen Pressenrahmen 1 mit Preßplatten 2 und 3 auf, von denen die untere über einen Zylinder 5 und einen Kolben 4 angehoben werden kann. Der Druckmittelzylinder 5 wird über eine Druckmittelleitung 6, in der ein Druckmeßgerät 7 angeordnet ist, gespeist. Über das Druckmeßgerät 7 kann der hydraulische Druck als Regelgröße für den Gesamtdruck in den Regelkreis eingespeist werden.

Auf der unteren Preßplatte 3 ist das Rohstoffmaterial in Form eines Preßgutkuchens 8 angeordnet. Außerdem trägt die untere Preßplatte 3 Distanzstücke 9, welche die Dicke der fertigen Preßgutplatte bestimmen sollen. An der oberen Platte 2 sind, den Distanzstücken 9 gegenüber, Meßeinrichtungen 10 zum Messen des auf die Distanzstücke wirkenden Druckes angeordnet

Die Meßeinrichtungen 10 können gemäß F i g. 2 ausgebildet sein, welche eine Meßeinrichtung 10 im Querschnitt darstellt Hierbei ist in einem Gehäuse 30 ein Meßring 31 so angeordnet, daß eine Umfangsstelle über die dem zugehörigen Distanzstück 9 zugewandte Außenseite des Gehäuses 30 um einen vorbestimmten Betrag, der mit 34 in Fig.2 angedeutet ist, hinausragt. Dem Meßring 31 sind zwei in vorbestimmten Umfangsbereichen vorgesehene Dehnungsmeßstreifen 32 und 33 zugeordnet. Aufgrund dieser Ausbildung wird die Möglichkeit geschaffen, einerseits einen Einfluß der Verschiebung des Nullpunktes der Meßeinrichtung 10 aufgrund von Temperaturänderungen zu kompensieren und andererseits bei empfindlicher Messung eine Überlastung der Meßeinrichtung 10 zu verhindern.

Wie aus F i g. I hervorgeht, stehen die beiden Preßplatten 2 und 3 noch über einen Weggeber 11,12 in Verbindung, welcher in üblicher Weise den Schließweg der Presse abbildet und die jeweilige Annäherungsstellung der Preßplatten 2 und 3 als Meßgröße in den Regelkreis einführt.

In Fig. 3 ist ein Regelkreis, der für die Presse nach Fig. 1 eingesetzt werden kann, in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.

Da einerseits der Gesamtdruck der Presse über das hydraulische Druckmeßgerät 7 und der auf die Distanzstücke 9 allein wirkende Druckanteil durch die Meßeinrichtungen 10 fortlaufend gemessen werden, kann der Restdruck, d.h. der Endwert des auf die Preßgutplatte allein einwirkenden Anteils des Preßdruckes unmittelbar vor dem Öffnen der Presse jederzeit bestimmt werden.

Der auf die Preßgutplatte allein wirkende Preßdruck wird bei dem Regelkreis nach F i g. 3 durch einen Kraftaufnehmer 50 überwacht, dessen Meßwert in einem Verstärker 51 verstärkt und einer Steuereinrichtung 53 zugeführt wird. Diese kann als Analog- oder Digitalrechner ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 53 steht mit einem Sollwertgeber 52 für den auf die Preßgutplatte allein wirkenden Druck in Verbindung. Wenn der gemessene Wert mit dem Sollwert des auf die Preßgutplatte einwirkenden Druck übereinstimmt, kann eine Schalteinrichtung 54 zum Öffnen der Presse betätigt werden, was einer Regelung der Preßzeit in Abhängigkeit vom Restdruck entspricht. Gemäß dem Schaltbild nach F i g. 3 ist weiterhin eine Vergleichsvorrichtung 55 vorgesehen, in der die gemessene Preßzeit mit einem Sollwert der Preßzeit in einem Augenblick verglichen wird, in dem Sollwert i.ird Istwert des Restdruckes übereinstimmen. Abweichungen von einem vorbestimmten Verhältnis von Restdruck und Preßzeit lösen eine Änderung der Rohstoffeigenschaften durch

eine Schalteinrichtung 56 aus. Bei Ansprechen der Schalteinrichtung 56 kann beispielsweise die Spanfeuchte oder die Spandicke des Rohstoffmaterials geändert werden.

Statt nur eines Preßkolbens 5 nach Fig. 1 können auch mehrere Preßkolben vorgesehen sein, die einzeln oder in Gruppen über die hydraulische Druckmeßein richtung 7 an den Regelkreis angeschlossen sein können. Die Anordnung kann aber auch bei Etagenpressen vorgesehen sein, wobei Unterschiede in den einzelnen Preßgutplatten der Etagen durch eine entsprechende Einrichtung festgestellt und z. B. durch entsprechende Steuerung einer den Rohstoff aufstreuenden Maschine kompensiert werden.

In den in Fig.4 wiedergegebenen Kurven ist der Einfluß des Restdruckes Fr, d. h. des Endwertes des auf die Preßgutplatte allein einwirkenden Anteils des Preßdruckes unmittelbar vor dem öffnen der Presse, auf die verschiedenen Platteneigenschaften für ein typisches Anwendungsbeispiei wiedergegeben.

Die Kurve I gibt den Einfluß des Restdruckes Fr auf die Dickenquellung Qi wieder, wobei die Dickenquellung auf der Ordinate A der F i g. 4 in % angegeben ist. Die Kurve II zeigt den Einfluß des Restdruckes Fr auf die Plattendicke d, die in mm auf der Ordinate B wiedergegeben ist. In der Kurve IH ist der Einfluß des Restdruckes auf die Querzugfestigkeit wiedergegeben, die in % auf der Ordinate C abgetragen ist. Die Kurve IV dagegen zeigt den Einfluß des Restdruckes auf die Preßzeit, die in Minuten auf der Ordinate L abgetragen ist. Die auf der Abszisse der Fip. 4 in %-^/Vngaben wiedergesehene Größe F,- entsprich! der Beziehung:

_F F_r 100

' ~ ^zB₁(Fr <<ο~ΐΒ~_λ)

ίο In dieser Gleichung ist die Querzugfestigkeil im Verhältnis zum Restdruck dargestellt, wobei davon ausgegangen ist, daß die Querzugfestigkeit den Wen 100 be. sehr kleinen Wertendes Restdruckes erreicht.

A"s der Dai^tiü'jng nach F i g. 4 ergibt sich, daß unter

i) Berücksichtigung der verschiedenen dargestellten Abhängigkeiten eine optimale Preßzeit festgestellt werden kanu, die in engem Zusammenhang mit dem Restdruck F, steht. Dabei ergibt sich ein optimaler Bereich, wenn der auf der Abszisse dargestellte Wert F₁- im Bereich

2u zwischen etwa 25 und 40% liegt. Ein Unterschreiten dieses Wertes führt zu längeren Preßzeiten und zu einem Anstieg der Quellung der Preßgutplatte. Ein Überschreiten des Bereiches führt zu einer starken Rückfederung und damit zu einer Änderung der

2ί Plattendicke. Außerdem ergibt sich ein steiler Abfall der Querzugfestigkeit. Daraus ergibt sich, daß die Größe des Restdruckes zur Nachregelung der verschiedenen Werte gemäß dem neuen Verfahren besonders vorteilhaft ausgenutzt werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnurmeii

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen vor Preßgutplatten, insbesondere Holzspanplatten, in kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebenen Preßvorrichtungen, bei dem das Preßgut jeweils zwischen zwei Preßflächen und unter Wärmeeinwirkung in einer ersten Arbeitsphase bis auf eine durch Distanzstücke vorbestimmte Solldicke verdichtet und in einer zweiten Arbeitsphase ausgehärtet wird, wobei der Preßdruck abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Arbeitsphase der Preßdruck und seine auf die Distanzstücke bzw. auf die Preßgutplatten allein einwirkenden Druckanteile fortlaufend ermittelt werden und der auf die Distanzstücke einwirkende Druckapteil konstant und klein gegenüber dem Preßdruck gehalten wird, daß der Restdruck, d. h. der Endwert des auf die Preßgutplatte allein einwirkenden Anteils des Preßdruckes unmittelbar vor dem öffnen der Presse, mit einem Sollwert für den Restdruck verglichen wird und daß die Rohstoffeigenschaften, wie die Feuchtigkeit oder die Größe der Preßgutteilchen, in Abhängigkeit von Abweichungen des jeweiligen Verhältnisses von Preßzeit und Restdruck von einem vorbestimmten Verhältnis geändert werden.