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'Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer endlosen Platten
bahn aus verpreßten vegetabilischen Stoffen" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung einer endlosen Plattenbahn aus verpreßten vegetabilischen
Stoffen, bestehend aus einer Doppelbandpresse, deren beiden gegenläufig umlaufenden
und einen geradlinigen Preßspalt bildenden Bänder auf ihrer dem Preßgut abgewandten
Seite durch beheizte Druckkörper abgestützt sind und einer der Doppelbandpresse
nachgeschalteten Kalibriereinrichtung, die ebenfalls zwei gegenläufig umlaufende,
durch Kalibrierelemente abgestützte endlose Bänder und eine Druckmeßeinrichtung
zur Ermittlung des Gegendrucks des den Kalibrierspalt passierenden Preßgutes aufweist.
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Zahlreiche Vor schläge für derartige Doppelbandpressen sind bekanntgeworden,
einer Realisierung stand meist jedoch eine zu geringe Rentabilität entgegen. Ein
Grund hierfür ist darin zu sehen, daß für die heute'übliche Technologie der Maschinenaufwand
für die
erforderlichen Preßdrücke und Heizzeiten unwirtschaftlich
hoch ist.
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Zur Vermeidung dieses Problems müßte eine völlig neue Technologie
angewendet werden, um Preßdruck bzw. Verdichtungsarbeit erheblich herabzusetzen
und die Heizzeit wesentlich zu kürzen. Vor dem Risiko der Einführung einer neuen
Technologie schreckt die Branche jedoch noch zurück, so daß insoweit ein Kompromiß
gesucht werden muß.
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Ein sehr einfacher Lösungsvorschlag sieht vor, die zu verpressende
Masse zwischen Stahlbändern durch einen Spalt aus feststehenden Gleitschuhen hindurchzuziehen
(GB-PS 1 055 564). Damit läßt sich jedoch nicht die erforderliche Verdichtungsarbeit
erzielen. Es wurde auch vorgeschlagen, großflächige Plattenbänder als Preßbänder
um Polygone herumlaufen und sich über Wälzkörper abstützen zu lassen (DK-PS 15 936).
Die Bearbeitungsgenauigkeit insbesondere an den Stoßstellen der einzelnen Plattenkettenglieder
stellt jedoch einen erheblichen Aufwand dar. Es sind auch zahlreiche Vorschläge
bekanntgeworden, das Preßgut zwischen flexiblen Bändern nur durch Walzen zu verdichten
(US-PS 2 853 431, CH-PS 417 940).
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Diese Vorschläge haben sich jedoch als ebenso unbrauchbar erwiesen
wie der Gedanke, die Spänematte ohne jede Bandabdeckung durch Walzenpaare laufen
zu lassen (DT-PS 1 151 649), da bei diesen Verfahren hinter jedem Walzenpaar die
beginnenden Verklebungen zwischen den Leimpunkten auf den Spänen wieder aufreißen.
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Erfolgreich realisiert wurden nur Vorrichtungen, die eine große Walze
aufweisen, die von einem flexiblen Band unter Zugspannung umschlungen wird (DT-PS
718 341, GB-PS 493 541, US-PS 2 890 484, DT-PS 1 703 637, DT-OS 2 237 464). Allen
diesen Lösungsvorschlägen haftet der Nachteil an, daß sich die Vorrichtungen nur
zur Herstellung
sehr dünner Platten eignen, die entsprechend dem
Walzendurchmesser biegsam sind. Insbesondere die DT-OS 2 237 464 weist einen nachteiligen
Weg: Hier ist eine Vorrichtung offenbart, die eine Vorpreßzone mit einem geradlinigen
Preßspalt aufweist, der eine beheizte Walze mit großem DUrchmesser nachgeschaltet
ist. Das in der Vorpreßzone vorgewärmte und vorverdichtete Preßgut wird um die beheizte
Walze herum unter Zugspannung eines außenliegenden endlosen Bandes fertiggepreßt,
wobei das Bindemittel aushärtet. Es erweist sich jedoch als technologisch unzweckmäßig,
die Preßmasse gerade dort, wo sie noch plastisch und biegsam ist, nämlich am Anfang
des Preßvorganges , durch einen geraden Preßspalt laufen zu lassen, die Aushärtung
des Plattenstranges jedoch in gekrümmter Form vorzunehmen.
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Die Erfindung geht aus von der eingangs beschriebenen Vorrichtung,
die sich der DT-OS 2 058 820 entnehmen läßt. Die Doppelbandpresse dieser bisher
ebenfalls noch nicht realisierten Vorrichtung weist einen feststehenden keilförmigen
Plastifizierspalt auf, der von die Preßbänder abstützenden beheizten Gleitschuhen
gebildet ist.
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In dem nachgeschalteten Preßspalt ist je ein oberer und unterer beheizter
Druckkörper vorgesehen, der über endlos umlaufende Wälzkörper das umlaufende Stahlband
beaufschlagt. Der Preßzone unmittelbar nachgeschaltet ist eine Kalibrierzone, die
konstruktiv genau so gestaltet ist wie die Preßzone und von den gleichen Preßbändern
durchlaufen wird. Bei dieser Anlage ist vorgesehen, sowohl im Plastifizierspalt
als auch im Kalibrierspalt den jeweiligen Gegendruck der Spanmatte zu messen. Dabei
soll der Gegendruck im Plastifizierspalt vor allem zur Regelung der Durchlaßweite
und damit der Vorverdichtung im Plastifizierspalt herangezogen werden1 während der
Gegendruck im Kalibrierspalt vor allem zur Regelung der zur Plastifizierung benötigten
Dampfmenge und zur Regelung der Durchzuggeschwindigkeit der Bänder und damit der
Verdichtungszeit.in der Einlauf zone des Kalibrierspaltes benutzt werden soll.
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Die Anordnung von lEälzkörperketten zwischen Stahlband und Druckhorner
verringert zwar die Beanspruchung der Stahlbänder erheblich, ist jedoch iiber die
verh2ltnismaßig große Lange des Preß- und Kalibrierspaltes verhältnismäßig teuer.
Die Regelung der Durchlaßweite, der eingebrachten Dampfmenge und der Durchzuggeschwindigkeit
erfordert einen hohen Aufwand und erweist sich letztlich auch nicht als zweckmäßig.
sinne Regelung der Durchlaßweite eines zwischen starren Gleitschuhen gebildeten
Preßspaltes ist unzweckmäBig, weil die gleitende Reibung nicht beliebig verändert
werden kann, da schnell die Festigkeitsgrenze des Stahlbandes erreicht werden kann,
oder aber die Haftreibung zwischen Antriebswalze und Stahlband für den Durchzug
nicht mehr ausreicht. Die Veränderung der Durchlaufgeschwindigkeit ist besonders
nachteilig, da alle für die Mattenformung eingesetzten Vorrichtungen, insbesondere
die Streumaschine für einen kontinuierlichen Arbeitsprozeß mit gleichförmiger Geschwindigkeit
ausgelegt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erläuterte Vorrichtung
so zu verbessern, daß sich mit ihr auch dickere Plattenbahnen herstellen lassen,
die eine hohe Dickengenauigkeit aufweisen, wobei der maschinelle-Aufwand im Vergleich
zu anderen bekanntgewordenen Vorschlägen niedrig gehalten werden soll.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Druckkörper
der Doppelbandpresse in an sich bekannter Weise aus mehreren, sich jeweils paarweise
gegenüberliegenden Druckwalzen bestehen, zwischen denen die Bänder mit konstantem,
einstellbarem Druck abstützende, beheizte Gleitschuhe vorgesehen sind, wobei zumindest
zwei Druckwalzenpaare eine Einrichtung zur Verstellung ihres Preßspaltabstandes
aufweisen, die von der Druckmeßeinrichtung der Kalibrierzone beaufschlagt werden.
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Die Verstellung des Preßspaltabstandes kann über mechanische Einrichtungen,
z.B. mit Hilfe von Stellmotoren oder dergleichen erfolgen, oder aber sie ergibt
sich durchVeränderung des Preßdruckes.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die
gleitende Reibung zwischen den Preßbändern und den sie abstützenden Gleitschuhen
nicht verändert wird. Sie wird auf einen für die Zugfestigkeit des Bandes und dessen
Haftreibung an den Antriebswalzen zulässigen Wert eingestellt, der grundsätzlich
so hoch wie möglich sein soll, um jegliche Rückfederung des Preßgutes zu vermeiden.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der
Dickenregelung. Der Gegendruck wird als Regelgröße in einem festen Spalt zwischen
verhältnismäßig großen Flächen abgenommen.
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Herrscht an dieser Stelle kein Gegendruck mehr, ist die Bahn zu hoch
verdichtet worden, oder aber durch Austrocknung in der Endphase des Preßvorganges
zu stark geschrumpft. Bei zu hohem Gegendruck im Kalibrierspalt wird die Platte
um ein unkontrollierbares Maß elastisch zurückfedern. Stellt man jedoch ein empirisch
ermitteltes Sollmaß als Spaltabstand im Kalibrierspalt ein, das um ein Geringes
unter dem Solldickenmaß der Platte liegen kann, so erhält man als Regelgröße einen
verhältnismäßig geringen Gegendruck und erreicht somit bei dem verhältnismäßig komplizierten
Werkstoff eine größtmögliche Regelgenauigkeit.
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Regelvorrichtungen zum Steuern der Dicke kontinuierlich gefertigter
Holzwerkstoffplatten sind durch die DT-Gm 7 209 285 u. 7 315 138 bekanntgeworden.
Hier wird hinter der Presse oder hinter einer anderen Bearbeitungsmaschine das Dickenmaß
der Plattenbahn durch Rollen abgetastet, die auf einen Hydraulikkolben mit großer
Oberfläche wirken, der mit einem anderen Hydraulikkolben mit sehr kleinem Querschnitt
in Verbindung steht und bei minimalen Veränderungen
der Abtastwalze
große Ausschläge an dem kleinen Kolben hervorruft, die ihrerseits Regelimpulse für
die vorangehenden Aggregate auslösen. Diese Vorschläge sind jedoch genau so unzweckmäßig
wie die Regelung mit Hilfe eines starren, auf ein genaues Fixmaß eingestellten Preßspaltes
(DT-OS 1 291 506). Holzwerkstoffe haben sowohl plastische als auch elastische Eigenschaften,
die noch überlagert werden durch Quellungen und Schwindungen in Folge von Feuchteveränderungen
des stark hygroskopischen Materials Bei einem teilweise elastischen WerEtOff kann
durch Walzenabtastung nie eine exakte Dickenkontrolle erreicht werden.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung bilden die endlosen
Bänder der Doppelbandpresse in an sich bekannter Weise zugleich auch die Bänder
der Kalibriereinrichtung, deren Kalibrierelemente aus zumindest zwei, auf festen
Spaltabstand einstellbaren Kalibrierwalzenpaaren bestehen, von denen zumindest eines
beheizt ist, und zwischen denen ein ebenfalls auf festen Spaltabstand einstellbares
beheiztes Kalibriergleitschuhpaar angeordnet ist, das mit der Druckmeßeinrichtung
versehen ist.
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Die Walzen des in Durchlaufrichtun-g gesehen letzten Walzenpaares
können auf je einer Schwinge gelagert und zugleich als Antriebs-und Spannwalzen
für die endlosen Bänder ausgebildet sein. Diese Antriebswalzen sind unbeheizt und
können mit einer hitzebeständigen Gummierung oder einem sonst geeigneten Reibbelag
beschichtet sein. Die Spannung der Stahlbänder erfolgt dabei durch das auf die Antriebswalzen
ausgeübte Antriebsdrehmoment. Durch Verlegung der Bandspannung in die Antriebswalzen
können die vorderen Einlaufwalzen als regelbare Druckwalzen ausgebildet sein.
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Das-Verhältnis der Preßspaltabstände der einzelnen Druckwalzenpaare
kann fest einstellbar sein und auch während der Regelung konstant bleiben.
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Die endlosen Bänder der Doppelbandpresse können vor der eigentlichen
geradlinigen Preßzone in an sich bekannter Weise eine Vorpreßzone bilden, in der
das zu verpressende Gut nacheinander so um zwei beheizte Walzen geführt wird, daß
die Förderrichtung des Gutes zweimal um je etwa 1800 geändert wird. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn beim Übergang zwischen Vorpreßzone und geradliniger Preßzone zumindest
eine verstellbare Gegenkrümmungswalze vorgesehen ist. Dadurch läßt sich noch einmal
eine leichte Gegenkrümmung des schon in beginnender Aushärtung befindlichen Preßgutes
durchführen. Zeigen sich in der fertig ausgehärteten Plattenbahn nach Verlassen
des Kalibrierspaltes noch Krümmungstendenzen, kann die Gegenkrümmungswalze entsprechend
nachgestellt werden. Es können auch zwei oder mehrere derartiger Gegenkrümmungswalzen
vorgesehen werden.
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In einer abgewandelten Ausführungsform können die endlosen Bänder
als Gewebebänder ausgebildet sein, die in der Vorpreßzone von außen durch glatte,
endlose Stahlbänder abgedeckt sind. Derartige Gewebebänder sind grundsätzlich bekannt
(siehe z.B. DT-OS 2 205 575).
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In der Zeichnung sind drei als Beispiele dienende Ausführungsformen
der Erfindung schematisch in Seitenansicht dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Doppelbandpresse,
die mit einer Kalibriereinrichtung kombiniert ist;
Fig. 2 eine mit
Gewebebändern bestückte Doppelbandpresse, der eine Kalibriervorrichtung nachgeschaltet
ist und Fig. 3 eine Doppelbandpresse gemäß Fig. 1, jedoch mit einer vorgeschalteten
Vorpreßzone.
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Die Doppelbandpresse gemäß Fig. 1 weist eine geradlinige Preßzone
1 auf, die gebildet wird zwischen zwei gegenläufig umlaufenden Stahlbändern 2, die
auf ihrer dem Preßgut 3 abgewandten Seite durch drei sich jeweils paarweise gegenüberliegende
beheizte Druckwalzen 4 abgestützt sind. Diesen nachgeschaltet sind zwei Kalibrierwalzenpaare
5. Die Walzen 6 des in Durchlaufrichtung gesehen letzten Walzenpaares sind auf je
einer Schwinge 7 gelagert und dienen zugleich als Antriebs- und Spannwalzen für
die endlosen Bänder 2.
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Zwischen den Druckwalzen 4 sind beheizte Gleitschuhe 8 vorgesehen,
die die Bänder 2 mit konstantem, einstellbarem Druck abstützen.
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Zwischen den beiden Kalibrierwalzenpaaren 5 ist ein ebenfalls auf
festen Spaltabstand einstellbares beheiztes Kalibriergleitschuhpaar 9 angeordnet,
das mit einer nicht dargestellten Druckmeßeinrichtung versehen ist, die z.B. aus
Druckdosen oder dergleichen bestehen kann. Diese Druckmeßeinrichtung beaufschlagt
nicht dargestellte Einrichtungen zur Verstellung des Preßspaltabstandes zwischen
den Druckwalzen 4. Diese Verstelleinrichtungen können z.B.
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aus Stellmotoren bestehen, die über einen Spindelantrieb oder dergleichen
die jeweils oben liegenden Druckwalzen 4 in der Lotrechten verstellt.
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Der Kalibrierspalt wird somit von den Kalibrierwalzenpaaren 5 und
dem Kalibriergleitschuhpaar 9 g gebildet und zweckmäßig auf ein empirisch ermitteltes
Maß, z.B. 2 % unter Solldicke der herzustellenden Platten eingestellt. Ein ebenfalls
empirisch ermittel-
2 ter Gegendruck der Preßmasse, z.B. 0,2 kp/cm
wird als Regelgröße eingestellt und regelt bei über oder Unterschreitung dieses
Wertes den Spaltabstand der Druckwalzenpaare 4. Der spezifische Druck auf die Gleitschuhe
8 bleibt vorzugsweise konstant auf den minimal 2 möglichen Wert, z.B. 2 kp/cm2 eingestellt,
um ein zu starkes Rückfedern des Preßgutes 3 zu verhindern.
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Die Druckwalzen 4, die Gleitschuhe 8 und 9 und zumindest ein Kalibrierwalzenpaar
5 sind beheizt und dienen gleichzeitig zur Erhitzung des Preßgutes 3. Die Antriebs-
und Spannwalzen 6 sind unbeheizt und mit einer hitzebeständigen Gummierung oder
dergl.
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beschichtet.
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Eine Presse dieser Bauart ist verhältnismäßig unkompliziert und erreicht
eine große Heizfläche, so daß auch mit konventioneller Technologie wirtschaftliche
Durchlaufgeschwindigkeiten erzielt werden können. Das sich durch die individuelle
Regelung der einzelnen Druckwalzen 4 ergebende stufenweise Schließprogramm mit sehr
hohen Liniendrücken zur stufenweisen Verdichtung des Preßgutes 3 mit dazwischenliegenden
niedrigen spezifischen Drücken zur Verhinderung der Rückfederung des Preßgutes führt
zu außerordentlich niedrigen Dickentoleranzen. Die Regelung ist infolge der großen
Flächenabtastung innerhalb der Kalibrierzone sehr exakt, so daß die sonst üblichen
Schleifverluste bei den hergestellten Platten weitgehend vermieden werden können.
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Bei der Anlage gemäß Fig. 2 ist der Doppelbandpresse eine separate
Kalibriereinrichtung 10 nachgeschaltet. Die gesamte Anlage umfaßt von links ausgehend
eine Spannwalze 11 für ein unteres Drahtgewebeband 12, eine Streumaschine 13 zur
Formung einer Matte, eine nachgeschaltete
Waage 14 zur Flächengewichtskontrolle
und eine Spannwalze 15 für das obere Drahtgewebeband 12. Innerhalb der beiden endlos
umlaufenden Drahtgewebebänder 12 ist jeweils eine Oberflächenbefeuchtung 16 vorgesehen,
die aus einem Iängsgeschlitzten Rohr mit einem Docht-abstreifer bestehen kann. Es
folgen dann unbeheizte Spann- und Einzugswalzen 17 für Stahlbänder 18, denen abwechselnd
beheizte Heizplattengleitschuhe 19 und Druckwalzenpaare 20 nachgeordnet sind. Das
vorletzte Walzenpaar 21 dient zum Antrieb und Umlenken der Stahlbänder 18 und ist
ebenso unbeheizt wie das letzte Walzenpaar 22, das zum Antrieb und Umlenken der
Drahtgewebebänder 12 dient. Es folgen dann Kühlplattengleitschuhe 23, die mit geringem
spezifischen Druck über die Plattenbahn schleifen und durch Oberflächenkühlung,
Kondensation und Oberflächenbefeuchtung eine Plastifizierung der Siebnarbung des
Preßgutes ergeben.
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Die nachgeschaltete Kalibriereinrichtung 10 weist unbeheizte Kalibrierplatten
24 auf, die über endlos umlaufende Wälzkörperketten 25 die zuvor erweichte Siebnarbung
glattdrücken und bei rollender Reibung den Gegendruck der Plattenbahn auf die Kalibrierplatten
24 übertragen. Dieser Gegendruck wird über Meßdosen gemessen und als Regelgröße
für die Druckwalzenpaare 20 in einen nicht dargestellten Regler eingegeben. In diesem
wird ein einem Untermaß entsprechender Gegendruck als Sollwert eingestellt. Bei
dieser Einrichtung werden also die endlosen Bänder durch die endlosen Wälzkörperketten
25 ersetzt, die aus Präzisionsrundstahl-Stangen bestehen können, die zwischen Führungsketten
befestigt sind.
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Die.Spann- und Einzugswalzen 17 bewirken nur eine leichte Vorverdichtung.
Die nachgeschalteten Heizplattengleitschuhe 19 sind bis 0 zu 300 C beheizt und sorgen
für einen intensiven Dampfstoß. Die Hauptverdichtung der Matte erfolgt durch das
erste Druckwalzenpaar 20. Der spezifische Druck verläuft in starken Druckspitzen
zwischen den regelbaren Druckwalzenpaaren, die allein die Verdichtungsarbeit leisten.
Die Verdichtung erfolgt also ausschließlich unter rollender Reibung. Die gesamte
Preßstrecke beträgt etwa 8 m. Eine 9 mm dicke Platte könnte etwa mit 8 m/Min Vorschub
gefahren werden. Mit einer derartigen Anlage läßt sich eine Dreischicht-Tagesproduktion
von rund 120 Kubikmeter erreichen. Durch die Vermeidung von Schleifverlusten lassen
sich ca. 10 % der Herstellungskosten einsparen. Außerdem fallen die sich aus der
Schleifstaubabscheidung ergebenden Umweltprobleme weg.
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Die Anlage gemäß Fig. 3 besteht aus einer der in Fig. 1 dargestellten
Presse ähnlichen Preßvorrichtung, der eine Vorpreßzone vorgeschaltet ist. Diese
besteht im wesentlichen aus zwei Heiztrommeln 26,27 und drei Umlenk- und Druckwalzen
28,29,30.
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Ein oberes Gewebeband 31 ist um die Umlenk- und Druckwalze 28, außenseitig
um die Heiztrommel 26, dann innenseitig um die Heiztrommel 27 und schließlich außenseitig
über eine GegenkrAmmungswalze 32 durch die Preßzone 1 und schließlich um eine Umlenktrommel
33 geführt. Das obere Stahlband 2 läuft von der Umlenk- u.
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Druckwalze 29 außenseitig auf die Heiztrommel 26 und dann innenseitig
auf die Heiztrommel 27 und schließlich über die erste Druckwalze 4 zurück zur Umlenk-
und Druckwalze 29. Das untere Stahlband 2 läuft über eine Spannwalze 34 innenseitig
auf die Heiztrommel 26, dann außenseitig auf die Heiztrommel 27 und über die
Umlenk-
und Druckwalze 30 zurück zur Spannwalze 34. Das untere Gewebeband 31 läuft über
die Spannwalze 34 innenseitig auf die Heiztrommel 26, nachdem es zuvor von der Streumaschine
13 mit der zu pressenden Spänematte belegt ist und läuft dann außenseitig über die
Heiztrommel 27 und von dort über die Umlenk- und Druckwalze 30, die Gegenkrümmungswalze
32 durch die Preßzone 1 und die untere Umlenktrommel 33 zurück.
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Die Späne werden direkt auf dem rückgeführten Trum zwischen Spannwalze
34 und Heiztrommel 26 aufgestreut. Die bei der Richtungsänderung der Krümmung zwischen
den Heiztrommeln 26 und 27 zwangsläufig auftretenden Schubkräfte werden durch eine
Gleitbewegung zwischen den Stahlbändern 2 und den Gewebebändern 31 ausgeglichen,
wirken sich also nicht auf das eingelagerte Preßgut 3 aus.