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EP0376175B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln Download PDF

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Publication number
EP0376175B1
EP0376175B1 EP89123711A EP89123711A EP0376175B1 EP 0376175 B1 EP0376175 B1 EP 0376175B1 EP 89123711 A EP89123711 A EP 89123711A EP 89123711 A EP89123711 A EP 89123711A EP 0376175 B1 EP0376175 B1 EP 0376175B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactor
particles
strand
compression
fringe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP89123711A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0376175A3 (de
EP0376175A2 (de
Inventor
Karl Schedlbauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6370444&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0376175(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0376175A2 publication Critical patent/EP0376175A2/de
Publication of EP0376175A3 publication Critical patent/EP0376175A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0376175B1 publication Critical patent/EP0376175B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/28—Moulding or pressing characterised by using extrusion presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/224—Extrusion chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0005—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing for briquetting presses

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling the compaction and / or for producing a higher-density edge zone with an improved surface when extruding small parts, in particular small plant parts with binders.
  • the small parts are compressed to the desired density - usually 0.5 to 0.8 kg / dm3 - by the force of a plunger in an extrusion press.
  • the counterforce required for compression is generated by the friction between the strand produced with the previous press strokes and the walls of a hardening duct adjoining the press chamber.
  • an active or passive system for controlling the friction is used.
  • a passive system the static friction between the extruded part and a moving mandrel is used in extrusion molding, and one or more walls in the channel in extrusion molding.
  • the mandrel or one or more walls delimiting the strand are allowed to run along to the front end position of the ram.
  • the mandrel and / or the walls are then moved into their starting position, as is the press ram.
  • This passive system requires its own work step to pull back said mandrel or the walls.
  • the other walls of the curing channel can be rigid or adjustable.
  • this first curing duct part If the walls of this first curing duct part are placed parallel to one another, this can only be built very short, since otherwise the frictional forces would exceed the force of the press ram and the press tends to jam. It is therefore taught to widen the first rigid part of the channel in a wedge shape in order to reduce the frictional forces to such an extent that the contact force the walls of the movable part of the curing channel, the compression can be controlled.
  • the angle of the wedge-shaped extension must be kept very small and must be adapted precisely to the type, size and in particular the moisture of the small parts. Under no circumstances should it exceed the compression angle of the press, as the material will otherwise slide over.
  • DE-A-20 16 771 describes a method and a device for the extrusion of agglomerated plates and in particular chipboard, in which the heating and / or drying of the plates by means of blowing and / or discharging and / or suction, in particular steam or air he follows.
  • This known method has the disadvantage of relatively short stroke lengths; moreover, the density can only be set to a very limited extent.
  • DE-A-29 32 405 describes an extrusion press for small vegetable parts mixed with binder, which essentially corresponds to the prior art in conventional bulkhead presses or simple injection molding systems.
  • the small vegetable parts mixed with a binder are introduced into a filling space from above, compressed with an extrusion piston and then pushed into a curing channel. With this method, too, the stroke and the stroke frequency are limited so that the effectiveness of the system is not great.
  • the invention is based on the object of specifying a method for controlling the compression and / or for producing a more highly compressed edge zone with an improved surface when extruding small parts, in which adjustment of the compression is possible in a simple manner.
  • the invention is based on the knowledge that small plant parts, and in particular small wooden parts, do not oppose any appreciable resistance to the compaction that has taken place for a certain period of time after they have been compressed to a desired level.
  • the time after which this resistance breaks down can be shortened and precisely determined by temperature and humidity, i.e. by the introduction of hot steam.
  • the force introduced by the ram into the small parts is projected to the outside depending on the moisture of the small parts.
  • the projected force changes non-linearly to change the moisture.
  • Smaller drier wood parts for example those below 10% moisture, are too rigid for extrusion, they project a large part of the compression force introduced into them outwards, transversely to the direction of extrusion.
  • Moist chips for example those with more than 15% moisture, are relatively plastic and lie flat against the boundary walls of the press room or the curing channel and also cause too much friction for extrusion.
  • the known extrusion processes for small plant parts, in particular small wooden parts, can therefore only be carried out if the small parts, for example wood shavings, have a moisture content that corresponds to their size and type, for example 14% Atr. have what must correspond to an exact opening angle of the rigid first part of the curing channel.
  • the invention takes advantage of the disadvantageous properties of the small parts to solve their task. Drier small parts, for example of 10% moisture, are used to carry out the method according to the invention. These are filled in a manner known per se Press space of an extrusion press introduced, compressed therein by the extrusion die and transported in this state into a reactor connected to it. Its inner profile largely corresponds to that of the extruded profile.
  • the reactor is heated and has suitable inlet openings for water or steam. Its temperature is above the pressure of the boiling point associated with the water of reaction or corresponds to the curing temperature of the curing channel. Under pressure, steam or water is introduced into the strand at one or more points through the inlet openings of the inner profile of the reactor in the pressing direction. The amount of steam or water introduced is such that only the outer zone of the strand is brought to a higher density, for example 20%, to a desired density, for example to a depth of 2 mm.
  • the distance to the first inlet opening lying transverse to the extruded profile should be greater than the length of a press stroke.
  • the distance from the first level of the inlet openings for the reactant in the reactor to the end of the strand depends on the cycle speed of the extruder. In principle, the distance should be greater than the length of a press stroke. This prevents water vapor from entering the filling and pressing room.
  • the planes in the reactor can have a different spacing from one another than the length of the strand part formed with each press stroke.
  • the mixture of small parts that is too dry according to the method reacts as follows:
  • the dry small parts are very rigid and project a relatively large part of the force of the ram against the inner walls of the reactor. However, this force is reduced immediately if these rigid small parts can only deflect to the outside by a very small amount.
  • Exactly this alternative is made possible by introducing the reactant into the outer zone.
  • the small parts located in this zone immediately lose their rigidity as a result of the wetting agent, and lie close together without great pressure. You therefore need a smaller space, with which the rigid small parts not wetted by the reagent can yield to the desired extent. The more or the deeper the reactant penetrates the strand, the lower the friction of the strand in the reactor.
  • the control for introducing the reactant is possible both very precisely and very quickly and easily via pressure (pressure valves), quantity (pressure flow valves) and time (check valves).
  • pressure pressure valves
  • quantity pressure flow valves
  • time check valves
  • a particular advantage of the invention lies in the fact that the geometry of the entire extrusion system has to be carried out less precisely, since corresponding compensation options can be achieved by the reaction medium.
  • the small parts which lie close together in the outer zone, result in a particularly smooth and, for example, water-repellent outer surface.
  • the density of the higher-density outer layer can be determined relatively freely by the amount and depth of penetration of the reactant. Since this layer in turn has a greater strength, strands produced according to the invention can be used not only as pressure-resistant spacers, but also as particularly tensile, pressure-resistant and torsion-resistant supports or beams. Since the reactant reacts immediately, the control of the weights is sensitive and precise.
  • the uniformity of the compression is significantly better than in the previously known active systems shown. In contrast to the passive systems described, there is advantageously no need to pull out the mandrels or walls. However, the advantages of the invention are not yet exhausted. For particularly highly stressed components, an additional binder in liquid or vapor form can also be fed to the reactor instead of water or steam, which in turn additionally improves the strength of the strand.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through an extrusion device. 1st
  • the end face 6 of the ram 7 has the position at a distance 8 to the end 9 of the filling and pressing space 2 is equal to the length of the compressed strand 10 .
  • the reactor 11 connects to the filling and pressing chamber 2 .
  • its inner profile is cylindrical.
  • the length 15 between the first inlet opening 13 and the last inlet opening 16 for the reactant is approximately five times the distance 8 in the example.
  • the fact that the intermediate inlet openings are evenly distributed over the length 15 , but the distances do not correspond to the length 8 means that the binder is introduced particularly evenly.
  • a steam boiler 17 water vapor is generated as a reactant, which increases the moisture in the outer layer of the strand 18 .
  • the flow rate of the reaction steam is controlled by the flow control valve 20 .
  • the steam pressure is set by a regulation by the pressure reducing valve 21 and not by the pressure in the steam boiler 17 .
  • the time of steam entry determines the check valve 22 , which is in the open position according to the position of the ram 7 during the extrusion of the strand 10 , otherwise in the blocked position.
  • This valve can be switched via limit switches, for example. In order to prevent locally too much steam from getting into the reactor 11 , the check valve can be switched to the open position.
  • the type of control described above enables a particularly precise and uniform determination both the weight of the strand 18 and the depth of penetration of the steam into the outer zone of the strand 18 .
  • the strength of the strand 18 can therefore also be determined precisely. If, for any reason, the type, the composition, the size or the moisture of the batch 5 filled into the extrusion press changes, the reaction of the strand 18 in the reactor 11 can be adapted in this way by simply changing the setting of the valves 20 , 21 or 22 that a strand 18 with the desired properties is nevertheless produced. In any case, the invention results in a particularly good surface and, depending on the setting of the valves 20 , 21 , 22, an outer layer that is more or less densified as required.
  • the reactor 11 in the exemplary embodiment is heated by heating sleeves 23 , the reactant introduced evaporates without being further disadvantageous. Due to the small amount of steam introduced, there is no fear of steam tensions in the binder or even steam cracks in the strand 18 . As described, water or additional liquid or vaporous binder can of course also be introduced into the strand 18 via the reactor 11 instead of the steam. It goes without saying that steam, water and binding agents can also be mixed together. Since the reactor 11 can be made very long, the curing channel adjoining it will be kept correspondingly short or even completely eliminated.
  • the walls 25 , 26 of the curing channel 24 need, since the strand 18 has already partially set due to the length of the reactor 11 and has sufficient internal strength and dimensional stability, to be leaned against the strand only in such a way that the heat can escape from them , but not so far from the strand that additional liquid or vaporous binder up to for the final curing of the strand 18 can be entered in this without major gap losses.
  • the invention ie the reactor, in combination with other systems for controlling the weight of the strands.
  • the teaching DE - 29 32 405 is conceivable as a combination.
  • Fig. 2 shows a cross section through a reactor on the line II acc. Fig. 1.
  • the exemplary embodiment uses a reactor cross section for a circular strand.
  • An annular steam inlet opening 28 is machined into the reactor jacket 27 .
  • the reactant passes from the hose 29 through the bore 30 into the steam inlet opening 28 .
  • the bore 30 is provided on the underside of the steam inlet opening 28 .
  • a heating jacket 31 is placed around the reactor jacket. This can be designed, for example, as an electric resistance heater. However, all other heating systems are also conceivable and possible.
  • Fig. 3 also shows a cross section through a reactor, here for a rectangular strand.
  • the invention uses a circumferential channel 37 from which the reactant, here water, which is supplied from the motor pump 33 via the line 34 and evaporates due to the temperature in the reactor and via the inlet nozzles 36 located on the circumference of the inner reactor surface 35 the strand penetrates under positive pressure.
  • the amount of feed Water and pressure of the water vapor forming in the reactant is the penetration depth of the water vapor until it condenses again into water in the strand.
  • the valves 20 , 21 and 22 already described can also be used in this system. They are installed in line 34 .
  • Fig. 4 finally shows a square extruded profile with chamfered corners.
  • the reactant has penetrated into the strand according to the depth dimension 38 .
  • the strand has a higher density outer zone 39 with a particularly smooth and flat surface 40 .
  • This smooth surface 40 protects the strand against damage.
  • the more highly compressed edge zone can be subjected to a particularly high tensile and compressive load, while the lowly compressed inner strand zone 41 , in which the molded parts have largely retained their shape - that is to say not lie very close together - gives the strand a certain elasticity and, for example, good nail connections enables.
  • the depth 39 and the strength of the strand can be determined largely freely and in a simple manner to suit the application.

Landscapes

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln.
    Bei derartigen Vorrichtungen werden die Kleinteile durch die Kraft des einen Preßstempels einer Strangpresse auf die gewünschte Dichte - meist 0,5 bis 0,8 kg/dm³ - verdichtet. Die zur Verdichtung notwendige Gegenkraft wird durch die Reibung zwischen dem mit den vorherigen Preßhüben erzeugten Strang und den Wänden eines sich an den Preßraum anschließenden Aushärtekanales erzeugt. Um die Dichte des Stranges zu bestimmen und einzustellen bzw. zu verändern, verwendet man ein aktives oder passives System zur Steuerung der Reibung.
  • Bei einem passiven System benützt man beim Strangrohrpressen die Haftreibung zwischen dem bereits erzeugten Strangteil und einem mitlaufenden Dorn, und beim Strangpressen eine oder mehrere Wände im Kanal.
    Sobald der Preßstempel den Strang auf das gewünschte Maß verdichtet hat, läßt man den Dorn bzw. eine oder mehrere den Strang begrenzende Wände bis zur vorderen Endstellung des Preßstempels mitlaufen. Anschließend werden der Dorn und/oder die Wände in ihre Ausgangsstellung bewegt, ebenso der Preßstempel. Dieses passive System bedingt einen eigenen Arbeitsgang, um besagten Dorn bzw. die Wände zurückzuziehen. Die anderen Wände des Aushärtekanales können starr oder anstellbar ausgebildet sein.
    Von einem aktiven System spricht man, wenn die Wände des sich an die Strangpresse anschließenden Aushärtekanales mit einer während des Preßhubes wählbaren und veränderlichen Kraft gegen den Strang gepreßt werden. Durch die Größe dieser Kraft, die meist durch Spannelemente während des Preßhubes erzeugt wird, soll die Verdichtung geregelt werden.
    Die Kleinteile, insbesondere pflanzliche Kleinteile, verhalten sich nicht wie eine hydraulische Flüssigkeit, die den Druck des Preßstempels nach allen Seiten gleichmäßig weitergeben würde, sondern nur ein Teil dieser Kraft richtet sich gegen die Wände des Preßraumes.
    Die gegen die Aushärtekanalwände gerichtete Kraft, die unmittelbar nach der Presse sehr groß wird, zwingt dazu, den ersten Teil dieses Kanales starr auszubilden.
    Werden die Wände dieses ersten Aushärtekanalteiles parallel zueinander gestellt, kann dieser nur sehr kurz gebaut werden, da sonst die Reibkräfte die Kraft des Preßstempels übersteigen würden und die Presse zum Klemmen neigt.
    Es wird deshalb gelehrt, den ersten starren Teil des Kanals keilförmig sich erweiternd zu gestalten, um dadurch die Reibkräfte soweit zu verringern, daß durch die An-stellkraft der Wände des beweglichen Teiles des Aushärtekanales die Verdichtung gesteuert werden kann.
    Der Winkel der keilförmigen Erweiterung muß jedoch sehr klein gehalten sein und muß genauestens an die Art, die Größe und insbesondere die Feuchtigkeit der Kleinteile angepaßt werden.
    Keinesfalls darf er aber den Verdichtungswinkel der Presse übersteigen, da das Material sich sonst überschiebt.
    Ändert sich die Art, Größe oder insbesondere die Feuchtigkeit der Kleinteile auch nur geringfügig, ändert sich auch sofort - und dies überproportional - die Verdichtungskennlinie der Kleinteile.
    Da systembedingt einerseits der Antrieb der steuerbaren Reibung relativ gering ist, andererseits der Winkel der Erweiterung nicht verändert werden kann, ist die Strangpresse nur bedingt wenig genau steuerbar.
    Nachteilig ist weiter der Verschleiß im Preßraum und im ersten starren Teil des Aushärtekanales, wodurch sich die Geometrie dieser Teile ebenfalls verändert.
    Durch diese nachteiligen Merkmale lassen sich auf derartigen Vorrichtungen nur wenig anspruchsvolle Bauteile, z.B. Palettenklötze herstellen.
    Weiter kann dem stetem Wunsch der Verwender dieser Strangpreßerzeugnisse nach einer glatten Oberfläche und einer höher verdichteten Randzone, die beispielsweise wasserabweisend ist, nicht entsprochen werden. Da dieses ein besseres Anliegen des Stranges an die Wände des ersten starren Teiles des Aushärtekanales erfordern würde, was durch die beschriebenen Reibkräfte nicht erzielbar ist.
  • Die DE-A-20 16 771 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strangpressen von agglomerierten Platten und insbesondere von Holzspanplatten, bei dem die Erwärmung und/oder das Trocken der Platten mittels Einblasen und/oder Ableiten und/oder Absaugen von insbesondere Dampf oder Luft erfolgt. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil relativ kurzer Hublängen; darüberhinaus ist die Einstellung der Dichte nur sehr eingeschränkt möglich.
  • Die DE-A-29 32 405 beschreibt eine Strangpresse für mit Bindemittel gemischte pflanzliche Kleinteile, die im wesentlichen dem Stand der Technik bei üblichen Schottpressen oder einfachen Spritzgußanlagen entspricht.
    Die mit einem Bindemittel vermischten pflanzlichen Kleinteile werden von oben in einen Füllraum eingebracht, mit einem Strangpresskolben verdichtet und anschließend in einen Aushärtekanal geschoben. Auch bei diesem Verfahren ist der Hub sowie die Hubfrequenz begrenzt so daß die Effektivität der Anlage nicht groß ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen anzugeben bei dem in einfacher Weise eine Einstellung der Verdichtung möglich ist.
  • Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß pflanzliche Kleinteile und insbesondere Holzkleinteile einen gewissen Zeitraum, nachdem sie auf ein gewünschtes Maß verdichtet worden sind, keinen nennenswerten Widerstand gegen die erfolgte Verdichtung mir entgegenstellen.
  • Zur Lösung der Aufgabe werden aber noch weitere Erkenntnisse benötigt:
    Die Zeit, nach der diese Widerstandskraft zusammenbricht, kann aber durch Temperatur und Feuchtigkeit, also durch das Einbringen von heißem Dampf, verkürzt und genau bestimmt werden. Die vom Preßstempel in die Kleinteile ein-gebrachte Kraft wird abhängig von der Feuchtigkeit der Kleinteile verschieden stark nach außen projiziert.
    Hierbei ändert sich die projizierte Kraft nicht-linear zur Veränderung der Feuchtigkeit.
    Trockenere Holzkleinteile, z.B. solche unter 10 % Feuchte, sind für das Strangpressen zu starr, sie projizieren einen großen Teil der in sie eingebrachten Verdichtungskraft nach außen, quer zur Strangpreßrichtung.
    Feuchtere Späne, z.B. solche mit mehr als 15 % Feuchte, sind relativ plastisch und legen sich flächig an die Begrenzungswände des Preßraumes bzw. des Aushärtekanales an und bewirken ebenfalls eine zum Strangpressen zu große Reibung.
    Die bekannten Strangpreßverfahren für planzliche Kleinteile, insbesondere Holzkleinteile, sind deshalb nur dann durchführbar, wenn die Kleinteile, z.B. Holzspäne, eine ihrer Größe und Art genau entsprechende Feuchtigkeit, z.B. 14 % Atr. aufweisen, was einem genauen Öffnungswinkel des starren ersten Teiles des Aushärtekanales entsprechen muß.
    Die Erfindung nutzt die nachteiligen Eigenschaften der Kleinteile vorteilhaft zur Lösung ihrer Aufgabe aus.
    Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden trockenere Kleinteile, z.B. von 10 % Feuchte benutzt.
    Diese werden in an sich bekannter Weise in den Füll- und Preßraum einer Strangpresse eingebracht, hierin durch den Strangpreßstempel verdichtet und in diesem Zustand in einen sich daran anschließenden Reaktor transportiert.
    Dessen Innenprofil entspricht weitgehend dem des Strangprofiles. Der Reaktor ist beheizt und weist geeignete Eintrittsöffnungen für Wasser oder Wasserdampf auf. Seine Temperatur liegt über dem Druck des Reaktionswassers zugehörigen Siedepunktes oder entspricht der Aushärtetemperatur des Aushärtekanales.
    Unter einem Überdruck wird durch die Eintrittsöffnungen des Innenprofiles des Reaktors in Preßrichtung an eine oder mehrere Stellen Dampf oder Wasser in den Strang eingebracht.
    Die Menge des eingebrachten Dampfes oder Wassers ist so bemessen, daß lediglich die Außenzone des Stranges in einer gewünschten Dichte, beispielsweise bis in 2 mm Tiefe, auf eine höhere Feuchtigkeit, beispielsweise 20 %, gebracht wird.
    Der Abstand zur ersten quer zum Strangprofil liegenden Eintrittsöffnung soll größer sein als die Länge eines Preßhubes. Besonders günstig ist es, wenn das Einbringen des Dampfes oder Wassers in die Außenzone des Stranges taktweise, während der Strang angepreßt wird, erfolgt.
    Besonders gleichmäßig wird die Feuchtigkeit der Randzone des Stranges dann erhöht, wenn das Wasser oder der Dampf in mehreren hintereinander quer zum Strang liegenden Ebenen im Reaktor erfolgt. Je mehr Eintrittsöffnungen in Preßrichtung das Reaktionsmittel in den Strang einbringen, desto besser und gleichmäßiger ist das Ergebnis. Umgekehrt werden, da die zuzuführende Gesamtmenge sehr gering ist, die Anforderungen an die Mengen- und Zeitregelung immer größer.
    Als günstig und leicht durchführbar hat es sich z.B. erwiesen, bei einem Strang von etwa 100 mm ⌀ hintereinander 5 Eintrittsebenen anzuordnen, wobei der Abstand von der ersten bis zur letzten Ebene der vierfachen Länge des Preßhubes des Stranges entspricht. Dies kann natürlich in Abhängigkeit vom Anwendungsfall verändert werden.
    Der Abstand der ersten Ebene der Eintrittsöffnungen für das Reaktionsmittel im Reaktor zum Ende des Stranges ist abhängig von der Taktgeschwindigkeit der Strangpresse.
    Prinzipiell sollte der Abstand größer sein als die Länge eines Preßhubes. Hierdurch wird vermieden, daß Wasserdampf in den Füll- und Preßraum gelangt.
  • Dabei können insbesondere die Ebenen im Reaktor einen anderen Abstand zueinander besitzen als die Länge des mit jedem presshubgebildeten Strangteiles.
  • Erfindungsgemäß reagiert das nach dem Verfahren zu trockene Gemenge aus Kleinteilen wie folgt:
    Die trockenen Kleinteile sind sehr starr und projizieren einen relativ großen Teil der Kraft des Preßstempels gegen die Innenwände des Reaktors. Dabei verringert sich diese Kraft allerdings sofort, wenn diese starren Kleinteile nur um ein sehr geringes Maß nach außen ausweichen können. Genau diese Ausweichmöglichkeit wird ihnen durch das Einbringen des Reaktionsmittels in die Außenzone ermöglicht. Die sich in dieser Zone befindlichen Kleinteile verlieren durch das sie benetzende Reaktionsmittel sofort ihre Starrheit und legen sich ohne großen Druck dicht an dicht aneinander. Sie benötigen also einen geringeren Raum, womit die nicht durch das Reaktionsmittel benetzten starren Kleinteile um das gewünschte Maß ausweichen können.
    Je mehr oder je tiefer das Reaktionsmittel in den Strang eindringt, desto geringer wird folglich die Reibung des Stranges im Reaktor.
    Die Steuerung zum Einbringen des Reaktionsmittels ist sowohl sehr genau als auch sehr schnell und einfach über Druck (Druckventile), Menge (Druckflußventile) und Zeit (Sperrventile) möglich.
    Damit läßt sich der Reaktor relativ lang ausbilden, und zwar derart lang, daß das Bindemittel im Strang, beim Verlassen des Reaktors, durch dessen Heizung soweit abgebunden hat, daß die innere Formstabilität genügend groß ist. Im sich daran anschließenden Aushärtekanal wird der Strang nurmehr geführt, um endgültig auszuhärten.
    Der Querschnitt des Reaktors kann nun den spezifischen Anforderungen entsprechend ausgebildet werden.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Geometrie der gesamten Strangpreßanlage weniger genau ausgeführt werden muß, da entsprechende Ausgleichsmöglichkeiten durch das Reaktionsmittel erzielbar sind.
    Die Kleinteile, die sich in der Außenzone dicht aneinander legen, ergeben eine besonders glatte und z.B. wasserabweisende Außenfläche.
    Die höher verdichtete Außenschicht kann in ihrer Dichte durch die Menge und die Eindringtiefe des Reaktionsmittels relativ frei bestimmt werden. Da diese Schicht wiederum eine größere Festigkeit besitzt, können erfindungsgemäß hergestellte Stränge nicht nur als druckfeste Distanzkörper, sondern als besonders zug-, druck- und torsionsfeste Träger oder Balken Anwendung finden.
    Da das Reaktionsmittel sofort reagiert, ist die Steuerung der Wichte feinfühlig und genau.
    Die Gleichmäßigkeit der Verdichtung ist deutlich besser als bei aufgezeigten vorbekannten aktiven Systemen.
    Im Gegensatz zu den beschriebenen passiven Systemen entfällt vorteilhafterweise der Arbeitsgang des Ausziehens der Dorne bzw. Wände.
    Die Vorteile der Erfindung sind dadurch jedoch noch nicht erschöpft.
    Für besonders hoch beanspruchte Bauteile läßt sich dem Reaktor anstelle von Wasser oder Wasserdampf auch ein zusätzliches Bindemittel in flüssiger oder dampfförmiger Form zuführen, was wiederum die Festigkeit des Stranges zusätzlich verbessert.
  • Selbstredend kann durch die Eintrittsöffnungen des Reaktors gleichzeitig Wasser/Dampf, Bindemittel oder auch nur Teile des Bindemittels, z.B. Härter oder NH₃ oder Harnsäure, eingebracht werden.
    Die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist also vielfältig. Zum Zwecke besonderer Ergebnisse können andere Lehren zur Steuerung der Verdichtung vorteilhaft mit der Erfindung kombiniert werden. Der eingebrachte Dampf bzw. das Wasser ist keineswegs als Prozeßdampf zu betrachten, durch den das Abbinden des Bindemittels erfolgen soll.
    Hierzu sind die Mengen an Dampf oder Wasser, die bei der Erfindung verwendet werden, zu gering.
    Für verschiedene Strangprofile ist es denkbar, den Reaktor in einer Länge auszubilden, in der die gesamte Aushärtung erfolgt. Bei dieser Ausführung ist es nicht mehr notwendig, im Anschluß an den Reaktor einen Aushärtekanal anzubringen. Erfindungsgemäß kann zweckmäßig der Reaktor ganz oder teilweise mit beweglichen anstellbaren Seitenwänden versehen werden.
    Einzelheiten sind beispielsweise und schematisch in den Zeichnungen dargestellt:
    Es zeigt:
    • Fig. 1
    Einen Längsschnitt durch eine Strangpresse.
    Fig. 2
    Einen Querschnitt durch einen Reaktor auf der Linie I-I gem. Fig. 1.
    Fig. 3
    Einen Querschnitt durch einen Reaktor.
    Fig. 4
    Ein Strangprofil.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung. 1.
  • Hierbei ist der Füll- und Preßraum 2 mit dem Schließschieber 3 und dem Einlaufschacht 4 für das Gemenge 5 aus Kleinteilen und Bindemitteln gem. der noch nicht vorveröffentlichten Anmeldung P 38 44 192 ausgebildet.
    Die Stirnfläche 6 des Preßstempels 7 hat die Stellung inne, in der Abstand 8 zum Ende 9 des Füll- und Preßraumes 2 gleich der Länge des verdichteten Stranges 10 ist.
    An den Füll- und Preßraum 2 schließt sich der Reaktor 11 an. Im Ausführungsbeispiel ist sein Innenprofil zylinderisch ausgebildet.
    Die erste von hier 6 Eintrittsöffnungen 13 für das Reaktionsmittel, im Ausführungsbeispiel Dampf, weist zum Ende 9 des Füll- und Preßraumes 2 und ist im Abstand 14 im Reaktor 11 gefertigt. Dieser Abstand 14 ist größer als die Länge des verdichteten Strangteiles, die dem Abstand 8 entspricht. Die Länge 15 zwischen der ersten Eintrittsöffnung 13 und der letzten Eintrittsöffnung 16 für das Reaktionsmittel beträgt im Beispiel etwa das Fünffache des Abstandes 8. Dadurch, daß die dazwischenliegenden Eintrittsöffnungen gleichmäßig über die Länge 15 verteilt sind, aber die Abstände nicht der Länge 8 entsprechen, ergibt sich, daß das Bindemittel besonders gleichmäßig eingetragen wird.
    In einem Dampfkessel 17 wird Wasserdampf als Reaktionsmittel erzeugt, der die Feuchte der Außenschicht des Stranges 18 erhöht.
    Die Durchflußmenge des Reaktionsdampfes wird durch das Mengenregelventil 20 geregelt. Der Dampfdruck wird von einer Regelung durch das Druckminderventil 21 und nicht über den Druck im Dampfkessel 17 eingestellt.
    Die Zeit des Dampfeintrittes bestimmt das Sperrventil 22, das entsprechend der Stellung des Preßstempels 7 während des Auspressens des Stranges 10 in Öffnungsstellung steht, ansonsten in Sperrstellung.
  • Dieses Ventil kann beispielsweise über Endschalter geschaltet werden. Um zu verhindern, daß örtlich zuviel Dampf in den Reaktor 11 gelangt, kann das Sperrventil in Öffnungsstellung geschaltet sein.
    Die vorstehend beschriebene Art der Steuerung ermöglicht eine besonders genaue und gleichmäßige Bestimmung sowohl der Wichte des Stranges 18 als auch der Eindringtiefe des Dampfes in die Außenzone des Stranges 18.
    Es läßt sich also auch die Festigkeit des Stranges 18 genauestens bestimmen.
    Ändert sich nun aus allfälligen Gründen die Art, die Zusammensetzung, die Größe oder die Feuchte des in die Stangpresse eingefüllten Gemenges 5, kann durch eine einfache Änderung der Einstellung der Ventile 20, 21 oder 22 die Reaktion des Stranges 18 im Reaktor 11 derart angepaßt werden, daß trotzdem ein Strang 18 mit den gewünschten Eigenschaften erzeugt wird. In jedem Fall ergibt sich mit der Erfindung eine besonders gute Oberfläche und je nach Einstellung der Ventile 20, 21, 22 eine, wie erforderlich, mehr oder weniger höher verdichtete Außenschicht.
  • Da der Reaktor 11, im Ausführungsbeispiel durch Heizmanschetten 23 beheizt ist, verdampft das eingebrachte Reaktionsmittel, ohne weiter nachteilig in Erscheinung zu treten. Bedingt durch die geringe Menge des eingebrachten Dampfes, sind auch keine Dampfspannungen im Bindemittel oder gar Dampfrisse im Strang 18 zu befürchten.
    Wie beschrieben kann selbstverständlich anstelle des Dampfes auch Wasser oder zusätzliches flüssiges oder dampfförmiges Bindemittel über den Reaktor 11 in den Strang 18 eingebracht werden.
    Selbstredend können Dampf, Wasser und Bindemittel auch miteinander vermischt werden.
    Da der Reaktor 11 sehr lang ausgeführt werden kann, wird der sich an ihn anschließende Aushärtekanal entsprechend kurz gehalten werden oder sogar ganz entfallen.
    Die Wände 25, 26 des Aushärtekanales 24 brauchen, da der Strang 18 durch die Länge des Reaktors 11 bereits teilweise abgebunden hat und eine ausreichende innere Festigkeit und Formstabilität besitzt, nur noch dergestalt an den Strang angelehnt zu werden, daß aus ihnen die Wärme entweichen kann, jedoch nicht so weit vom Strang entfernt ist, daß zusätzliches flüssiges oder dampfförmiges Bindemittel bis zum endgültigen Aushärten des Stranges 18 ohne größere Spaltverluste in diesen eingetragen werden kann.
    Wie beschrieben, ist es selbstverständlich möglich, die Erfindung, also den Reaktor, in einer Kombination mit anderen Systemen zur Steuerung der Wichte der Stränge zu verwenden. Denkbar ist als Kombination die Lehre DE - 29 32 405.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Reaktor auf der Linie I-I gem. Fig. 1.
    Das Ausführungsbeispiel verwendet hier einen Reaktorquerschnitt für einen kreisrunden Strang.
    In den Reaktormantel 27 ist eine ringförmige Dampfeintrittsöffnung 28 eingearbeitet. Das Reaktionsmittel gelangt aus dem Schlauch 29 über die Bohrung 30 in die Dampfeintrittsöffnung 28. Um eine Ansammlung von Kondenswasser zu verhindern, ist die Bohrung 30 an der Unterseite der Dampfeintrittsöffnung 28 angebracht. Dadurch kann Kondenswasser über den Schlauch 29 ggf. zurückfließen.
    Um den Reaktormantel ist ein Heizmantel 31 gelegt. Dieser kann beispielsweise als El.Widerstandsheizung ausgebildet werden.
    Es sind aber auch alle anderen Heizsysteme denkbar und möglich.
    Fig. 3 stellt ebenfalls einen Querschnitt durch einen Reaktor dar, hier für einen rechteckigen Strang.
    Die Erfindung verwendet in diesem Ausführungsbeispiel einen umlaufenden Kanal 37, aus welchem das Reaktionsmittel, hier Wasser, welches von der Motorpumpe 33 über die Leitung 34 zugeführt wird und durch die Temperatur im Reaktor verdampft und über die auf den Umfang der Reaktorinnenfläche 35 liegenden Eintrittsdüsen 36 in den Strang unter Überdruck eindringt. Entsprechend der Menge des zugeführten Wassers und Druck des sich im Reaktionsmittel bildenden Wasserdampfes ist die Eindringtiefe des Wasserdampfes bis dieser wieder im Strang zu Wasser kondensiert.
    Auch bei diesem System können die bereits beschriebenen Ventile 20, 21 und 22 Verwendung finden.
    Sie werden in die Leitung 34 eingebaut.
  • Fig. 4 schließlich zeigt eine quadratisches Strangprofil mit abgeschrägten Ecken.
    Hier ist das Reaktionsmittel entsprechend dem Tiefenmaß 38 in den Strang eingedrungen. Der Strang weist eine höher verdichtete Außenzone 39 auf mit einer besonders glatten und ebenen Oberfläche 40.
    Diese glatte Oberfläche 40 schützt den Strang gegen Beschädigungen. Zugleich ist die höher verdichtete Randzone besonders groß zug- und druckbelastbar, während die nieder verdichtete innere Strangzone 41, in der die Formteile ihre Form weitgehend behalten haben - also nicht ganz dicht an dicht liegen - ,dem Strang eine gewisse Elastizität verleiht und beispielsweise gute Nagelverbindungen ermöglicht.
    Bei dieser Erfindung kann die Tiefe 39 und die Festigkeit des Stranges weitgehend frei und auf eine einfache Art und Weise dem Anwendungsfall gerecht bestimmt werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Steuerung der Verdichtung und/oder zur Erzeugung einer höher verdichteten Randzone mit verbesserter Oberfläche beim Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen mit Bindemitteln, bei dem das Gemenge im Preßraum (2) einer Strangpresse (1) verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das eine geringe Feuchte aufweisende verdichtete Gemenge (5) in einem sich an die Strangpresse (1) anschließendem Reaktor (11) transportiert wird, in welchem die Randzone (12) des Stranges (10) durch Wasser, Wasserdampf oder zusätzliches flüssiges oder dampfförmiges Bindemittel auf eine höhere Feuchtigkeit gebracht wird, wodurch
    - die Kleinteile der Randzone (12) ihre innere Festigkeit verlieren und sich mit geringerer Kraft dicht aneinander legen,
    - die Kleinteile der Randzone (12) ihre Lage im Strang (10) derart verändern, daß sich der Druck auf die Innenwände des Reaktors (11) verringert,
    - sich im Strang (10, 18) eine höher verdichtete Randzone (12) mit einer glatten Oberfläche bildet
    - sich die Verdichtung und Wichte über die Menge, Temperatur und Eindringtiefe des Reaktionsmittels in die Randzone (12) steuern, und genau bestimmen läßt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein die Reibung beeinflussendes Mittel, z. B. Wachs, in flüssiger oder dampfförmiger Form alleine oder vermischt mit Wasser oder Dampf Verwendung findet.
  3. Vorrichtung zum Strangpressen von Kleinteilen, insbesondere Holzkleinteilen, mit Bindemitteln, bei der das Gemenge in einem Preßraum (2) durch einen Stempel (7) verdichtet wird und das verdichtete Gemenge in einen Aushärtekanal (11) ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 anschließend an den Preßraum (2) ein Reaktor (11) vorgesehen ist, dessen Innenprofil weitgehend dem Strangprofil entspricht und in dessen Innenflächen Eintrittsöffnungen (13) für Wasser, Wasserdampf oder zusätzliches flüssiges oder dampfförmiges Bindemittel angeordnet sind.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Reaktors (11) in Preßrichtung parallel zueinander verlaufen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Preßrichtung beabstandet mehrere Öffnungen (13) vorgesehen sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, daß der Abstand der Öffnungen (13) sich von der Länge (8) des mit jedem Preßhub gebildeten Strangteiles (10) unterscheidet.
  7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (11) durch Heizmanschetten (23, 31) beheizt ist und seine Temperatur höher ist als die Siedetemperatur des Reaktionsmittels.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (13) derartig lang ausgebildet ist, daß in ihm die gesamte Aushärtung erfolgt.
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