DE20311381U1

DE20311381U1 - Kontinuierliche Presse

Info

Publication number: DE20311381U1
Application number: DE20311381U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2013-07-24

Description

Dr. Albrecht Epple Presse.be.doc

Kontinuierliche Presse

Zur Herstellung von Holzwerkstoffen und anderen lignozellulosehaltigen Produkten hat sich immer mehr die kontinuierliche Pressentechnologie durchgesetzt, da sie gegenüber diskontinuierlichen Pressverfahren mit Ein- oder Mehretagenpressen Vorteile hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Verfügbarkeit bietet.

Bei der kontinuierlichen Presstechnologie werden entweder die beleimten Partikel (Fasern, Späne, Strands) unter Einwirkung von Druck und Temperatur zu einem endlosen Plattenstrang zwischen zwei Endlosbändern verpresst oder es werden aus einzelnen Furnier-, Papier- oder Tränkharzschichten (Laminate) zwischen den Endlosbändern in der Presse kompakte Holz- und Laminatwerkstoffe erzeugt.

Entlang der Presse werden vom Einlauf bis zum Auslauf entsprechend den technologischen Anforderungen sowohl die Dicke, die Temperatur als auch der Druck in dem zu verpressenden Produkt so eingestellt, dass die technologisch gewollten chemischen und physikalischen Reaktionen ablaufen. Hinsichtlich der Art und Weise wie die Enddicke des zu verpressenden Werkstoffes in der kontinuierlichen Presse erzeugt wird, gibt es die Unterscheidung zwischen Doppelband- und Kontipressen.

Üblicherweise werden kontinuierliche Pressen, auf denen inkompressible Stoffe wie Schichtstofflaminate hergestellt werden, als Doppelbandpressen bezeichnet. Kennzeichnend für diese Pressen ist die Anwendung der isobaren Preßtechnologie. Das heißt, entlang der Presse zwischen den Heizplatten und den Preßbändern wird ein lokal konstanter Öldruck aufgebaut, der die Laminate unter der gleichzeitigen Einwirkung von Temperatur und Druck zur gewünschten Verdichtung und Vernetzung bringt. Diese Verfahrenstechnologie kommt beispielsweise zur Beschichtung von Holzwerkstoffen und zur Herstellung von Schichtstoffplatten in der Leiterplattenherstellung zum Einsatz. Die dünne Ölschicht zwischen Heizplatte und Stahlband entscheidet zum einen über die erzielbare Dickentoleranz des Endprodukts und ist zudem für die Übertragung der Temperatur verantwortlich, was im Extremfall bei Unterbrechung des Ölfilms zu großen Reibungen mit lokalen Überhitzungen führt. Aus diesem Grund hat sich in der Praxis die isobare Presse dort durchsetzen können, wo

t »

inkompressible Materialien verpresst werden. Ein Vorteil der isobaren Presse liegt darin, dass sehr hohe Drücke bis 80 bar mit hohen Temperaturen bis 450 ⁰C kombiniert werden und dass das Produkt unter Druck in der Presse abgekühlt werden kann. Insgesamt führt dies zu relativ kurzen und kompakten Pressen.

Die Möglichkeit, diese verfahrenstechnischen Schritte in der Presse auszuführen, können für die Wirtschaftlichkeit in der Herstellung von Schicht- bzw. Verbundstoffen mit der Verwendung von beispielsweise Melamin-, Phenol- und Harnstoffformaldehydharzen von ausschlaggebender Bedeutung sein. Im praktischen Betrieb ist das Verhindern von Leckagen zwischen den Stahlbändern wichtig. In schmutziger und staubiger Umgebung ist ein erhöhter Aufwand für Dichtungsmaterialien erforderlich. Als weitere Einschränkung dieser Pressen ist die Fixierung auf eine Plattenbreite zu sehen. Unterschiedliche Plattenbreiten können nur sehr begrenzt produziert werden, da das Stahlband im Unterstützungsbereich durch die Platte anders beansprucht wird als im freien Randbereich, was zu unterschiedlichen Längenänderungen und zu Problemen mit der Ölabdichtung führen kann.

Die Bezeichnung Kontipresse hat sich bei der Herstellung von Holzwerkstoffen aus kompressiblen Materialien wie beleimten Späne, Fasern und Strands durchgesetzt. Bei diesem Pressentyp wird im Gegensatz zur obigen Doppelbandpresse ein direkter Druckaufbau verwendet. Dabei wird der Druck von entsprechenden Druckrahmen über die Heizplatten auf abrollende Elemente und von diesen auf das Stahlband übertragen, das seinerseits die Temperatur und den Druck auf die zu verpressenden Späne, Fasern oder Strands weiterleitet. Bei den Rollelementen, die die Reibung zwischen den starren Heizplatten und den sich kontinuierlich bewegenden Stahlbändern verringern, unterscheidet man zwischen durchgehenden Rollstangen (System Siempelkamp und Dieffenbacher) und einem Rollenteppich (System Küsters).

Kontipressen haben in der Holzwerkstoffindustrie die früher üblichen Ein- und Mehretagenpressen fast vollständig verdrängt. Da bei den Kontipressen ein starrer Druckaufbau stattfindet und der Preßspalt zwischen den Heizplatten durch eine direkte Distanzregelung eingestellt wird, wird das angewendete Verfahren etwas vereinfachend als isochores Pressverfahren bezeichnet. Entscheidend ist hier das starre Rollelement, das bei Vorhandensein eines Widerstands nicht ausweichen kann und den Abstand konstant hält, während im Gegensatz dazu das Übertragungsmedium Öl beim isobaren Pressverfahren

ausweichen kann. Obwohl an den einzelnen Preßrahmen nicht nur die Dicke sondern auch vorgegebene Drücke konstant gehalten werden können - also auch mit konstantem Druck gepresst werden kann -, wird aus obigem Grund an dieser Bezeichnung festgehalten.

Das Heizmedium der Kontipressen ist überwiegend Thermoöl, das in der Presse auf eine maximale Temperatur von rd. 260⁰C begrenzt wird. Die Begrenzung ergibt sich aus dem verwendeten Wärmeträgeröl (Verkrackung) und aus der Brandgefahr durch Staub- und Ölablagerungen in der Presse, die bei höheren Temperaturen stark zunimmt. Bei gegebener Temperatur des Wärmeträgeröls und vorgegebener Pressenbreite kann eine Kapazitätssteigerung nur durch eine längere Presse erreicht werden. Die derzeit längsten Pressen haben die 60 m Marke überschritten, wobei hier die technologische Pressenlänge gemeint ist, die in etwa mit der wirksamen Heizplattenlänge übereinstimmt. Die Abwicklung des endlos geschweißten Stahlbandes beträgt bei dieser Pressenlänge rd. 160 m. Je länger eine Kontipresse wird, desto größer wird der Aufwand, um den Bandverlauf der beiden Stahlbänder zu beherrschen. Die Schwierigkeiten nehmen mit der Länge überproportional zu. Eine lange Presse kann zudem bei der Herstellung von dünnen Platten zu Problemen führen, da bei geringen Plattendicken die Pressenlänge völlig überdimensioniert ist und die Platte im Extremfall schon im ersten Drittel der Presse ausgehärtet ist. Die Restlänge ist technologisch nicht notwendig und kann sogar wegen der Überhitzung schädlich sein kann (Spaltergefahr durch erhöhten Dampfdruck und durch Hydrolyse).

Da bei den beleimten Partikeln, die zu Platten verpresst werden, immer Feuchtigkeit in Form von freiem und gebundenem Wasser im Spiel ist, erzeugt die über das Stahlband eingebrachte Wärme einen Temperaturanstieg und führt zu einer Aggregatsänderung des Wassers in Dampf. Dieser Dampf in der Platte ist einerseits erwünscht, weil er als Temperaturträger in die Plattenmitte vordringt, andererseits ist damit auch ein Dampfdruck verbunden, der am Pressenauslauf dann zu Problemen führen kann, wenn die innere Festigkeit durch die Verklebung der Partikel geringer ist als der resultierende Dampfdruck. Das Ergebnis ist zwangsläufig Ausschußproduktion durch Spalter in der Platte. Neben der Verringerung der Produktionsgeschwindigkeit gibt es mehrere Maßnahmen, um dies zu verhindern. Eine davon ist, den Dampfdruck durch Kühlen der Platte unter Druck im Auslaufbereich zu reduzieren. Wegen der konstruktiven Gestaltung der Rollelemente bei den Kontipressen ist derzeit nur die Presse mit dem Rollenteppich (System Küsters) in der Lage, die Platte in der Presse unter Druck abzukühlen.

Eine gewisse Sonderstellung hat die isobare Doppelbandpresse, System Hydro-Dyn. Sie wurde ursprünglich dafür entwickelt, aus kompressiblen Spänen und Fasern in einem Arbeitsgang durch Direktbeschichtung oberflächenveredelte Span- oder Faserplatten herzustellen. Die Oberflächengüte ist jedoch für gehobene Ansprüche nicht ausreichend, da wegen der &ldquor;schwimmenden" Ölschicht zwischen Heizplatte und Stahlband verfahrenstechnisch eine bestimmte Oberflächenrauhigkeit nicht zu unterschreiten ist. Die im Einsatz befindlichen Hydro-Dyn-Pressen können in eindrucksvoller Weise die Vorteile zeigen, die bei der Herstellung von Spanplatten durch den technologischen Verfahrenschritt Heizen und Kühlen in der Presse unter Druck erzielbar sind.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine kontinuierliche Presse zu schaffen, bei der die Vorteile der isochoren Kontipresse im Einlaufbzw. Verdichtungsbereich mit denen der isobaren Doppelbandpresse im nachfolgenden Reaktionsbereich so kombiniert werden, dass damit beleimte kompressible Partikel wie Späne, Fasern, Strands etc. zu Holzwerkstoffen oder anderen lignozellulosehaltigen Endprodukten verpresst werden können und die jeweiligen spezifischen Nachteile dieser Ausgangs-Pressentypen weitgehend vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass alle Roll-, Heiz- und Druckelemente nach dem Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich bei den klassischen Kontipressen (Systeme Siempelkamp, Dieffenbacher oder Küsters) durch eine Reaktionszone ersetzt werden, die nach dem Prinzip der isobaren Doppelbandpresse arbeitet. Entscheidend dabei ist, dass das Stahlband der Kontipresse durchgeführt wird und die Heizplatte und die Rollelemente wie Rollstangen oder Rollenteppich auf den Einlauf- und Verdichtungsbereich begrenzt sind, also vor dem isobaren Pressenteil enden.

Insgesamt kann in der Holzwerkstoffherstellung (Spanplatten-, Faserplatten- und OSB-Herstellung) durch diesen neuen Pressentyp die Pressenlänge auf die Hälfte bis auf ein Drittel reduziert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass für den kritischen Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich, in dem eine optimale Verdichtung erzielt werden muss, eine ausreichend harte Deckschicht erzeugt wird und in der anschließenden isobaren Reaktionszone durch eine hohe Temperatur die Abbindereaktion in der Platte sehr stark beschleunigt wird (Turboeffekt).

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Presse besteht darin, dass in der eigentlichen Reaktionszone, das heißt im isobaren Pressenbereich nach dem isochoren Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich in separaten Ölkreisläufen unterschiedliche Temperaturgradienten zum Einsatz kommen. Und zwar wird dann zunächst mit Öltemperaturen bis zu 450 ⁰C das Pressgut zur Reaktionsbeschleunigung aufgeheizt und im Auslaufbereich in einem bis auf 30 ⁰C abgekühlten Ölkreislauf der Dampfdruck abgebaut, so dass am Pressenauslauf keine Spalter auftreten. Eine erhöhte Brandgefahr ist nicht gegeben, da die hohe Temperatur nur lokal an dem Stahlband anliegt und gegenüber der Umgebung ausreichend isoliert werden kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform werden zwischen Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich und isobarer Reaktionszone Ölabstreifer angeordnet, damit keine Verunreinigungen in die Reaktionszone eindringen können.

Ferner ist es auch möglich, dass zur räumlichen Überbrückung zwischen Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich und isobarer Reaktionszone Druckschuhe oder Druckwalzen angeordnet werden, die das Rückfedern des vorgepressten Pressguts nach dem Verdichtungsbereich begrenzen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich dadurch, dass in der isobaren Reaktionszone auf eigenständige Antriebsysteme verzichtet wird und statt dessen ein Antrieb durch form- oder kraftschlüssige Ankopplung an die Pressbänder der Kontipresse erzwungen wird.

Fig. 1 zeigt schematisch dargestellt eine Presse, die erfindungsgemäß wie folgt aufgebaut ist: Auf einem unteren und oberen Trommelpaar, jeweils bestehend aus einer Einlauftrommel (1), (2) und einer Auslauftrommel (3), (4) läuft jeweils ein endlos verschweißtes Stahlband (5), (6). Die aus beleimten Holzpartikel gestreute Matte (7) tritt zwischen dem unteren und oberen Stahlband (5), (6) in die Presse ein und wird unter Druck- und Temperatureinfluss verdichtet. Die Druckübertragung erfolgt durch ein umlaufendes unteres und oberes Rollelement-Band (8), (9) und die Wärme wird über die untere und obere ölbeheizte Heizplatte (10), (11) bis in das Pressgut (12) übertragen.

• · M

Nach diesem isochoren Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich (13) schließt sich der isobare Reaktionsbereich (14) an, der aus einer unteren und oberen isobaren Reaktionszone (15), (16) besteht. Hier wird der Leim im Pressgut (12) bei hohem Druck und hoher Temperatur endgültig zum Aushärten gebracht. Die Druckübertragung erfolgt hier über die Olschichten zwischen der unteren bzw. oberen mit Öldüsen versehenen Druckplatte (17), (18) und dem unteren bzw. oberen Stahlband (19), (20). Das heiße Öl übernimmt gleichfalls den Wärmeeintrag in das Pressgut (12).

Am Pressenaustritt, wo das untere und obere Stahlband (5), (6) über die untere bzw. obere Auslauftrommel jeweils umgelenkt werden, verlässt das Pressgut (12) als endlose Platte (21) die Presse.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Untere Einlauf trommel

2 Untere Auslauftrommel

3 Obere Einlauftrommel

4 Obere Auslauftrommel

5 Unteres Stahlband

6 Oberes Stahlband

7 Matte aus beleimten Partikeln am Presseneinlauf

8 Unteres Rollelement-Band im Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich

9 Oberes Rollelement-Band im Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich

10 Untere Heizplatte im isochoren Druckbereich

11 Obere Heizplatte im isochoren Druckbereich

12 Pressgut

13 Isochorer Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich

14 Isobarer Reaktions bereich

15 Untere isobare Reaktionszone

16 Obere isobare Reaktionszone

17 Untere Druckplatte mit Öldüsen und Abdichtungen

18 Obere Druckplatte mit Öldüsen und Abdichtungen

19 Unteres Stahlband der isobaren Reaktionszone

20 Oberes Stahlband der isobaren Reaktionszone

21 Ausgehärtete Platte am Pressenauslauf

Claims

1. Kontinuierlich arbeitende Presse, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturübertragung im Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich (13) über Rollkörper wie Rollstangen, Kugellager oder Rollenteppich geschieht, dass die Druck- und Temperaturübertragung in der eigentlichen Reaktionszone (14) durch einen unter Druck und Temperatur stehenden Ölfilm übertragen wird und dass die Stahlbänder (5), (6), die das zu verpressende Substrat (7) begrenzen, durch die ganze Presse geführt werden.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszone (14) in unterschiedliche Temperaturzonen aufgeteilt ist.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich (13) und der Reaktionszone (14) ein oberer und unterer Ölabstreifer angeordnet ist.

4. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich (13) und der Reaktionszone (14) ein oberer und unterer Druckschuh angeordnet ist.

5. Presse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einlauf- bzw. Verdichtungsbereich (13) und der Reaktionszone (14) Druckwalzen angeordnet sind.

6. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbänder (19), (20) der isobaren Reaktionszone durch kraftschlüssige Kopplung an die Stahlbänder (5), (6) angetrieben werden.

7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbänder (19), (20) der isobaren Reaktionszone durch formschlüssige Kopplung an die Stahlbänder (5), (6) angetrieben werden.

8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbänder (19), (20) der isobaren Reaktionszone unabhängig von dem Vorschub der Stahlbänder (19), (20) über separate Antriebe angetrieben werden.