[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Spanplatten,
Faserplatten oder dgl. aus einem zerspanten oder zerfaserten, mit einem druck- und/oder
thermohärtenden Bindemittel vermischten, lignocellulose- oder cellulosehaltigen Ausgangsmaterial
mit einer beheizbaren Presstrommel und einem endlosen, über Umlenkwalzen geführten
metallischen Pressband, welches die Presstrommel auf einem Teil ihres Umfanges unter
Bildung einer Pressstrecke für das zu verdichtende, über die Aushärtetemperatur des
Bindemittels erwärmte Material umschliesst, wobei eine das Pressband flächenmässig
mit einem bestimmten Press-Druck beaufschlagende Anpresseinrichtung vorgesehen ist.
[0002] Solche Anordnungen sind beispielsweise aus EP 195 128, EP 324 070, DE 25 49 560 oder
DE 38 00 513 bekannt. Sie dienen dazu, in grossen Mengen anfallendes Abfallmaterial,
wie Holzabfälle, Zuckerrohr-Bagasse, Baumwollstengel oder dgl. zu Spanplatten oder
Faserplatten oder dgl. zur Verwendung in der Bau- oder Möbelindustrie zu verarbeiten.
Dazu wird das lignocellulose- oder cellulosehaltige Ausgangsmaterial zerspant oder
in Fasern aufgelöst und in gereinigter und weitgehend getrockneter Form mit einem
geeigneten Bindemittel versetzt. Als besonders geeignet zur Bindung von Cellulosefasern
und zur Bildung fester Spanplatten (Medium Density Fibre-Board) haben sich beispielsweise
Copolymere von Natriumlignosulphonat, Melamin und Formaldehyd erwiesen, welche bei
einer Temperatur von etwa 130⁰C allmählich aushärten.
[0003] Zur Bildung der Spanplatten oder Faserplatten wird das mit Bindemittel vermischte
Ausgangsmaterial auf dem Band in die Pressstrecke zwischen dem Band und der synchron
mit diesem umlaufenden Presstrommel eingebracht, wo sie unter Druck- und Temperatureinwirkung
verdichtet wird und allmählich aushärtet, bevor sie von der Presstrommel abgenommen
und in die gewünschte Plattengrösse zerschnitten wird.
[0004] Bei den bekannten Anordnungen ist eingangsseitig, d.h. am Einlauf des Ausgangsmaterials
in die Presszone eine Presswalze vorgesehen, welche eine nahezu linienartige Presskraft
mit einem Pressdruck von erheblich über 100 bar auf das Band ausübt. Anschliessend
an diese eingangsseitige Presswalze folgt eine Zone, in welcher der Pressdruck lediglich
durch die Bandspannung erzeugt wird, und anschliessend eine weitere Presswalze mit
ebenfalls nahezu linienförmiger Kraftausübung. In der Regel sind hierbei drei bis
vier Walzen vorgesehen, wobei die letzte Walze der Formgebung der hergestellten Platten
kurz vor dem Ende des Abbindevorganges dient. Nachteilig an diesen vorbekannten Verfahren
ist, dass infolge der schlagartigen Druckbeanspruchung und nachfolgenden Zonen geringen
Druckes wegen des Mehrfach-Zurückfederns der Fasern eine ungenügende Festigkeit, ein
unerwünschtes Dichteprofil und eine ungünstige Härteverteilung über die Dicke der
Platte resultiert sowie die Bindemittelmenge unnötig gross gewählt werden muss. So
weisen die Oberseite und die Unterseite der so erzeugten Platten eine relativ grosse
Härte in einer dünnen Oberflächenzone auf, während im Inneren der Platte weichere
mit mittelharten Zonen abwechseln. Der Zusammenhalt der Platten ist daher häufig ungenügend.
Zudem werden beim Abschleifen der Oberflächen zwecks Glättung oder Profilierung die
harten Oberflächenzonen weggeschliffen, so dass die bearbeiteten Platten an ihrer
Oberfläche eine wechselnde und teilweise ungenügende Härte aufweisen.
[0005] Wie etwa in DE 38 00 513 beschrieben, ist es bereits versucht worden, eine grössere
Festigkeit und eine bessere Homogenität der Dichte oder Härte über die Dicke der Spanplatte
oder Faserplatte dadurch zu erreichen, dass zwischen den einzelnen Anpresswalzen Druckschalen
mit hydrostatisch geschmierter Lauffläche vorgesehen sind, über die das Pressband
mit geringer Reibung unter Ausübung eines Zwischendruckes hinweggleitet. Damit lässt
sich in den Pressstreckenbereichen zwischen den Anpresswalzen ein Zwischendruck von
bis zu 25 bar halten, wodurch die Eigenschaften der hergestellten Spanplatten oder
Faserplatten bezüglich ihrer Dichte- oder Härteverteilung deutlich verbessert werden
können. Da jedoch zwischen den Presswalzen und den Druckschuhen zwangsweise Lücken
vorhanden sein müssen, in welchen der Druck auf einen sehr niedrigen Wert abfällt,
so dass das Fasermaterial in diesen Zwischenbereichen nicht mehr unter Druck gehalten
ist und zurückfedern kann, sind die Materialeigenschaften auch bei solchen Anordnungen
noch nicht optimal.
[0006] Ein weiterer Nachteil ist, dass bei den bekannten Einrichtungen die Anpresswalzen
nicht hinreichend beheizbar sind um genügend Wärme an das Material zu übertragen,
mit der Folge, dass das Band mit zusätzlichen Heizvorrichtungen auf die erforderliche
Temperatur gebracht werden muss.
[0007] Weiterhin ist nachteilig, dass bei den bekannten Einrichtungen erhebliche Kräfte
an den Presstrommel-Lagern auftreten können. Dies erfordert die Anordnung der einzelnen
Presswalzen derart, dass die Lagerkräfte der Presstrommel zumindest zum Teil kompensiert
werden, wobei durch eine Anpassung an andere Betriebsbedingungen das Kräftegleichgewicht
gestört würde. Weiter ist nachteilig, dass die Presswalzen die Presstrommel so stark
verformen, dass die Einhaltung enger Toleranzen möglich ist.
[0008] Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend angeführten Nachteile des Standes
der Technik zu vermeiden und insbesondere eine Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung
von Spanplatten, Faserplatten oder dgl. der eingangs genannten Art derart weiterzubilden,
dass in der Pressstrecke kontinuierlich ein Pressdruck aufrechterhalten wird, unter
Vermeidung oder Reduzierung einer eingangsseitigen Druckspitze und von Unterbrüchen,
um eine grössere Festigkeit und eine homogenere Dichte- und Härteverteilung über die
Dicke der Spanplatte oder Faserplatte zu erreichen, wobei das Material in der Pressstrecke
auf einfache Weise über die Aushärtetemperatur des Bindemittels erhitzt wird, und
wobei extreme Lagerkräfte vermieden werden.
[0009] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Presseinrichtung zumindest
an der Eingangsseite in die Pressstrecke durch einen Druckschuh mit hydraulischer
Lagerfläche gebildet wird, welcher mit der Presstrommel eine sich allmählich verengende
Einlaufzone und eine anschliessende, sich über einen gewissen Umfang der Presstrommel
erstreckenden Pressstrecken-Bereich mit angenähert gleichförmigem Pressdruck und/oder
Abstand von der Presstrommel bildet.
[0010] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind unmittelbar an den eingangsseitigen
Druckschuh weitere hydraulische Druckschuhe vorgesehen, welche einen sukzessive stufenweise
abnehmenden Druck auf das Pressband ausüben. Anschliessend daran kann an der Austrittsseite
der Platten eine Formgebungswalze mit über die Breite steuerbarer Linienkraft vorgesehen
sein, um kurz vor Ende des Aushärtungsvorganges das gewünschte Dickenprofil oder eine
vorgesehene Oberflächenform zu erreichen.
[0011] Die Presstrommel kann mit Vorteil mit einem um einen drehfesten Träger rotierenden
Mantel versehen sein, welcher gegenüber dem Träger mit Stützvorrichtungen abgestützt
ist, so dass Lagerkräfte an den Trommelzapfen wesentlich reduziert sind oder entfallen.
[0012] Die Erfindung wird anhand des in der beiliegenden Figur dargestellten Ausführungsbeispieles
einer Anlage zur Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder dgl. näher beschrieben.
[0013] Die Anlage weist eine Presstrommel 1 auf, sowie ein endloses metallisches Pressband
2, beispielsweise ein Stahlband, welches über einen Teil des Umfanges der Presstrommel
1 und über mehrere Umlenkwalzen 3 kontinuierlich geführt ist, so dass es über den
Umschlingungsteil der Presstrommel 1 mit dieser eine Pressstrecke P bildet. Die Presstrommel
1 und das Pressband 2 bewegen sich in der Pressstrecke P synchron miteinander.
[0014] Aus einem Schüttkasten 4 wird zerspantes oder zerfasertes lignocellulose- oder cellulosehaltiges,
mit einem thermohärtenden Bindemittel vermischtes Material 5 vermittels eines über
Umlenkrollen 30 geführten Förderbandes 29 über eine Führungsfläche 28 auf die Oberseite
des hier horizontal verlaufenden Pressbandes 2 mit einem bestimmten vorgesehenen Flächengewicht
aufgeschüttet und läuft auf dem Pressband 2 in die Eingangszone E der Pressstrecke
P. In der Pressstrecke P wird das eingebrachte Material einem Pressdruck ausgesetzt
und gleichzeitig über die Aushärtungstemperatur des Bindemittels erhitzt. Während
des Durchlaufs durch die Pressstrecke P wird das Material auf die gewünschte Dichte
komprimiert und während der Durchlaufzeit nahezu ausgehärtet. Am Ende F der Pressstrecke
P kurz vor dem Auslauf A wird die gebildete Platte mittels einer Formwalze 6 einer
Schlusspressung unterworfen und erhält das gewünschte Dickenprofil bzw. die erforderliche
Oberflächengüte bzw. Struktur. Die aus der Auslaufzone A austretende, noch endlose
Spanplatte bzw. Faserplatte 7 wird in einer Schneidevorrichtung 8 auf das gewünschte
Format zurechtgeschnitten und auf einem Stapel 9 deponiert.
[0015] Zur Bildung der Pressstrecke P zwischen Presstrommel 1 und Pressband 2, sowie zur
Ausübung des erforderlichen Pressdruckes sowie zur Aufheizung des Pressbandes 2 und
der darauf transportierten Materialschicht 5 ist am Eingang E in die Pressstrecke
P ein Druckschuh 10 vorgesehen. Dessen dem Pressband 2 zugekehrte Oberfläche ist so
geformt, dass am Eingang E in die Presszone P ein sich allmählich verengender trichterförmiger
Spalt zwischen Pressband 2 und Presstrommel 1 gebildet ist, während in der anschliessenden
Pressstrecke P ein nahezu gleichförmiger Abstand zwischen Pressband 2 und Presstrommel
1 gebildet ist. Dabei entsteht am Eingang E ein zunächst ansteigender Pressdruck,
welcher in der anschliessenden Presszone P nahezu auf einem bestimmten vorgegebenen
Druckwert während der gesamten Durchlaufzeit über den Druckschuh 10 gehalten wird.
[0016] Im Vergleich zu Anordnungen mit einer eingangsseitigen Presswalze, welche die Presstrommel
1 im wesentlichen nahezu linienförmig berührt und somit nur eine kurzzeitige Druckspitze
am Eingang in den Pressspalt erzeugt, nach welchem der Druck wieder auf einen tiefen
Wert abfällt und eine Rückfederung der Fasern ermöglicht, wird bei der beschriebenen
Anordnung der Druck in der Pressstrecke P über eine wesentlich längere Zeit ohne unerwünschte
Druckspitzen und Unterbrüche aufrechterhalten, mit der Folge, dass die auf diese Weise
erzeugten Spanplatten eine deutlich bessere Homogenität bezüglich ihrer Dichte- und
Härteverteilung und einen besseren Faserzusammenhalt zeigen, bei reduziertem Bindemittelgehalt
und -Bedarf.
[0017] Die dem Pressband 2 zugekehrte Oberfläche des Druckschuhes 10 ist mit Vorteil mit
einer oder mehreren hydrostatischen Lagertaschen 11 versehen, welche über Druckleitungen
12 mit einem Schmiermittel unter bestimmtem Druck, beispielsweise einem hinreichend
temperaturfesten Drucköl gespiesen sind. Hierdurch ist das Pressband 2 auf der Oberfläche
des Druckschuhes 10 hydrostatisch gelagert und vermag nahezu reibungsfrei über die
Druckschuh-Oberfläche zu gleiten. Ueber den in den Lagertaschen 11 eingestellten Druck
kann gleichzeitig der in der Pressstrecke P erforderliche Pressdruck eingestellt werden.
Ausserdem ist es von Vorteil, das zugeführte Drucköl auf eine Temperatur oberhalb
der Aushärtungstemperatur des Bindemittels z.B. auf über 150
oC, aufzuheizen, so dass damit auch das Pressband 2 beim Gleiten über die Lagertaschen
11 und das darauf transportierte Material 5 über der Aushärtungstemperatur gehalten
wird. Eine vorgängige Aufheizung des Pressbandes 2 erfolgt dadurch, dass die Vorderseite
25 des Druckschuhes 10 eine Vorheizzone C aufweist, über die das Band 2 vor der Einlaufzone
E hinweggleitet, wo diese ebenfalls mit hydrostatischen, über Leitungen 27 mit heissem
Drucköl gespiesenen Lagertaschen 26 versehen ist.
[0018] Im Prinzip genügt häufig ein einziger genügend langer Druckschuh 10. Mit Vorteil
können jedoch dem eingangsseitigen Druckschuh 10 in der Pressstrecke P nachgeschaltet
weitere analog aufgebaute Druckschuhe 13, 14 und 15 vorgesehen sein, welche sich aneinander
praktisch ohne Unterbruch anschliessen. Die Lagertaschen dieser nachgeschalteten Pressschuhe
13, 14 und 15 können mit Drucköl unterschiedlichen Druckes gespiesen sein, so dass
sich ein sukzessive stufenweise abnehmender Pressdruck bilden lässt, z.B. beim eingangsseitigen
Druckschuh 10 ein Pressdruck von 30 - 50 bar, welcher bei den nachgeschalteten Druckschuhen
stufenweise auf 2 - 3 bar abnimmt.
[0019] Die Druckschuhe 10, sowie 13, 14, 15 können bezüglich der Presstrommel 1 in einer
ortsfesten Position angeordnet sein mit vorgegebenem Abstand, oder mittels Verstelleinrichtungen
23 gegen die Presstrommel 1 zwecks Einstellung des Spaltes in der Pressstrecke P in
Pressrichtung verstellbar sein, z.B. manuell mittels Spindeln oder automatisch mittels
elektrischer, magnetischer, pneumatischer oder hydraulischer Steuerung. Im letzteren
Fall können sie auf hydraulischen, mit Druckmittel einstellbaren Druckes versorgten
Druckräumen beweglich sein, wobei auch dasselbe Druckmittel verwendet werden kann,
wie für die Versorgung der Lagertaschen 11.
[0020] Am Schluss der Pressstrecke P kann eine Formwalze 6 vorgesehen sein, welche der schon
weitgehend ausgehärteten Spanplatte 7 durch Ausübung eines höheren Pressdruckes als
den des letzten Druckschuhes 15 definitiv die gewünschte Form gibt und konditioniert,
beispielsweise das angestrebte Dickenprofil. Mit Vorteil ist diese Formwalze mit einem
um einen drehfest eingespannten Träger 16 rotierbaren Mantel 17 ausgerüstet, welcher
mit einem oder mehreren Stützelementen 18 mit einstellbarer Stützkraft in Pressrichtung
gegen den Träger 16 abgestützt ist. Das Stützelement 18 kann eine durchgehende Stützleiste
sein oder es können in Achsenrichtung nebeneinander mehrere Stützelemente vorgesehen
sein, mit welchen ein bestimmtes Dickenprofil hergestellt werden kann. Dabei können
die Stützelemente 18 in an sich bekannter Weise als nachfahrende hydrostatische Stützelemente
mit individuell steuerbarer Presskraft ausgebildet sein oder in anderer bekannter
Weise, oder der gesamte pressseitige Halbraum h ist als durch Dichtleisten 24 abgeschlossene
Druckkammer ausgebildet. Die Formwalze 6 kann in Trommelumfangsrichtung verstellbar
sein, um die Aushärtestrecke zu variieren. Jedoch kann auch der letzte Druckschuh
als Formelement dienen, sofern dieser einen zur Formgebung ausreichenden Pressdruck
ausübt, unter Verzicht auf eine Formwalze.
[0021] Die Presstrommel 1 kann zwar in bekannter Weise als Hohlwalze ausgebildet sein, welche
seitlich mit Zapfen tragenden Deckeln abgeschlossen ist, jedoch ist sie mit Vorteil
ebenfalls mit einem drehfest eingespannten Träger 19 rotierbaren Trommelmantel 20
versehen, welcher ebenfalls mit wenigstens einem Stützelement 21 gegen den Träger
19 abgestützt ist. Da keine Zapfenlager vorhanden sind und die Kräfte über die Einspannung
des Trägers 19 abgeleitet werden, entfällt das Problem der Kompensation der Lagerkräfte
bei dieser Anordnung vollständig. Die Stützelemente 21 können wiederum in bekannter
Weise als nachfahrende hydrostatische, über Leitungen 22 mit Druckmittel steuerbaren
Druckes versorgte, Stützelemente ausgebildet sein, welche eine einstellbare Stützkraft
auf den Mantel 20 ausüben und eine nahezu reibungsfreie Lagerung des rotierenden Trommelmantels
20 gewährleisten oder als andere bekannte Stützelemente bzw. auch als Walzkörper.
Auch hier können die Stützelemente 21 als durchgehende Stützleiste oder als in Achsenrichtung
nebeneinander angeordnete, individuell ansteuerbare Stützelemente ausgebildet sein.
Auch in Umfangsrichtung können nebeneinander mehrere Stützleisten oder Reihen von
Stützelementen 21 vorgesehen sein. Die Seiten der Presstrommel 1 sind mit Vorteil
durch flexible z.B. balgartige Dichtungen abgeschlossen. Stattdessen kann jedoch auch
der gesamte der Pressstrecke P zugekehrte Halbraum zwischen Träger 19 und Trommelmantel
10 oder ein Teilraum mit Druckfluid gefüllt sein. Das Druckmittel der Stützelemente
21 ist mit Vorteil geheizt, so dass der Trommelmantel über die Aushärtungstemperatur
des Bindemittels erhitzt wird und somit eine genügend intensive beidseitige Erhitzung
des Materials 5 in der Pressstrecke P gewährleistet ist. Zudem kann bei dieser Ausführung
die Wandstärke des Mantels 20 der Presstrommel 1 wesentlich reduziert werden, z.B.
in die Grössenordnung von 5 cm, und das Gewicht der Presstrommel von deutlich mehr
als 100 t auf weniger als 50 t. Zudem wird durch die Reduktion der Wandstärke der
Wärmetransport verbessert und der Energiebedarf vermindert. Durch die gezielte Einstellung
des Pressdruckes der Druckschuhe 10, 13, 14, 15 und der Stützelemente 21 kann vermieden
werden, dass sich der Trommelmantel 20 unter den enormen Presskräften durchbiegt,
so dass die Dickenkonstanz der Spanplatte 7 wesentlich verbessert und der Verschleiss
des Pressbandes 2 vermindert wird.
1. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Spanplatten,
Faserplatten oder dgl. aus einem zerspanten oder zerfaserten, mit einem druck- und/oder
thermohärtenden Bindemittel vermischten, lignocellulose- oder cellulosehaltigem Ausgangsmaterial
(5) mit einer beheizbaren Presstrommel (1) und einem endlosen, über Umlenkwalzen geführten
metallischen Pressband (2), welches die Presstrommel (1) auf einem Teil ihres Umfanges
unter Bildung einer Pressstrecke (P) für das zu verdichtende, über die Aushärtetemperatur
des Bindemittels erwärmte Material umschliesst, wobei wenigstens eine das Pressband
(1) flächenmässig mit einem bestimmten Press-Druck beaufschlagende Anpresseinrichtung
(10, 13, 14, 15) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Presseinrichtung
zumindest an der Eingangsseite in die Pressstrecke durch einen Druckschuh (10) mit
hydraulischer Lagerfläche (11) gebildet wird, welcher mit der Presstrommel (1) eine
sich allmählich verengende Einlaufzone (E) und eine anschliessende, sich über einen
gewissen Umfang der Presstrommel (1) erstreckenden Pressstrecken-Bereich (P) mit angenähert
gleichförmigem Pressdruck und/oder Abstand von der Presstrommel bildet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressstrecke (P)
unmittelbar anschliessend an den Druckschuh (10) wenigstens ein weiterer Druckschuh
(13, 14, 15) mit hydraulischer Lagerfläche mit einstellbarem Pressdruck angeordnet
ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Druckschuhe
mittels einer Verstelleinrichtung (23) in ihrer Pressrichtung gegenüber der Presstrommel
(1) verstellbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung
(23) einen mit Druckmittel versorgten Druckraum aufweisen, auf dem der Druckschuh
(10, 13, 14, 15) beweglich ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckschuh
(10) an seiner Vorderseite (25) vor der Einlaufzone (E) eine Vorheizzone (C) aufweist,
in der das Pressband (2) über eine mit heissem Druckmittel versorgte hydrostatische
Lagertasche (26) aufweisende Oberfläche unter Aufheizung hinweggleitet.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressstrecke
(P) nach dem letzten Druckschuh (15) eine Formwalze (16) angeordnet ist, die einen
höheren Pressdruck auf das Pressband (2) ausübt als der letzte Druckschuh (15).
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwalze
(6) und/oder die Presstrommel (1) einen drehfesten Träger (16, 19) und einen gegen
diesen rotierbaren mit wenigstens einem Stützelement (18, 21) mit einstellbarer Stützkraft
abgestützten Mantel (17, 20) aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwalze (6) und/oder
die Presstrommel (1) mehrere in Achsenrichtung nebeneinander angeordnete Stützelemente
(18) mit individuell einstellbarer Stützkraft aufweist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwalze (6) in Richtung
der Bewegung des Pressbandes (2) verstellbar ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwalze
(6) und/oder die Presstrommel (1) an ihrer Pressseite einen durch Dichtleisten (24)
abgedichteten, mit Druckfluid füllbaren Teilraum, insbesondere einen Halbraum (h,
H) aufweisen.