Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Spanplatten, Faserplatten oder dgl.

Abstract

 Eine Anlage zur Herstellung von Spanplatten oder Faserplatten weist eine Presstrommel (1) und ein endloses Stahlband (2) auf, das die Trommel (1) auf einem Teil ihres Umfanges umschliesst und dort eine Pressstrecke (P) bildet, in der eingebrachtes, mit thermohärtendem Bindemittel versehenes, zerspantes oder zerfasertes Lignocellulose- oder Cellulose-Material durch Druck- und Temperatureinwirkung während ausreichend langer Zeit verdichtet und ausgehärtet wird. Der Pressdruck und die Aufheizung wird durch ausgedehnte Druckschuhe (10, 13, 14, 15) mit einer mit heissem Drucköl versorgte hydrostatische Lagertasche (11) erzeugt, wobei die Presstrommel (1) mit einem drehfesten Träger (19) und einem um diesen rotierbaren, mittels mit heissem Drucköl versorgter Stützelemente (21) abgestützten Mantel (20) versehen ist, so dass gleichzeitig der Mantel (20) aufgeheizt und einstellbare Presskräfte ohne Lagerbelastung bei gleichförmigem ebenen Spalt erzeugt werden.

Beschreibung

[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, gemäss der früheren Patentanmeldung No. 93810458.5.

[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.

[0005] Ein weiterer Nachteil ist, dass bei den bekannten Einrichtungen die Presstrommel und 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.

[0006] Speziell 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 keine Einhaltung enger Toleranzen möglich ist. Um bei den grossen Kräften die Durchbiegung der Presstrommel möglichst klein zu halten, ist eine erhebliche Wandstärke der Presstrommel im Dezimeter-Bereich erforderlich, was ein Gewicht der Presstrommel über 100 t mit sich bringt. Trotzdem ist auch hierbei die Durchbiegung der Presstrommel noch so gross, dass die Dicke der erzeugten Spanplatten über die Breite unzulässig variiert und deren Form gebogen ist, d.h. von einer Ebene abweicht.

[0007] 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 damit eine gleichmässigere Dicke über die Breite der erzeugten Spanplatte oder Faserplatte bzw.ein gewünschtes Dickenprofil erzielt werden kann, sowie eine ebene Form, und 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.

[0008] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Presstrommel einen einen drehfesten Träger und einen gegenüber diesem rotierbaren mit wenigstens einer Stützvorrichtung mit einstellbarer Stützkraft abgestützten Mantel aufweist, so dass einerseits die Durchbiegung des Mantels vermieden wird und andererseits die Lagerkräfte an den Trommelzapfen wesentlich reduziert sind oder entfallen.

[0009] Die Stützvorrchtungen sind mit Vorteil als hydraulische insbesondere nachfahrende und mit beheiztem Druckmittel versorgte Stützelemente mit individuell einstellbarer Stützkraft ausgebildet.

[0010] Mit Vorteil wird die Presseinrichtung zumindest an der Eingangsseite in die Pressstrecke durch einen Druckschuh mit hydraulischer Lagerfläche gebildet, 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, wodurch die Gleichförmigkeit der Spanplatten weiter verbessert wird..

[0011] 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.

[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] Die Presstrommel 1 ist mit einem um einen drehfest eingespannten Träger 19 rotierbaren Trommelmantel 20 versehen, welcher mit wenigstens einer Stützvorrichtung 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 Stützvorrichtungen 21 können 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 Wälzkörper. Die Stützelemente 21 können 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 als Stützvorrichtung 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 auf eine solche Temperatur geheizt, so dass der Trommelmantel über die Aushärtungstemperatur des Bindemittels erhitzt wird und somit eine genügend intensive 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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. Durch die Verteilung des Pressdruckes auf die gesamte Pressstrecke, anstelle weniger linienförmiger Belastungen, wird eine störende schalenförmige Verformung der Presstrommel in Umfangsrichtung vermieden.

[0020] 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.

[0021] 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. Durch die Ausbildung der Presstrommel und der Formwalze als sogenannte Durchbiegungsausgleichswalzen kann ein gleichförmiger und ebener Pressspalt erreicht werden, und damit eine gleichförmige Dicke und eine ebene Form der erzeugten Spanplatten.

Ansprüche

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 Presstrommel (1) einen drehfesten Träger (19) und einen gegen diesen rotierbaren mit wenigstens einem Stützelement (21) mit einstellbarer Stützkraft abgestützten Mantel (20) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Presstrommel (1) mehrere in Achsenrichtung nebeneinander angeordnete Stützelemente (21) mit individuell einstellbarer Stützkraft aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung als an der Pressseite der Presstrommel (1) vorgesehener, durch eine Dichtleiste (24) abgedichteter, mit Druckfluid füllbarer Teilraum, insbesondere Halbraum (H) ausgebildet ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, 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.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, 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.

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 Anspruche 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwalze (6) einen drehfesten Träger (16,) und einen gegen diesen rotierbaren mit wenigstens einer Stützvorrichtung (18,) mit einstellbarer Stützkraft abgestützten Mantel (17) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwalze (6) 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) an ihrer Pressseite einen durch Dichtleisten (24) abgedichteten, mit Druckfluid füllbaren Teilraum, insbesondere einen Halbraum (h) aufweist.

Zeichnung