DE3814103C2

DE3814103C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln

Info

Publication number: DE3814103C2
Application number: DE19883814103
Authority: DE
Inventors: Xaver Spies
Original assignee: HEGGENSTALLER ANTON AG; Anton Heggenstaller GmbH
Current assignee: Anton Heggenstaller GmbH
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2008-04-27
Also published as: DE3814103A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Einzelheiten eines derartigen Verfahrens sind durch DE-PS 29 32 406 bekannt.

Nach dieser Lehre wird durch einen verlängerten Hub von 400 bis 800 mm, insbesondere von 600 mm und bei einer Vorschubgeschwindigkeit des Strangpreßstempels von 0,04 bis 1,5 m/sec, insbesondere 0,05 m/sec, das Gemenge in einen Verfilzungszustand überführt, der eine erhöhte Festigkeit des Stranges ergibt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verfilzung der Teile des Gemenges nicht nur durch die Länge des Verdichtungshubes des Strangpreßstempels und nicht nur durch die Geschwindigkeit des Strangpreßstempels erreicht wird, sondern auch durch die Wirkung eines den Füllraum während des Verdichtens abschließenden Schließschiebers.

Beim Befüllen des Füllraumes legen sich die Teile des Gemenges vorzugsweise mit einer ihrer großen Flächen parallel zur unteren Begrenzungswand des Füllraumes. Während des Verdichtens versuchen sie sich parallel zur Stirnfläche des Strangpreßstempels umzulegen. Zu diesem Umlegen wäre jedoch ein größeres Volumen des Füllraumes notwendig. Durch den Schließschieber, der den Füllraum während des Verdichtens verschließt, ist eine Volumenvergrößerung durch Ausweichen von Teilen des Gemenges in den Füllraum nicht möglich. Zudem wird das Volumen durch das Vorfahren des Preßstempels immer geringer, bis die endgültige Verdichtung erreicht wird.

Die Teile des Gemenges können ihre ursprüngliche Lage dadurch nur teilweise verändern und verfilzen sich bei der Verdichtung ineinander. Dies geschieht abhängig von der Länge und der Vorschubgeschwindigkeit des Preßstempels. Allerdings ist die Länge des Preßstempelhubes bei DE-PS 29 32 406 nachteilig nach oben begrenzt. Das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen verhält sich beim Verdichten nicht wie eine Flüssigkeit, die den Druck nach allen Seiten gleichmäßig weiterleitet, sonder vielmehr ist der auf die den Füllraum begrenzenden parallelen Begrenzungswände wirkende Druck sowie die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht des mit dem Verdichtungshub des Strangpreßstempels erzeugten Strangteiles an der Stirnfläche des Strangpreßstempels am größten und nimmt zum vorderen Ende des verpreßten Strangteiles, welches sich an das im vorhergehenden Verdichtungshub erzeugte Strangteil anschließt, hin ab. Im Strang schließt sich damit an das höher verdichtete Ende eines mit jedem Preßhub erzeugten Strangteiles der niedriger verdichtete Anfang des nächsten Stranges an.

Je länger der Verdichtungshub des Strangpreßstempels und damit das erzeugte Strangteil ist, desto größer ist der Unterschied der Wichte, des spezifischen Gewichtes und die Verdichtung zwischen den Verbindungsflächen der Strangteile. In extremer Länge ist das pressenseitige Ende des Strangteiles so stark verdichtet, daß die Struktur der Kleinteile des Gemenges zerstört wird, ohne daß das andere Ende überhaupt verdichtet wird.

Je größer der Unterschied der Verdichtung, der Wichte und des spezifischen Gewichtes zwischen den Enden der Strangteile ist, desto geringer ist die Festigkeit und die Belastbarkeit des Stranges.

Es wurde versucht, den Nachbeil durch ein Profilieren der Stirnfläche zu beseitigen und die Strangteile gleichsam zu verzapfen. Diesen Versuchen war jedoch nur ein sehr geringer Erfolg beschieden, da die Bruchstelle dann nach der profilierten Zone bzw. nach der Verzapfung lag. Der Nachteil selbst konnte nicht beseitigt werden.

Ein weiterer großer Nachteil ist im Holzzentralblatt, Stuttgart Nr. 45, Seite 650 vom 13.04.1988 beschrieben. Um den Sollwert des Nagelausziehwiderstandes beispielsweise von 5.5 kN bei Palettenklötzen sicher zu erreichen, ist bedingt durch die großen Unterschiede in der Verdichtung bei DE-PS 29 32 406 eine viel höhere mittlere Verdichtung, Preßkraft und ein größerer Materialeinsatz erforderlich. Aus dem Diagramm der oben genannten Quelle ergeben sich Nagelausziehwerte von 5,8 bis 9,6 kN bei laufender Fertigung. Da Verdichtung, Preßkraft, Materialeinsatz und Nagelausziehwert zueinander in einem bestimmten Verhältnis stehen, ergibt sich ein zu hoher Energie- und Materialeinsatz. Weiter bedingt dieses Verfahren entsprechend stärker dimensionierte Strangpressen- und Verarbeitungsmaschinen, z. B. Nagelmaschinen für die erzeugten Palettenklötze. Höherwertige Produkte können nicht erzeugt werden, da dadurch der Oberwert des Nagelausziehwiderstandes und damit auch der Nagelwiderstand so groß werden würden, daß das Produkt nicht mehr nagelbar ist. Die Verwendung von kleiner dimensionierten Palettenklötzen mit gleicher Belastbarkeit ist also nicht möglich.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln aufzuzeigen, wobei das erhaltene Produkt über die gesamte Länge möglichst homogen ist und dadurch eine höhere Belastung aushält und somit tragende Bauteile wie Balken, hergestellt werden können und nur soviel Gemenge verdichtet wird, wie zum Erreichen der notwendigen Festigkeit erforderlich ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Bruchfestigkeit (Biegefestigkeit) eines Stranges um so kleiner ist, je größer der Unterschied der Verdichtung der Strangteile an ihren Enden ist und daß der Unterschied der Verdichtung umso größer ist, je länger der Verdichtungshub und damit das erzeugte Strangteilstück ist.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Winkel der keilförmigen Erweiterung wird durch das Profil des Stranges, der Länge des Füllraumes und die Größe der Verdichtung bestimmt. Bei parallelen Begrenzungswänden wird ein Teil der Preßkraft des Strangpreßstempels beim Verdichten auf die Begrenzungswände übertragen. Der auf die Begrenzungswände wirkende Teil der Preßkraft ist am strangpreßstempelseitigen Ende am größten und am anderen Ende am geringsten. Da beim Verdichten die Struktur der Teile des Gemenges weitestgehend erhalten bleibt, wollen die Teile des Gemenges nur zu einem bestimmten Teil quer zur Preßrichtung ausweichen. Der Werkstoff fließt also nicht wie z. B. bei Metallstrangpressen beim Verdichten durch kleinste Schlitze hindurch.

Wird der Füllraum sich keilförmig erweiternd ausgebildet, können die Teile des Gemenges am aushärtekanalseitigen Ende nicht nach außen ausweichen, die Teile des Gemenges am strangpreßstempelseitigen Ende jedoch um den Betrag der keilförmigen Erweiterung ausweichen. Bei einem entsprechenden Winkel der keilförmigen Erweiterung ergibt sich erfindungsgemäß, daß beim Erreichen der endgültigen Verdichtung des mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles die auf die Begrenzungsflächen des Füllraumes wirkende Kraft an jedem beliebigen Punkt auf einer Linie in der Länge des Strangteilstückes gleich oder wenigstens annähernd gleich groß ist. Entsprechend gleich groß ist auch die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht.

Mit der Erfindung wird eine wesentlich höhere Bruchfestigkeit (Biegefestigkeit) des Stranges als bei allen anderen vorbekannten Lehren erreicht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der möglichen größeren Länge des Verdichtungshubes. In DE-PS 29 32 406 wird eine Mindestverdichtungslänge von 400 mm genannt, eine Länge, die z. B. bei einem Flachprofil von 20 mm Dicke nicht eingehalten werden kann. Als längster möglicher Verdichtungshub werden 800 mm genannt. Eine Länge, die bei dickeren Profilen nicht befriedigt. Die Erfindung lehrt hingegen, daß die Länge mindestens das 10fache der kleinsten Größe des Strangquerschnittmaßes betragen kann, aber nur von der Größe des Strangquerschnittes begrenzt wird. Bei einem Palettenklotzprofil von 145×145 mm kann z. B. eine Länge des Verdichtungshubes von 1500 bis 2200 mm realisiert werden.

Da die Zeit des Befüllens des Füllraumes unabhängig von der Länge des Füllraumes konstant bleibt, erhöht sich der Ausstoß der Strangpreßvorrichtung je Zeiteinheit bei gleicher Verdichtungsgeschwindigkeit des Strangpreßstempels je länger der Verdichtungshub ausgeführt werden kann und desto wirtschaftlicher arbeitet die Strangpreßvorrichtung.

Es wird mit der Erfindung also ein ganz beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteil erreicht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Oberflächenbeschaffenheit des erzeugten Stranges. Da über die Länge des Strangteilstückes und damit über den gesamten Strang eine gleiche Verdichtung vorherrscht, ergibt sich auch eine gleiche Oberflächenstruktur, ein gleicher Rauhigkeitsgrad, gleiches Aussehen und was für das Veredeln des Stranges mit Furnieren, Naturhölzern oder anderen tragfähigen Werkstoffen von Bedeutung ist, ein gleicher Profiltraganteil (DIN 4762). Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der über die Länge gleichmäßigen Verdichtung des mit jedem Preßhub erzeugten Strangteilstückes. Entsprechend gleichmäßig ist auch der Nagelausziehwert. Es können mit geringer Verdichtungskraft und Materialeinsatz Produkte mit gleicher Festigkeit wie mit DE-PS 29 32 406 erzeugt werden, oder entsprechend höherwertige oder in der Dimensionierung kleinere Produkte, die ohne Probleme nagelbar sind, da keine oder nur sehr geringe Schwankungen im Nagelausziehwert auftreten.

Das erzeugte Endprodukt z. B. Paletten ist dadurch höherwertiger oder kostengünstiger herstellbar. Weiterhin ergibt sich daraus ein geringeres Gewicht.

Einzelheiten sind in den Zeichnungen schematisch und beispielhaft dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie I-I gemäß Fig. 1.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gelangt das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen aus einem Einfüllschacht (1) in einen Füllraum (2), dessen Eintrittsöffnung während des Verdichtungsvorganges durch einen Schließschieber (3) verschlossen ist. Beim Befüllen steht die Durchtrittsöffnung (4) des durch die Hubeinrichtung (5) hin und her beweglichen Schließschiebers (3) über der Eintrittsöffnung des Füllraumes (2) und erlaubt das Durchfallen des Gemenges aus dem Einfüllschacht (1) in den Füllraum (2).

Der Querschnitt des Füllraumes (2) erweitert sich mit dem Winkel (6) von der Größe (7) des strangpreßseitigen Endes (8) auf die Größe (9) des aushärtekanalseitigen Endes (10). Beim Verdichten durch den Preßstempel (11) können die Teile des Gemenges, die sich am aushärtekanalseitigen Ende (10) befinden, nicht quer zur Preßrichtung ausweichen.

Die sich am strangpreßstempelseitigen Ende (8) befindlichen Teile des Gemenges können jedoch um das Maß der keilförmigen Erweiterung, also der Maßdifferenz zwischen der Größe (7) des strangpreßstempelseitigen Endes (8) und der Größe (9) des aushärtekanalseitigen Endes (10), quer zur Preßrichtung ausweichen. Die sich zwischen den Enden (8) und (10) befindlichen Teile des Gemenges können je nach ihrer Lage im Füllraum (2) quer zur Preßrichtung ausweichen.

Bei einer entsprechenden Größe des Winkels (6) ist der quer zur Strangpreßrichtung wirkende Teil des Verdichtungsdruckes durch den Strangpreßstempel (11) auf das Gemenge an jedem beliebigen Punkt auf einer in Preßrichtung liegenden Linie des mit dem Verdichtungshub erzeugten Strangteilstückes gleich oder annähernd gleich groß, da die Teile des Gemenges, entsprechend ihrer Lage im Füllraum (2), dem Verdichtungsdruck teilweise ausweichen können.

Die Verdichtungslänge (12) kann dabei das mindestens 10fache des kleinsten Strangquerschnittsmaßes (gleich der Größe (9) des aushärtekanalseitigen Endes (10)) betragen, ist aber nur durch die Größe des Strangquerschnittes begrenzt. Die Wände des Aushärtekanales (13) können sich, je nach Ausführungsart, zueinander keilförmig oder stufenförmig erweiternd oder verengend oder parallel ausgeführt werden. Auch Erweiterungen oder Verengungen entlang von nicht geraden Linien können bedarfsentsprechend ausgeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Einfüllschacht
2 Füllraum
3 Schließschieber
4 Durchtrittsöffnung
5 Hubeinrichtung
6 Winkel
7 Größe
8 strangpreßstempelseitiges Ende
9 Größe
10 aushärtekanalseitiges Ende
11 Strangpreßstempel
12 Verdichtungslänge
13 Aushärtekanal

Claims

1. Verfahren zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln, bei dem das in einen Füll- und Preßraum gefüllte Gemenge durch den Preßstempel einer Strangpresse verdichtet und in verdichtetem Zustand durch einen Aushärtekanal gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge zur Erzeugung einer ungefähr konstanten Verdichtung des Stranges durch einen Füll- und Preßraum gedrückt wird, der sich von seinem pressenseitigen Ende zu seinem aushärtekanalseitigen Ende keilförmig erweiterte

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Kolbenstrangpresse mit einem sich daran anschließenden Aushärtekanal (13), dadurch gekennzeichnet, daß der vom Strangpreßstempel (11) während seiner Hubbewegung durchsetzte Füll- und Preßraum (2) von seinem pressenseitigen Ende bis zu seinem aushärtekanalseitigen Ende eine sich erweiternde Keilform aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Verdichtungshubes des Strangpreßstempels (11) mindestens die 10fache Länge des kleinsten Querschnittmaßes beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füll- und Preßraum (2) während des Verdichtungs- und Auspreßhubes des Preßstempels durch einen oder mehrere Schließschieber (3) verschlossen ist.