DE3222113C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steigerung der Biegefestigkeit von Strangpreßerzeugnissen aus Gemischen von pflanzlichen Kleinteilen und Bindemitteln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit Verfahren und Vorrichtungen zur Erhöhung der Biegefestigkeit von Strangpreßerzeugnissen (4) aus Gemischen von pflanzlichen Kleinteilen und Bindemitteln. Im Zuge des normalen Strangpressens mit Hilfe eines horizontal oszillierenden Kolbens (1), der das Gemisch durch einen Formkanal (2) und durch einen sich anschließenden beheizten Aushärtekanal (10) verdichtend schießt, werden in den Strang (4) vor dessen Eintritt in den Aushärtekanal (10) längs seiner Mantellinien und senkrecht zur Vorschubrichtung des Stranges (4) rinnenbildende Einprägungen (7) während des Rückhubes des Kolbens (1) eingepreßt. Der Anfangsbereich des Aushärtekanals (10) ist diesen Einprägerinnen angepaßt, so daß dort durch Kontraktionswirkung des Aushärtekanals (10) als Reaktion auf das Quellungsbestreben des Stranges (4) eine Formstabilisierung und Verfestigung des Stranges eintritt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Strangpreßerzeugnissen aus Gemischen von pflanzlichen K !einteilen und Bindemitteln, die in einer horizontalen Kolbcn-Kaltstrangpresse zu einem Strang geformt und durch einen beheizten Aushärtekanal geführt werden, dessen Innenquerschnitt dem Strangquerschnitt angepaßt ist, wobei die Vorschubgeschwindigkeit und die Frequenz des Strangpreßkolbens so eingestellt sind, daß sich eine verfilzte Spanstruktur ergibt

Mit einem solchen Herstellungsverfahren gemäß der

ίο DE-PS 29 32 406 erreicht man durch einen verlängerten Kolbenweg und durch verminderte Vorschubgeschwindigkeit eine überwiegend verfilzte Spanstruktur, die eine wesentliche Festigkeitssteigerung, insbesondere im Hinblick auf die Biegefestigkeit aufweist. Diese vorbekannte Lehre besteht darin, die Späne des Gemisches während der Verdichtung in einen Verfilzungszustand zu überführen, wodurch sich die Festigkeitssteigerung ergibt

Bei solchen Strangpreßerzeugnissen werden Festigkeitsmessungen und -berechnungen u. a. in der Weise ausgeführt, daß bei Belastungsversuchen die Lage definierter Punkte des stranggepreßten Balkens hinsichtlich ihrer relativen Bewegung aufgrund von Zug- bzw. Druckspannungen beobachtet und gemessen wird. Die Meßergebnisse an solchen Strangpreßerzeugnissen weisen noch eine recht große Streuung auf. auch wenn auf gleichbleibendem Parameter beim Strangpressen geachtet wird. Diese große Streuung der Meßergebnisse hat ihren Grund vermutlich darin, daß ein stranggepreßter Balken sich aus einer Vielzahl von gegeneinandergerpreßten und miteinander verbundenen, der Verdichtung bei jedem Kolbenhub entsprechenden Teilstücken zusammensetzt, die zwar in ihrem Verbindungsbereich intensiv verzahnt sind, aber die Gleichmäßigkeit des Gefüges über die Länge des Balkens beeinflussen. Ein auf Zerstörung biegebelasteter Balken bricht nicht entlang dieser Verbindungsbereiche, sondern hat infolge der Schub- und Scherkräfte bei Biegezugsbelastun· gen eine eigenwillige, schräge Bruchfläche.

Weitet hin ist es bei der Herstellung eines aus mit Bindemitteln vermischten pflanzlichen Kleinteilen stranggepreßten Palettenfußes gemäß der DE-PS 30 35 701 bekannt, in einem zusätzlichen Arbeitsgang in die Seitenflächen und gegebenenfalls an der Ober- und Unterseite des Palettenfußes bei noch nicht ausgehärteter Masse eine Verdichtung durch einen Preßstempel mit einem längslaufenden Wulst in Form von Vertiefungen einzuprägen. Dies trägt zu einer zusätzlichen Verfestigung des Palettenfußes im Sinne einer erhöhten Biegefestigkeit bei.

Wird der Aushärtekanal gemäß der Lehre der DE-PS 25 35 989 ausgebildet, so erreicht man ebenfalls eine hohe Festigkeit mit verhältnismäßig geringem spezifischen Gewicht des Stranges. Dies ist auf das Verfilzen der Späne zurückzuführen.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Biegefestigkeit derartiger Stränge noch wesentlich weiter zu steigern und Strangpreßergebnisse herbeizuführen, die eine verläßliche Berechnung der Biege- und Suiici fcstigkcii äufgi üiid küüStäiitci" Qualität dcS hergestellten Stranges erlauben, wobei vor allem der Streubereich wissenschaftlicher Messungen in erheblicher Weise reduziert werden soll.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß in den Strang vor dessen Eintritt in den Aushärtekanal längs seiner

Mantellinie und während des Rückhubes des Strangpreßkolbens rinnenbildende Einprägungen senkrecht zur Vorschubrichtung eingepreßt und diese durch Kontraktion an passend ausgebildeten Wandabschnitten des Anfangsbereiches des Aushärtekanals formstabilisiert und verfestigt werden.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geht aus von einer horizontalen Kolbenstrangpresse mit einer Preßdüse und aus einem koaxial dazu sich anschließenden, beheizbaren Aushärtekanal, dessen Anfungsbereich starre, das Sollmaß des Stranges bestimmende Wände und dessen übriger Bereich ausweichfähig abgestützte Wandabschnitte aufweist, wobei das Wesen der Erfindung darin besteht, daß zwischen der Preßdüse und dem Anfangsbereich des Aushärtekanals eine auf den Strang quer zu seiner Längsachse einwirkende, im Takt mit dem Strangpreßkolben angetriebene Preßanordnung vorgesehen ist, deren rechteckige und mit abgerundeten Kanten versehene Preßfläche sich längs Mantellinien des Stranges erstreckt, wobei die Länge der Preßflächen größer als der einzelne Vorschubweg des Stranges ist

Es hat sich gezeigt, daß der vom Strangpreßkolben verdichtete Strang noch weiter quer zu seiner Längsachse verdichtet werden kann, wenn die Aushärtung durch Wärmezufuhr noch nicht begonnen hat Die Einpressung von rinnenbildenden Einprägungen verfolgt das Ziel, die in einer Art Verfilzung vorliegende Struktur der im Strang gepreßten Kleinteile entlang des Mantelbereiches des Stranges in eine andere Struktur zu überführen, insbesondere in eine mehr parallel zur Mantelfläche sich erstreckende Lage zu bringen, die für die angestrebte Festigkeitssteigerung ursächlich ist Es genügt im Sinne der Erfindung endliche Einprägungen in den Außenbereich des Stranges so einzubringen, daß — nachdem der Strang schrittweise wieder voranbewegt ist — die nächste Einprägung an die vorangehende angeschlossen wird, so daß sich im Endergebnis eine durchlaufende Einprägungsrinne bildet. Deshalb ist, wie bereits erwähnt, die Länge der Preßfläche größer als der einzelne Vorschubweg des Stranges dimensioniert um eine Stetigkeit der Einprägung über die Länge des Stranges herbeizuführen. Es kann sich dabei empfehlen, den Strang tiefer als vom Sollmaß vorgegeben zu pressen, weil das so behandelte Gemenge während der schrittweisen Vorschubbewegung des Stranges dazu neigt, sich wieder auszudehnen. Aus diesem Grunde sieht die Erfindung weiterhin vor, daß mindestens der Anfangsbereich des Aushärtekanals starre, nach innen vorspringende, leistenartige Wandprofilierungen aufweist, deren Querschnitt den am Strang gebildeten» rinnenartigen Einprägungen hinsichtlich des Sollmaßeis angepaßt ist. Die Ausdehnung des gepreßten Stranges kann dann nur soweit erfolgen, bis eine Anlage der geprägten Stellen an den erwähnten, leistenartigen Wandprofilierungen stattfindet. An dieser Stelle erfolgt eine genaue Formgebung des Stranges in Verbindung mit einer erheblichen Wärmeeinwirkung. Durch die kontraktierend wirkende Reaktion der starren Kanalwände erfolgt während des Vorschubes des Stranges eine: genaue Formgebung und periphere Aushärtung des Stranges.

Im nachfolgenden Bereich sind die Wandabschnitte des Aushärtekanals vorzugsweise in der eingangs erwähnten Art nachgiebig abgestützt, so daß die Reibung des Stranges während des Vorschubes auf ein Mindestmaß reduziert und dennoch die Aushärtung vervollständigt wird. Während des Rückwärtshubs des Strangpreßkolbens können die Wandabschnitte fest mindestens an Teilbereichen des Stranges anliegen, womit längs des Stranges sich möglicherweise bildende Pulsierungen unterbunden werden.

Mit der Erfindung ist die Möglichkeit geschaffen, das Gemenge beim Strangpreßvorgang weniger stark als bisher üblich zu verdichten, so daß im Endergebnis ein hochfester Strang mit vermindertem spezifischen Gewicht erzielt werden kann. Es erweist sich als zweckmä-Big, mehrere Preßanordnungen um den Strang verteilt anzuordnen, insbesondere einander gegenüberliegend vorzusehen. Bei der Herstellung von Balken, Palettenklötzen oder dgl. Profilen ist es von Vorteil, den Strang ursprünglich mit rechteckigem Querschnitt, gegebenenfalls mit abgeschrägten Ecken, strangzupressen, um dann, in sämtliche vier Seiten die rinnenartigen Einprägungen zu pressen. Wenn ein Strang mit durchgehendem Hohlraum unter Anwendung eines Preßdornes hergestellt werden soll, sieht die Erfindung vor, daß die Preßanordnungen im Bereich der Längserstreckung dieses Preßdornes vorgesehen sind. Dieser Dorn nimmt dann einen Teil der einander entgegengerichteten Preßkräfte auf, was aber nicht schädlich ist, weil die seitliche Einprägung während des Stillstandes des Stranges vorgenommen wird.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Strangpreßkörper weist in den Mantelflächen längs seiner Strangpreßachse durchlaufende rinnenartige Vertiefungen auf, deren Ränder abgerundet oder keilförmig ausgebildet sind, wobei die pflanzlichen Kleinteile in den Vertiefungen benachbarten Bereichen vorwiegend parallel zur Mantelfläche, im Innenbereich des Körpers vorwiegend verfilzt orientiert sind.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch eine horizontale Kolben-Strangpresse mit sich anschließendem Aushärtekanal und

F i g. 2 bis 5 Querschnitte durch die Anordnung gemäß F i g. 1 entsprechend den Linien II-II bis V-V.

Die F i g. 1 geht von eingangs erwähnten üblichen horizontalen Kolbenstrangpressen aus, wobei mit 1 der Strangpreßkolben und mit 2 die den Strang 4 bildende Preßdüse bezeichnet sind. Der Strang 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen durchgehenden Hohlraum 17 (vgl. Fig.5) auf, der in üblicher Weise durch einen Preßdorn 3 gebildet wird.

Im Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckiger Strang 4 mit Abschrägungen 16 an seinen Ecken gebildet werden soll, der zur Herstellung von Balken, Palettenklötzen, Profilen oder dgl. bestimmt sein kann. In F i g. 1 ist der Strangpreßkolben 1 in seiner Preßendstellung gezeigt. Er führt einen verhältnismäßig langen Rückwärtshub (in der Zeichnung) nach links aus. Dicht hinter der Preßdüse 2 befinden sich mehrere Preßanordnungen 5, welche die Aufgabe haben, mit ihren Preßstempeln 6 quer zur Strangpreßrichtung rinnenbildende Einprägungen 7 in die Mantelbereiche des Stranges 4 einzuprägen. Im oberen Teil der F i g. 1 ist der Preßstempel 6 in seiner Ausgangslage, im unteren Teil in seiner Preßendstellung gezeigt. Die Preßfläche 8 des Preßjtempels 6 weist eine sich in Strangpreßrichtung erstreckende rechteckige Form mit abgerundeten Rändern auf. Die Länge dieser Preßfläche 8 (in Strangpreßrichtung gesehen) ist größer als der einzelne Hub des Stranges 4, nachdem er vom Strangpreßkolben 1 ver-

dichtet worden ist. Wie der obere Teil der F i g. 1 zeigt, wirkt somit nur ein Teil der Preßfläche 8 auf den Strang 4 ein. Der restliche Teil taucht in die bereits vorher gebildete rinnenartige Einprägung 7. Auf diese Weise wird eine am Strang durchlaufende Rinne 7 gebildet. Wenn ein Preßdorn 3, wie F i g. 1 zeigt, zur Bildung von Hohlräumen 17 verwendet wird, sollten die Preßanordnungen 5 im Bereiche der Längsausdehnung dieses Preßdornes 3 vorgesehen sein, damit die Preßkraft noch zum Teil vom Preßdorn 3 aufgefangen werden kann und nicht zur Verformung des Stranges im Wandungsbereich des Hohlraumes 17 führt Die Preßstempel 6 sind von geeigneten Führungen 9 umgeben.

Das Einprägen der rinnenbüdenden Vertiefungen 7 erfolgt im Takt mit dem Strangpreßkolben 1, und zwar stets während seines Rückwärtshubes, also bei stehendem Strang 4. Sobald der Strangpreßkolben 1 wieder seinen Preßhub beginnt, müssen die Preßstempel 6 sich wieder in ihrer Ausgangslage gemäß dem oberen Teil der F i g. 1 befinden, wobei sie einen Teilbereich einer Kanalwandung bilden.

Der mit den rinnenbüdenden Einprägungen 7 versehene Strang 4 wird möglichst unmittelbar hinter den Preßanordnungen 5 in den Anfangsbereich 10 des Aushärtekanals eingeführt, der starre Wände 11 mit leistenartig nach innen ragenden Vorsprüngen 12 aufweist, die in ihrer Bemessung dem Sollmaß des herzustellenden Stranges entsprechen. Im Bereiche der Preßanordnung 5 können die Einprägungen 7 durchaus tiefer als das Sollmaß es vorgibt vorgenommen werden. Diese Differenz zu der lichten Weite des Anfangsbereiches 10 des Aushärtekanals wird durch die innere Spannung des gepreßten Stranges und durch seine Neigung, wieder aufzuquellen, aufgehoben. In diesem Anfangsbereich 10 des Aushärtekanals wird erhebliche Wärme zugeführt, so daß der Strang während seines Vorschubes die endgültige Form annimmt und außerdem peripher soweit ausgehärtet wird, daß er im weiteren Verlauf seines Vorschubes die so gebildete Form beibehält

Im Anschluß an den Anfangsbereich 10 erstreckt sich der eigentliche Aushänekanal 13, der — wie üblich — aus ausweichfähigen Wandabschnitten 14 bestehen kann, die ebenfalls beheizt sind. In diesem Bereich des Aushärtekanais 14 gleitet der Strang aufgrund seines Gewichtes mit seiner Unterseite auf den Wandabschnitten 14 entlang, ohne daß aber während des Vorschubes eine Spannkraft auf den Strang einwirkt Während des Rückwärtshubes des Strangpreßkolbens 1 können jedoch die Wandabschnitte 14 fest gegen die Außenkonturen des Stranges 4 angedrückt werden, wodurch längs der Strangpreßachse eventuell entstehende Ausweichbewegungen oder Pulsierungen des Stranges vermieden werden.

Im Beispiel der F i g. 2 ist der Querschnitt durch den Düsenbereich 2 der Kolbenstrangpresse gezeigt Der Strang 4 besitzt dort bereits eine vorwiegend verfilzte Spanorientierung 15, die dadurch entsteht daß das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen und Bindemitteln über einen langen Weg bei geringer Vorschubgeschwindigkeit verdichtet wird. In F i g. 3 ist der Querschnitt durch die Preßanordnung 5 gezeigt wobei in diesem Ausführungsbeispiel zwei einander gegenüberliegende Preßstempelpaare 6 in die Seitenflächen des ursprünglich etwa rechteckigen Stranges 4 eindringen. Hierbei können die seitlichen Preßstempel 6 durchaus auch zeitversetzt gegenüber den nach unten bzw. nach oben wirkenden Preßstempeln 6 betätigt werden, was eine zusätzliche Umstrukturierung der Späne veranlaßt Die Erfindung bietet aber auch die Möglichkeit, mehrere solcher Preßanordnungen 5 hintereinander liegend (in Strangpreßrichtung gesehen) vorzusehen, um die Spanumstrukturierung noch weiter voran zu treiben.

Wie die F i g. 4 zeigt, sind die Wände Hirn Bereich 10 des Aushärtekanals starr, wenn auch zweckmäßigerweise geteilt und miteinander verbunden, angeordnet, um an dieser Stelle dem im Strang herrschenden Dehnungsbestreben Widerstand entgegenzusetzen.

Die Wandabschnitte 14 des in F i g. 5 im Querschnitt dargestellten Aushärtekanals 13 sind hingegen geteilt ausgebildet und vorzugsweise ausweichfähig abgestützt. Zwischen den Wandabschnitten 14 sind Fugen angeordnet, um das Entweichen von Luft und Wasserdampf zu ermöglichen. Wie diese Figur zeigt, weist der Strang 4 längs der rinnenbüdenden Einprägungen 7 eine ungefähre parallele Spanorientierung 18 und im mittleren Bereich eine überwiegende verfilzte Spanorientierung 15 auf. Die Ränder der rinnenbüdenden Einprägungen 7 sind entweder mit Abrundungen 19 oder mit keilförmigen Profilierungen 20 versehen, die nicht nur der Kerbwirkung entgegenstehen sondern außerdem einen Einfluß auf eine günstigere Spanorientierung am Auslauf der parallelen Spanorientierung 18 ausüben.

Es liegt auf der Hand, daß Stränge 4 beliebigen Querschnittes gebildet werden können. Die in der Zeichnung gleichbleibende Rechteckform ist zwar für die Herstellung von Balken und Palettenklötzen zweckmäßig. Doch können auf gleiche oder ähnliche Weise auch runde, ovale oder sonstige Querschnitte, beispielsweise auch Profile hergestellt werden, wobei besonders im Falle von Profilbildungen die Endgültigkeit des Querschnittes bevorzugt durch die Anwendung der Preßanordnungen 5 herbeigeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Strangpreßerzeugnissen aus Gemischen von pflanzlichen Kleinteilen und Bindemitteln, die in einer horizontalen Kolben-Kaltstrangpresse zu einem Strang geformt und durch einen beheizten Aushärtekanal geführt werden, dessen Innenquerschnitt dem Strangquerschnitt angepaßt ist, wobei die Vorschubgeschwindigkeit und die Frequenz des Strangpreßkolbens so eingestellt sind, daß sich eine verfilzte Spanstruktur ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strang vor dessen Eintritt in den Aushärtekanal längs seiner Mantellinien und während des Rückhubes des Strangpreßkolbens rinnenbildende und Einprägungen senkrecht zur Vorschubrichtung eingeprsßt und diese durch Kontraktion an passend ausgebildeten Wandabschnitten des Anfangsbereiches des Aushärtekanals formstabilisiert und verfestigt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer horizontalen Kolbenstrangpresse mit einer Preßdüse und aus einem koaxial dazu sich anschließenden, beheizbaren Aushärtekanal dessen Anfangsbereich starre, das Sollmaß des Stranges bestimmende Wände und dessen übrigen Bereich ausweichfähig abgestützte Wandabschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Preßdüse (2) und dem Anfangsbereich (10) des Aushärtekanals eine auf den Strang (4) quer zu seiner Längsachse einwirkende, im Takt mit dem Strangpreßkolben (1) angetriebene Preßanordnung (5) vorgesehen ist, deren rechteckige und mit abgerundeten Kanten versehene Preßfläche (8) sich längs der Mantellinien des Stranges erstreckt, wobei die Länge der Preßfiäche (8) größer als der einzelne Vorschubweg des Stranges (4) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Preßfläche (8) 230 mm bei einem einzelnen Vorschubweg von 160 mm beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Preßanordnungen (5) um den Strang (4) verteilt angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßanordnungen (5) bei Anwendung eines Preßdornes (3) zur Bildung hohler Stränge (4) im Bereich der Längserstreckung dieses Preßdornes (3) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Anfangsbereich (10) des Aushärtekanals starre, nach innen vorspringende, leistenartige Wandprofilierungen (12) aufweist, deren Querschnitt den am Strang (4) gebildeten rinnenartigen Einprägungen (7) hinsichtlich des Sollmaßes angepaßt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung verlaufenden Ränder der Preßfläche (S) abgerundet (i9) oder keiifürmig (20) ausgebildet sind.