DE2157386C3 - Spänestreumaschine, insbesondere für die Herstellung eines zum Pressen von Holzspanplatten vorgesehenen Spänevlieses - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spänestreumaschine, für die Herstellung eines zum Pressen von Holzspanplatten vorgesehenen, aus einer Mischung von groben bis feinsten Spänen bestehenden Spänevlieses, enthaltend ein endloses, um mindestens zwei Umlenkorgane geführtes, antreibbares Abwurfband für eine nach Gewicht oder Volumen dosierte Späneschüttung, eine dem einen Umlenkorgan benachbart angeordnete Abstreifwalze sowie eine unter diesem einen Umlenkorgan und der Abstreifwalze angeordnete Separierwalze.

Das Streuen der zur Herstellung von Holzspanplatten vorgesehenen Spänevliesen wird gewöhnlich derart ausgeführt, daß die fertigen Vliese eine aus Grobspänen gebildete Mittelschicht und je eine aus Feinstspänen gebildete Unter- und Oberschicht enthalten. Dadurch soll erreicht werden, daß die herzustellenden Spanplatten beidseitig möglichst glatte, geschlossene und optisch ruhige Oberflächen aufweisen. Aus solcherart gestreuten Vliesen hergestellte Spanplatten weisen aber nicht nur die angestrebte verbesserte Oberflächengüte auf, sondern auch eine verminderte mechanische Festigkeit. Der Grund dafür ist, daß die aus unausgerichteten Grobspänen gebildete Mittelschicht viele Hohlräume enthält. Die verminderte mechanische Festigkeit der Platten schränkt aber deren Verwendungsmöglichkeiten stark ein. Beispielsweise können Holzschrauben in Spanplatten mit stark porösen Mittelschichten nicht fest angezogen werden.

Es ist darum auch schon versucht worden, zwischen die Grobspäne der Mittelschicht zusätzlich Feinspäne einzustreuer-.. Bei einer bekannten, von F. K ο 11 m a η η in dem Buch »Holzspanwerkstoffe« (Berlin, Heidelberg, New York 1966, S. 319/320) gezeigten Vorrichtung wird dazu eine Separierwalze verwendet, die unter dem Umlenkorgan des Abwurfbands und der Abstreifwalze angeordnet ist. Diese Separierwalze weist eine mit Stiften oder Bürsten belegte Oberfläche auf und wird in einer der Wurfrichtung der Späne entsprechenden Richtung gedreht. Die Separierwalze ist verschiebbar angeordnet und kann entweder derart eingestellt werden, daß die einzelnen Späne von ihr erfaßt und ihrer Masse entsprechend mehr oder weniger weit abgeschleudert werden. Die Separierwalze kann aber auch in eine solche Lage gebracht werden, daß diese ein gleichmäßig gemischtes Spänegut auf die Formunterlage streut. Werden mehrere derartige Spänestreumaschinen hintereinander angeordnet, von denen diejenige für die Mittelschicht ohne Sichtung der Späne streut, können Spänevliese hergestellt werden, die eine zwischen der feinen Außenschicht und der groben Innenschicht angeordnete, sehr dichte Zwischenschicht aufweisen, in der Feinstspäne und Späne mittlerer Größe gemischt sind. Eine solche Spänestreuanlage muß aber aus mindestens drei einzelnen Spänestreumaschinen aufgebaut sein, was aufwendig ist.

In der DT-AS 11 09 867 sind ein anderes Verfahren und eine zu dessen Ausführung vorgesehene Vorrichtung beschrieben, mit denen erreicht werden soll, daß beim Schütten eines Spänevlieses die Mittelschicht mit einem Gemisch aus den feinsten bis zu den gröbsten Bestandteilen in wohlabgewogenen Mengen versorgt wird. Die Vorrichtung weist zwei in bekannter Weise zusammenwirkende Spänestreumaschinen auf, mit denen eine erste Späneschicht gestreut wird, in der die Teilchengröße von unten nach oben zunimmt und darüber eine zweite Schicht, in der die Teilchengröße von unten nach oben abnimmt. Um zu verhindern, daß die Mittelschicht des Vlieses nur aus groben Teilchen gebildet wird, ist zwischen diesen beiden bekannten Einrichtungen eine dritte Spänestreueinrichtung angeordnet, welche die zugeführte Spänemischung nur wenig separiert. Auf diese Weise können Spänevliese gestreut werden, deren Unter- und Oberschicht von außen nach innen zunehmend gröbere Teilchen aufweisen, während die Mittelschicht Teilchen jeder Größe enthält.

Die aus solchen Vliesen gefertigten Spanplatten weisen eine relativ dicke und dichte Mittelschicht auf sowie zwei weniger dicke, poröse Schichten, die an der Mittelschicht anliegen. Praktisch vermag darum dieses Verfahren trotz der zu seiner Ausführung vorgeschlagenen, sehr aufwendigen Vorrichtung die eingangs aufgezeigten Mangel nur unzureichend zu beheben.

Weiter ist aus der DT-AS 11 52 244 eine Vorrichtung zur Sortierung von Holzspänen für die Spanplattenherstellung bekannt, welche auch für das Streuen von Spanplattenformlingen bzw. Holzspanvliesen verwendet werden kann. Die Vorrichtung weist mindestens eine griffige Wurfwalze auf und unterscheidet sich von anderen bekannten Vorrichtungen dieser Art im wesentlichen durch die Anordnung der Aufgabestelle für das zu sortierende Gut. Diese Aufgabestelle ist so angeordnet, daß das Gut auf den aufwärts bewegten Teil der Wurfwalze auftrifft. Zum Streuen von Spänevliesen werden zwei dieser Vorrichtungen, wie bereits im vorstehenden Absatz beschrieben, nebeneinanJer aufgestellt, um eine erste Späneschicht zu streuen, in der die Teilchengröße von unten nach oben zunimmt, und darüber eine zweite Schicht, in der die Teilchengröße von unten nach oben abnimmt. Zwischen die beiden Schichten kann eine Mittellage aus einer unsortierten Mischung von Grob- und Feingut eingestreut werden. Die Schichtung von Spänevliesen, die auf die beschriebene Weise gestreut werden, entspricht praktisch der im vorstehenden Abschnitt beschriebenen Schichtung. Aus solchen Spänevliesen hergestellte Holzspanplatten weisen darum auch die bereits im vorstehenden Absatz aufgezeigten Mängel auf.

In der DT-AS ti 29 676 ist eine insbesondere für die Holzspanplattenfabrikation vorgesehene Schüttmaschine beschrieben, welche eine dicht über dem Formband angeordnete Wurfwalze mit im wesentlichen glatter Oberfläche aufweist. Durch diese beiden Maßnahmen soll erreicht werden, daß die Fallzeit der Späne von der Wurfwalze kurz ist und dadurch eine Beeinflussung der Fallbahn durch den von der Wurfwalze erzeugten Wind möglichst ausgeschlossen wird. Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Wurfwalze ist wenig aufgerauht und/oder mit geringen Unebenheiten wie Stacheln, Warzen oder Leisten von höchstens 8 mm wirksamer, radialer Höhe versehen. Mit dieser Schüttmaschine hergestellte Spänevliese können zweierlei Schichtungen aufweisen. Ist die Separierung der Späne wegen der dicht über dem Formband angeordneten Wurfwalze nur gering, so weisen die Vliese eine Grob- und Feinspäne enthaltende, relativ dichte Mittelschicht, aber auch eine Fein- und Grobspäne enthaltende Außenschicht auf. Ist die Wurfwalze genügend hoch über dem Formband angeordnet, um eine deutliche Separierung der Späne zu bewirken, so enthalten die Vliese eine nur aus Grobspänen bestehende Innenschicht. Aus Vliesen der erstgenannten Art können nur Spanplatten mit rauhen, nicht geschlossenen und optisch unruhigen Oberflächen und aus Vliesen der zweiten Art nur Spanplatten mit porösen Mittelschichten gepreßt werden.

Schließlich ist in der DT-AS 1151914 auch eine Schutt- und Streuwalze beschrieben, auf deren Umfang relativ feines Streugut wie Sand, Schmirgel, Glassplitter, Eisenspäne usw. festgeklebt sind. Dadurch soll insbesondere die Gleichmäßigkeit der Arbeitsweise erheblich gesteigert werden. Gleichmäßigkeit der Arbeitsweise bedeutet aber, daß die mit einer solcherart ausgebildeten Streuwalzen hergestellten Spänevliese entweder eine über ihre gesamte Dicke besonders gleichmäßige Mischung von Spänen jeder Größe aufweisen oder eine besonders gleichmäßige Zunahme der Spänegröße mit zunehmendem Abstand von der Außenseite. Auch aus solchen Spinevliesen sind nur Spanplatten mit entweder einer unruhigen Oberfläche oder mit einer porösen Innenschicht herstellbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, eine Streuvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß damit Spänevliese bzw. Spanplatten hergestellt werden können, deren Außenschichten aus feinen Spänen bestehen und in deren Mittelschicht die groben und die feinen Späne gleichmäßig gemischt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das eine Umlenkorgan als keilförmige, an der Spitze abgerundete Umlenkkante ausgebildet ist, daß die Achse der Abstreifwalze und der Mittelpunkt der Rundung der Spitze der Umlenkkante auf einer Geraden liegen, die mit der Horizontalen einen Winkel einschließt, der kleiner als 45" ist, so daß die abgestreiften Späne einen fast lotrechten Spänevorhang mit kleinem öffnungswinkel bilden, daß die Achse der Separierwalze zwischen den durch die Spitze der

Kante und die Achse der Abstreifwalze vsrlaufenden Lotrechten angeordnet und daß die Oberfläche der Separierwalze so weit aufgerauht ist, daß von ihr im wesentlichen nur die Fein- und Feinstspäne erfaßt und in einer ihrer Masse entsprechenden Fallkurve

abgeschleudert werden können, während die Grobspäne nur teilweise erfaßt und von ihrer Masse weitgehend unabhängige Fallkurven aufweisen.

Mit der erfindungsgemäßen Spänestreumaschine ist es möglich, ein Spänevlies zu streuen, dessen dünnere

Unter- bzw. Oberseite nur Feinstspäne aufweist und gleichmäßig in eine darüber bzw. darunterliegende dikkere Trägerschicht übergeht, die aus einem dicht liegenden Gemisch von Fein- und Grobspänen besteht. Wenn zwei solche Maschinen in bekannter Weise zum Streuen von zur Herstellung von Holzspanplatten vorgesehenen Spänevhesen zusammengestellt werden, so können Vliese gestreut werden, deren äußere Schichten nur aus Feinstspänen und deren Mittelschicht aus einem Gemisch von Fein- und Grobspänen besteht.

Aus solchen Spänevliesen gepreßte Holzspanplatten weisen glatte, geschlossene, optisch ruhige Oberflächen auf und zugleich eine von Hohlräumen freie Mittelschicht, die der Platte eine optimale mechanische Festigkeit verleiht.

Dieser Erfolg wird durch das Zusammenwirken aller erfindungsgemäßen Merkmale erreicht. Für das Separieren der Feinst- und Feinspäne und gleichzeitige Mischen der mittleren und groben Späne ist erforderlich, daß die Separierwalze bevorzugt und gleichmäßig auf

die Feinst- und Feinspäne einwirkt. Das wird durch das Auftreffen des herabfallenden Spänevorhangs auf einen sehr begrenzten Bereich längs der oberen Mantellinie der Walze und die besondere Ausbildung der Walzenoberfläche erreicht. Damit der herabfallende Spänevorhang möglichst »geschlossen« bleibt, ist weiter erforderlich, daß die Umlenkkante für das Abwurfband keilförmig ausgebildet ist, die Drehachse der Abstreifwalze nur wenig über der durch die Abwi'rfkante verlaufenden Horizontalen und die Separierwalze praktisch lotrecht unter der Abwurfkante angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden mit Hilfe der Figuren an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der

neuen Maschine beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Teil der neuen Spänestreumaschine;

F i g. 2 zeigt in graphischer Darstellung die Verteilung der Späne unterschiedlicher Größe als Funktion der Dicke eines mit der Maschine nach F i g. 1 gestreuten Spänevlieses.

Es wird angenommen, daß die einzelnen Einrichtungen einer Spänestreumaschine und insbesondere der Spänebunker und die Dosiereinrichtung bekannt sind, weshalb hier nur die eigentliche Streueinrichtung beschrieben wird. Diese Streueinrichtung enthält ein keilförmig ausgebildetes Umlenkorgan tO, um dessen abgerundete Kante 11 ein endloses Abwurfband 12 geführt ist. Das andere, nicht gezeigte Umlenkorgan ist ais antreibbare Umlenkwalze ausgebildet, mil deren Hilfe das Abwurfband in der durch den Pfeil 13 angezeigten Richtung umgeführt wird. Die nicht gezeigte Umlenkwalze und das Umlenkorgan 10 sind vorzugsweise so zueinander angeordnet, daß der obere Teil des endlosen Bands 12 gegen die Horizontale geneigt ist, wobei der Neigungswinkel 14 beispielsweise 5° beträgt. Die Bandgeschwindigkeit beträgt etwa 4 m/min. Die Kante 11 des Umlenkorgans ist abgerundet und weist einen Radius von etwa 8 mm auf, damit das über diese Kante gezogene Abwurfband nicht beschädigt wird und die zum Überwinden der Reibung aufzuwendende Energie möglichst klein ist.

In der Verlängerung des Abwurfbands 12 und etwas höher als das Umlenkorgan 10 ist eine an sich bekannte Abstreifwalze 15 angeordnet. Der Zylindermantel dieser Walze ist mit Stiften 16, die eine Länge von 30 bis 40 mm und einen Durchmesser von 2 bis 5 mm aufweisen, besetzt oder mit einer Bürstenfläche abgedeckt. Die Abstreifwalze wird mit Hilfe einer Antriebseinrichtung gedieht, wobei die Drehrichtung dem Pfeil 17 entspricht. Die Umfangsgeschwindigkeit der Abstreifwalze, die beispielsweise einen Durchmesser von 500 mm aufweist, ist um etwa 20% größer als die Geschwindigkeit des Abwurfbands 12. Der von der Verbindungslinie 18 zwischen dem Mittelpunkt der Abrundung der Kante 11 und der Achse der Walze 15 und der Horizontalen 19 eingeschlossene Winkel 20 ist vorzugsweise kleiner als der Komplementärwinkel zum Schüttwinkel der auf dem Abwurfband 12 liegenden Späneschüttung, beispielsweise 30°. Dadurch soll erreicht werden, daß die abgestreiften Späne einen fast lotrechten Spänevorhang mit kleinem öffnungswinkel bilden.

Unter dem Umlenkorgan 10 und der Abstreifwalze 15 ist eine ebenfalls bekannte Separierwalze 25 angeordnet. Der kleinste Abstand zwischen der Unterkante des Umlenkorgans 10 und der Separierwalze beträgt etwa 200 mm. Die Separierwalze, deren Durchmesser beispielsweise 300 mm beträgt, wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 150 Umdrehungen/min in der durch den Pfeil 26 angezeigten Richtung angetrieben. Die Mantelfläche der Separierwalze ist mit einer Vielzahl von ungeordnet verteilten, vorzugsweise als Hocker ausgebildeten Vorsprüngen 27, deren Höhe über der Mantelfläche kleiner als 2 mm ist, belegt. Diese Belegung kann im einfachsten Fall durch Aufziehen von grobem Sandpapier auf die Separierwalze erreicht werden.

Unter der Separierwalze 25 ist ein Transportband 30 angeordnet das durch nicht gezeigte Mittel in der Richtung des Pfeils 31 bewegt wird.

Beim Betrieb der neuen Spänestreumaschine werden in dem nicht gezeigten Teil der Maschine vorher mit Kunstharz behandelte Späne auf das Abwurfband 12 aufgeschüttet, und es sind Mittel vorgesehen, um eine bezüglich Volumen und Gewicht dosierte Späneschüttung 35 zu erzeugen. Die Schüttung enthält Späne sehr unterschiedlicher Größe, nämlich vorzugsweise faserförmige Feinstspäne mit einem Durchmesser von 0,1 mm und feine bis zu groben Flachspänen mit einer Dicke bis etwa 2 mm und einer Fläche von etwa 15 χ 25 mm. Die Späneschüttung wird auf dem Abwurfband in den Bereich der Stifte 16 der Abstreifwalze 15 geführt, die die Späne von der zugeführten Schüttung abstreifen und nach unten in Richtung auf die Separierwalze 25 schleudern.

¹S Damit das Spänevlies die oben beschriebene angestrebte Schichtung der Späne aufweist, ist als erste Maßnahme das Umlenkorgan 10 als Keil mit abgerundeter Spitze ausgebildet. Auf diese Weise kann das Abwurfband um eine Kante mit kleinem Krümmungsradius geführt werden, was weiter ermöglicht, die Abstreifwalze 15 so anzuordnen, daß ihre Drehachse nur wenig höher als die Kante des Umlenkorgans liegt ohne daß darum die Späneschüttung 35 abbricht, bevor sie von den Stiften 16 abgestreift wird. Die Folge dieser

²S Maßnahme ist, daß die Richtung der abgestreiften Späne nur wenig von der Lotrechten abweicht und daß der Öffnungswinkel 38 des Spänevorhangs relativ klein ist. Das gleiche Ergebnis könnte auch erreicht werden wenn an Stelle des keilförmigen Umlenkorgans 10 eine Walze mit einem der abgerundeten Kante dieses Organs entsprechenden Durchmessers verwendet würde In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß eine solche Walze nicht die notwendige mechanische Festigkeil aufweist, um ein mit einer Späneschüttung beladenes Abwurfband bei den im Betrieb einer Spänestreumaschine unvermeidlichen Erschütterungen und bei der erforderlichen Breite mit konstantem minimalem Abstand von den Stiften der Abstreifwalze zu führen.
Die zweite Maßnahme ist die Verwendung der relativ kleinen, als Hocker ausgebildeten Vorsprünge 27 auf der Oberfläche der Separierwalze 25. Diese Vorsprünge bilden Mitnehmer für die kleineren Feinstspäne und die Feinspäne und übertragen an diese eine Bewegungsgröße, die der Umfangsgeschwindigkeit der Separierwalze entspricht. Die größeren Grobspäne rollen zum Teil auf den kleineren Vorsprüngen ab, so daß die übertragene Bewegungsgröße kleiner als die der Umfangsgeschwindigkeit der Separierwalze entsprechende Bewegungsgröße ist. Da das Abrollen der Grobspäne auf den Vorsprüngen außerdem je nach der Orientierung der Späne gegenüber den Vorsprüngen unterschiedlich verläuft, sind auch die an Grobspäne etwa gleicher Größe und Masse übertragener Bewegungsgrößen unterschiedlich. Die Folge davon ist daß die Feinstspäne eine Bewegungsgröße und damil auch eine Fallkurve aufweisen, die ihrer Masse entspricht und zuerst auf dem Transportband 30 abgelagert werden, während die mittleren und großen Späne von ihrer Masse weitgehend unabhängige Bewegungs-

größen und dementsprechend unregelmäßige Fallkurven aufweisen und darum gemischt über den Feinstspänen abgelagert werden.

Aus der in F i g. 2 gezeigten graphischen Darstellung der Verteilung der Späne als Funktion der Dicke ir

einem mit der obigen Maschine hergestellten Vlies isl deutlich erkennbar, daß in der unteren Schicht a des Vlieses, entsprechend der am Transportband 30 anliegenden Schicht des Vlieses 37 in F i g. 1, die Spänedicke

etwa proportional mit der Vliesdicke zunimmt, während in der darüber gelagerten Schicht b Grobspäne und Feinstspäne gemischt sind.

Es versteht sich, daß die Dicke sowohl der Schicht a als auch der Schicht b durch geeignete Auswahl der verwendeten Späne und der Vorsprünge 27 auf der Separierwalze 25 den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden können. Es versieht sich auch, daß zur Herstellung eines Vlieses mit einer Mittelschicht aus gemischten Fein- und Grobspänen und zwei Außenschichten aus Feinstspänen zwei der neuen Spänestreumaschinen, deren Wurfrichtungen entgegengesetzt sind, in der bereits eingangs beschriebenen Weise hintereinander geschaltet werden müssen.

Wie die Praxis gezeigt hat, ist es möglich, den oberen Teil des Abwurfbands 12 gegen die Horizontale zu neigen, ohne daß darum die Späneschüttung über der Kante 11 des Umlenkorgans 10 früher abbricht. Der Grund dafür ist wahrscheinlich, daß die Grobspäne auf dem vibrierenden Abwurfband durch die vorzugsweise faserförmigen Feinstspäne gehalten werden, so daß der Schüttwinkel etwas vergrößert wird.

Durch das Neigen des Abwurfbands kann die Höhe der Abwurfwalze über der Kante des Umlenkorgans nochmals verkleinert werden. Dadurch wird der Flugweg des Spänevorhangs noch steiler und die Wirkung der Separierwalze nochmals im angestrebten Sinne verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Spänestreumaschine für die Herstellung eines zum Pressen von Holzspanplatten vorgesehenen, ^s aus einer Mischung von groben bis feinsten Spänen bestehenden Spänevlieses, enthaltend ein endloses, um mindestens zwei Umlenkorgane geführtes, antreibbares Abwurfband für eine nach Gewicht oder Volumen dosierte Späneschüttung, eine dem einen Umlenkorgan benachbart angeordnete Abstreifwalze sowie eine unter diesem einen Umlenkorgan und der Abstreifwalze angeordnete Separierwalze, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Umlenkorgan (10) als keilförmige, an ¹S der Spitze (U) abgerundete Umlenkkante ausgebildet ist, daß die Achse der Abstreifwalze (J5) und der Mittelpunkt der Rundung der Spitze der Umienkkantc auf einer Geraden (18) liegen, die mit der Horizontalen (19) einen Winkel (20) einschließt, der kleiner als 45° ist, so daß die abgestreiften Späne einen fast lotrechten Spänevorhang mit kleinem öffnungswinkel bilden, daß die Achse der Separierwalze (25) zwischen den durch die Spitze (11) der Kante und die Achse der Abstreifwalze (15) verlaufenden Lotrechten angeordnet und daß die Oberfläche der Separierwalze (25) so weit aufgerauht ist, daß von ihr im wesentlichen nur die Fein- und Feinstspäne erfaßt und in einer ihrer Masse entsprechenden Fallkurve abgeschleudert werden können, während die Grobspäne nur teilweise erfaßt und von ihrer Masse weitgehend unabhängige Fallkurven aufweisen.

2. Spänestreumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Aufschütten der Späne vorgesehene obere Teil des Abwurfbands (12) gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

3. Spänestreumaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel des oberen Teils des Abwurfbands (12) 5 bis 10" beträgt.

4. Spänestreumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der die Achse der Abstreifwalze (15) und den Mittelpunkt der Rundung der Spitze der Umlenkkante verbindenden Geraden (18) und der Horizontalen (19) vorzugsweise kleiner als 30° ist.

5. Spänestreumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Separierwalze (25) durch Hocker (27) aufgerauht ist und die Höhe dieser Hocker kleiner als 2 mm ist.

6. Spänestreumaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hocker (27) durch die Schleifkörner von grobem Sandpapier gebildet sind.