Werkstoffplatten aus streufähigem Material, ein entsprechendes Steuerverfahren, eine Einbringvorrichtung sowie ein Einbringverfahren zum Einbringen eines Bindemittels in einen kontinuierlichen Materialstrom streufähigen Materials und ein System zum Herstellen von Werkstoff platten.

Bei der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigem Material wird ein Gemisch aus Partikeln und/oder faserartigen Stoffen (beispielsweise Holzspäne oder anderes lignocelluloses Material) und einem Bindemittel (beispielsweise Leim) zu einer Streugutmatte auf ein Form- oder Förderband (Streubandförderer) gestreut. Diese Streugutmatte (auch als Partikelmatte bezeichnet) wird anschließend nach einer gegebenenfalls erforderlichen Vorbehandlung einer kontinuierlichen oder

diskontinuierlichen Verpressung zugeführt, die mittels Druck und/oder Wärme erfolgen kann. Beispielsweise können in dieser Art Spanplatten, MDF-Platten (mitteldichte Faserplatten) oder OSB-Platten (Oriented Strand Board oder Grobspanplatten) hergestellt werden.

Bevor das Material der Verpressung zugeführt wird, wird es mit einem Bindemittel benetzt (Beleimung). Diese Beleimung kann beispielsweise in einem Fallschacht erfolgen, in dem das Bindemittel durch Sprühen beim Fallen aufgelockertes Material eingebracht wird. Alternativ kann auch ein sogenannter Zwangsmischer eingesetzt werden, bei dem die Partikel zusammen mit dem Bindemittel und möglichen weiteren Mitteln in einer sich drehenden Rolle vermengt werden. Danach kann eine

Zwischenspeicherung in einem Streugutspeicher, der als Puffer fungiert, erfolgen. Aus diesem Puffer wird das Material dann wieder ausgetragen, mittels einer

Streuvorrichtung auf das Pressenband gestreut und der Verpressung zugeführt.

Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht ist mit der EP 2 747 966 B1 , der WO 2014 079 987 A1 und der WO 2014 079 988 A1 bekannt geworden. Eine beispielhafte Vorrichtung zur Dosierung von Bindemittel in einen Materialstrom ist mit der DE 10 2008 059 877 A1 bekannt geworden.

Beim Einbringen des Bindemittels ist eine abgestimmte Dosierung des Bindemittels in mehrfacher Hinsicht relevant. Eine zu geringe Dosierung des Bindemittels kann zu einer schlechteren Stabilität und Qualität der Werkstoffplatten führen. Eine

Überdosierung vermag ebenfalls die Plattenqualität zu verschlechtern, aber vielmehr stellen das Bindemittel sowie mögliche andere einzubringende Additive einen wesentlichen Faktor der Materialkosten dar und wirken sich damit direkt auf die

Herstellungskosten aus.

Bisher erfolgt die Dosierung der Menge des einzubringenden Bindemittels zumeist ausgehend von der trockenen Holzmasse (z. B. in Prozent Festharz auf Masse atro Holz). Üblicherweise ist in einem Rezept vermerkt, welche Dosierung abhängig vom Werkstoff und/oder abhängig von den erforderlichen/gewünschten Eigenschaften der Werkstoffplatten zu wählen ist. Die Dosierung des Bindemittels erfolgt dann

gravi metrisch.

Die theoretisch optimale Bindemitteldosierung hängt von der Oberfläche der einzelnen Partikel des verwendeten Rohmaterials (Späne, Fasern, etc.) ab. Oft ist dieses Material jedoch inhomogen und enthält Partikel unterschiedlicher Geometrien. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien kann es demnach dazu kommen, dass bei konstanter Masse die mit Bindemittel zu beaufschlagende Oberfläche der Partikel variiert. Dies wiederum führt dazu, dass die von der Holzmasse ausgehend gewählte

Bindemitteldosierung zu hoch oder zu niedrig sein kann. Um eine ausreichende Binde- mittelmenge sicherzustellen, wird daher oft sicherheitshalber eine erhöhte Bindemitteldosierung verwendet. Hierdurch ergibt sich eine schwankende Qualität der

hergestellten Werkstoffplatten sowie höhere Kosten für das Bindemittel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ausgehend hiervon, die Dosierung des Bindemittels zu optimieren, um Werkstoffplatten hoher Qualität bei möglichst geringem Bindemitteleinsatz zu ermöglichen. Insbesondere soll eine Steuervorrichtung sowie ein Steuerverfahren zum Ansteuern eines Dosierelements zum Dosieren eines

Bindemittels in der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigem Material geschaffen werden. Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe eine

Steuervorrichtung zum Ansteuern eines Dosierelements einer

Benetzungsvorrichtung zum Dosieren eines Bindemittels im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigem Material, mit:

einer Messschnittstelle zum Empfangen eines Messwerts mit

Informationen zur Ermittlung der Materialdichte des streufähigen Materials in einem Materialzulauf einer Einbringvorrichtung für die Benetzungsvorrichtung;

einem Prozessor zum Berechnen der Materialdichte basierend auf dem mindestens einen Messwert und zum Ermitteln eines Dosierwerts basierend auf der Materialdichte; und

einer Steuerschnittstelle zum Übermitteln eines Steuersignals an das Dosierelement, um das Dosierelement zum Dosieren des Bindemittels entsprechend dem ermittelten Dosierwert anzusteuern.

Der Prozessor wird in vorteilhafter Weise bevorzugt nicht nur die Materialdichte aufgrund der Messwerte ermittelt, sondern noch Materialkonstanten,

Kennlinienstrukturen und weitere Informationen zur Ermittlung der

Materialdichte/Schüttdichte gemäß seiner Vorgaben und Möglichkeiten in Betracht ziehen.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Steuerverfahren zum Ansteuern eines Dosierelements zum Dosieren eines Bindemittels in der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigem Material, mit den Schritten:

- Empfangen eines Messwerts mit Informationen zur Ermittlung der

Materialdichte des streufähigen Materials in einem Materialzulauf einer Einbringvorrichtung zum Einbringen des Bindemittels;

Berechnen der Materialdichte basierend auf dem mindestens einen Messwert und Ermitteln eines Dosierwerts basierend auf der

Materialdichte; und

Übermitteln eines Steuersignals an das Dosierelement, um das Dosierelement zum Dosieren des Bindemittels entsprechend dem ermittelten Dosierwert anzusteuern. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Einbringvorrichtung zum

Einbringen eines Bindemittels in einen kontinuierlichen Materialstrom streufähigen Materials, mit:

einem Materialzulauf zum Zuführen des streufähigen Materials, wobei der Materialzulauf bevorzugt ein Förderband umfasst;

- einem Messelement zum Messen eines Messwerts mit Informationen zur Ermittlung der Materialdichte des streufähigen Materials in dem Materialzulauf, wobei das Messelement bevorzugt einen Wegsensor zum kontinuierlichen Ermitteln einer Materialhöhe des Materials und/oder einen Gewichtssensor zum kontinuierlichen Ermitteln einer Gewichtsinformation umfasst;

einer Steuervorrichtung wie zuvor beschrieben; und

einem Dosierelement zum Dosieren des Bindemittels in Abhängigkeit des Steuersignals, wobei das Dosierelement bevorzugt als Dosierpumpe ausgebildet ist.

Weiterhin betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Einbringverfahren zum Einbringen eines Bindemittels in einen kontinuierlichen Materialstrom streufähigen Materials, mit den Schritten:

Zuführen des streufähigen Materials in einem Materialzulauf;

Messen eines Messwerts mit Informationen zur Ermittlung der

Materialdichte des streufähigen Materials in dem Materialzulauf;

Ausführen eines Steuerverfahrens wie zuvor beschrieben; und

Dosieren des Bindemittels entsprechend dem berechneten Dosierwert. Zudem betrifft ein Aspekt der Erfindung ein System zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoff platten, mit:

- einer Einbringvorrichtung nach Anspruch wie zuvor beschrieben; und

- einer Benetzungsvorrichtung zum Benetzen des streufähigen Materials mit dem Bindemittel. Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem Datenträger, auf dem Programmcode gespeichert ist, der dazu ausgebildet ist, ein Verfahren mit den Schritten wie oben beschrieben auszuführen, wenn der

Programmcode ausgeführt wird. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die Steuervorrichtung, das Steuerverfahren, die Einbringvorrichtung, das Einbringverfahren, das System und das Computerprogrammprodukt entsprechend der für die Steuervorrichtung und das Steuerverfahren in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein können.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung dient dazu, die durch ein Dosierelement in einen Strom aus streufähigem Material einzubringende Dosiermittelmenge

einzustellen. In der Herstellung von Werkstoffplatten wird als Bindemittel zumeist Leim verwendet. Das Bindemittel wird beispielsweise mittels einer Düse kontinuierlich in den Materialstrom eingesprüht.

Im Rahmen der Erfindung wurde herausgefunden, dass die Berücksichtigung der Dichte des mit Bindemittel zu versetzenden Materials zu einer präziseren Dosierung des Bindemittels verwendet werden kann. Unter der Materialdichte versteht sich hierin eine aus erfassten Messwerten berechnete Größe für die kontinuierlich zugeführte Masse pro Volumen des streufähigen Materials.

Beim bisherigen System wurde zumeist lediglich das Gewicht des zugeführten

Materials berücksichtigt. Das einzubringende Bindemittel wurde entsprechend einem für ein bestimmtes Gewicht des Materials vorgegebenen Wert dosiert. Dieser Ansatz ist nicht optimal, da die Gesamtoberfläche des zugeführten Materials auch von der Materialzusammensetzung und der Partikelgeometrie abhängt.

Erfindungsgemäß ist hingegen vorgesehen, dass die Dosierung des Bindemittels nicht anhand des Gewichts, sondern anhand der Materialdichte ermittelt wird. Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen wird die Materialdichte basierend auf einem Sensorwert

(Messwert) berechnet und hiervon dann die Dosierung (Dosierwert) des Bindemittels abgeleitet. Anhand dieses Dosierwerts wird die Dosierung des Bindemittels, also die eingebrachte Bindemittelmenge, gesteuert. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen ergibt sich der Vorteil, dass der Einsatz des Bindemittels direkt in Abhängigkeit der mit dem Bindemittel zu benetzenden

Materialoberfläche erfolgt. Der Einsatz des Bindemittels wird optimiert. Es wird eine optimale Menge an Bindemittel eingebracht. Hierdurch können einerseits Kosten eines übermäßigen Bindemitteleinsatzes vermieden werden und andererseits eine hohe Qualität der hergestellten Werkstoffplatten sichergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann insbesondere in einer

Einbringvorrichtung zum Einbringen eines Bindemittels in einem System zur

Herstellung von Werkstoffplatten zum Einsatz kommen. In einem solchen System wird streufähiges Material mit Bindemittel benetzt und der Verpressung zugeführt.

Bevorzugt wird hierzu eine kontinuierliche Bandpresse eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbesondere zum Betrieb in einem System zur Herstellung von Werkstoffplatten. Das Steuerverfahren kann zur

Ansteuerung eines Dosierelements in einer bestehenden Anlage, die gegebenenfalls um Sensorik erweitert wurde, verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Steuervorrichtung ist die Messschnittstelle zum Empfangen eines Höhenwerts von einem, bevorzugt taktilen, Wegsensor zum kontinuierlichen Ermitteln einer Materialhöhe des Materials im Materialzulauf ausgebildet; und ist der Prozessor zum Berechnen der Materialdichte basierend auf der Materialhöhe ausgebildet. Mittels eines Wegsensors kann kontinuierlich die Höhe des auf einem Förderband beförderten Materials gemessen werden. Bevorzugt ist hierzu ein taktiler Sensor (Tastsensor) vorgesehen. In bisherigen Anlagen werden keine vergleichbaren Sensoren eingesetzt. Durch die Verwendung eines Wegsensors wird es ermöglicht, kontinuierlich Informationen über das Volumen des eingebrachten Materials im Materialzulauf zu gewinnen. Der entsprechende Höhenwert (Messwert) wird im Prozessor, gegebenenfalls in Zusammenschau mit weiteren Messwerten, zum Berechnen der Materialdichte verwendet. Ausgehend von der Materialhöhe und einer durch die Anlagengeometrie vorgegebenen und vorbekannten Breite, kann das Materialvolumen bestimmt werden. Die Messung des Volumens des eingebrachten Materials ist oft direkt aussagekräftig bezüglich der Materialdichte. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen wird eine präzise Aussage über die Materialdichte zum optimierten Einsatz des Bindemittels verwendet, wodurch Herstellungskoten gespart werden können. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Messschnittstelle zum Empfangen eines Gewichtswerts von einem Gewichtssensor, bevorzugt einer Bandwaage, zum kontinuierlichen Ermitteln einer Gewichtsinformation des Materials im Materialzulauf ausgebildet; und ist der Prozessor zum Berechnen der Materialdichte basierend auf der Gewichtsinformation ausgebildet. Durch die Verwendung eines Gewichtssensors, der bevorzugt als Bandwaage ausgebildet ist, wird es ermöglicht, kontinuierlich das Gewicht des zugeführten Materials im Materialzulauf zu messen. Das gemessene Gewicht dient bevorzugt lediglich als Zusatzinformation in der Berechnung der

Materialdichte (Masse pro Volumen). Durch die Verwendung eines Gewichtssensors kann eine präzise Aussage über die aktuelle Materialdichte getroffen werden und die Dosierung des Bindemittels optimiert werden.

Vorteilhafterweise ist der Prozessor zum Ermitteln des Dosierwerts basierend auf einem für einen Sollwert der Materialdichte vordefinierten Grundwert ausgebildet. In bisherigen Herstellungssystemen ist zumeist in einem Rezept ein Wert für die einzubringende Bindemittelmenge vermerkt. Erfindungsgemäß wird dieses Rezept dahingehend erweitert, dass zudem eine erwartete Materialdichte (Sollwert) angegeben ist. Durch einen Vergleich dieses Sollwerts mit dem aktuell gemessenen Wert der Materialdichte, kann festgestellt werden, ob die Bindemitteldosierung (im Vergleich zum Grundwert) erhöht oder verringert werden soll. Im Vergleich zu bisherigen Einrichtungen kann damit eine automatische Anpassung der

Bindemitteldosierung vorgenommen werden. Der Grundwert sowie der zugehörige Sollwert werden vorzugsweise von einem Anlagenhersteller oder von einem

erfahrenen Fachmann vorgegeben und können gegebenenfalls während des Betriebs angepasst werden. Die zusätzliche Angabe des Sollwerts der Materialdichte ermöglicht eine präzise Steuerung des Einbringens des Bindemittels und damit eine hohe Qualität der hergestellten Werkstoffplatten bei geringeren Materialkosten.

Vorteilhafterweise ist der Prozessor zum Ermitteln des Dosierwerts basierend auf einem variablen Beiwert, bevorzugt zum Ermitteln des Dosierwerts als Summe aus Grundwert und Beiwert, ausgebildet; und ergibt sich der Beiwert aus einer

vordefinierten Zuordnung zu einer Abweichung der berechneten Materialdichte von dem Sollwert. Der variable Beiwert wird ausgehend von der berechneten Materialdichte im Hinblick auf den Sollwert festgelegt. Durch die Verwendung eines vordefinierten variablen Beiwerts abhängig von der Abweichung der aktuellen Materialdichte von dem Sollwert, kann eine einfache und effiziente Steuerung der Bindemitteldosierung ermöglicht werden. Die eingebrachte Menge des Bindemittels ist demnach darauf abgestimmt, ob die Materialdichte zum aktuellen Zeitpunkt höher oder niedriger als der Sollwert, also der Erwartungswert, liegt. Die Dosierung des Bindemittels wird optimiert. Bei konstanter Plattenqualität kann die verwendete Bindemittelmenge verringert werden, sodass es zu einer Kostenersparnis kommt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Prozessor zum Ermitteln des Dosierwertes als lineare Funktion zwischen einem Minimalwert als geringstmögliche Dosierung und einem Maximalwert als höchstmögliche Dosierung ausgebildet. Durch die Verwendung einer linearen Funktion wird eine effiziente Ableitung des Dosierwerts ermöglicht. Durch die Verwendung einer beidseitigen Grenze für die Menge des einzubringenden Bindemittels (Minimalwert bzw. Maximalwert) wird sichergestellt, dass eine

Mindestmenge nicht unterschritten bzw. eine Höchstmenge nicht überschritten wird. Ausreißer werden verhindert. Es werden verlässliche Angaben bezüglich oberer und unterer Grenzwerte, die beispielsweise als Qualitätsangaben für Werkstoffplatten notwendig sind, ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerschnittstelle zum Übermitteln des Steuersignals an eine Dosierpumpe ausgebildet; und umfasst das Steuersignal eine Drehzahlinformation der Dosierpumpe. Bevorzugt ist das Dosierelement als

Dosierpumpe ausgebildet. Bei einer Dosierpumpe kann die eingebrachte

Bindemittelmenge drehzahlgesteuert variiert werden. Durch eine höhere Drehzahl wird eine höhere Bindemittelmenge eingebracht. Eine unmittelbare Einwirkung auf die Bindemittelmenge wird ermöglicht.

In einer alternativen oder kumulativen Ausgestaltung kann die Steuerschnittstelle zum Übermitteln des Steuersignals an steuerbare Ventile für Sprühdüsen und/oder eine Düsenanordnung respektive deren Zuführleitungen ausgebildet sein und das

Steuersignal eine Stellinformation für die Ventile umfassen. Gerade Direktventile in den Düsen ermöglichen eine besonders genaue Steuerung des Bindemittels und der Abgabemenge. Die Genauigkeit der Abgabemenge kann durch Messvorrichtungen in den Zuleitungen und/oder den Düsen für die Durchflussmenge optimiert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt des Ermitteins des Dosierwerts basierend auf einem für einen Sollwert der Materialdichte vordefinierten Grundwert. Wie zuvor bereits beschrieben, wird also für eine bestimmte Bindemitteldosierung eine Angabe einer Materialdichte (Sollwert) vordefiniert. Ausgehend von diesem Sollwert kann eine Steuerung basierend auf Abweichungen der aktuellen Materialdichte von diesem Sollwert vorgenommen werden. Abweichungen können insoweit korrigiert werden, als die Menge des eingebrachten Bindemittels entsprechend angepasst wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Steuerverfahren einen Schritt des Ermitteins des Dosierwerts basierend auf einem variablen Beiwert, bevorzugt des Ermitteins des Dosierwerts als Summe aus Grundwert und Beiwert, wobei sich der Beiwert aus einer vordefinierten Zuordnung zu einer Abweichung der berechneten Materialdichte von dem Sollwert ergibt. Wie ebenfalls zuvor beschrieben, kann durch einen variablen Beiwert, der aus einer vordefinierten Zuordnung zu einer Abweichung der aktuellen Materialdichte von dem Sollwert ermittelt wird, eine einfache und robuste Steuerung erreicht werden.

Vorteilhafterweise umfasst das Steuerverfahren weiterhin einen Schritt des Ermitteins des Dosierwertes als lineare Funktion zwischen einem Minimalwert als

geringstmögliche Dosierung und einem Maximalwert als höchstmögliche Dosierung. Eine lineare Funktion lässt sich einfach und speichereffizient umsetzen. Eine Menge, die sich zwischen einem Minimal-und einem Maximalwert bewegt, erlaubt eine verlässliche Angabe bezüglich Mindest- und Höchstdosierungen, wie sie in einem Handbuch oder einer Produktbeschreibung oft erforderlich ist.

Hierin bezeichnet eine Mess- oder eine Steuerschnittstelle insbesondere eine hard- oder softwaremäßig umgesetzte Anschlussstelle zum Anschließen bzw. Auslesen eines Messwertgebers (Sensors). Die Schnittstelle ist entsprechend des

angeschlossenen Geräts ausgebildet. Unter einem Messwert versteht sich ein von einem Sensor bereitgestellter Wert, bzw. ein Signal, der/das ein physikalisches Phänomen widerspiegelt. Zumeist ist ein analoges oder digitales Signal darunter zu verstehen. Unter einem Steuersignal versteht sich ein analoges oder digitales, zumeist kontinuierlich übermitteltes, Signal, das in einem entsprechend ausgebildeten

Dosierelement verarbeitet werden kann. Unter dem Ausdruck„kontinuierlich" wird hierin ein fortlaufendes Herstellen von Werkstoff platten, Ermitteln einer Messgröße, Steuern eines Dosierelements, etc. verstanden. Es ist jedoch möglich, dass Teile eines kontinuierlichen Prozesses auch getaktet ablaufen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Insbesondere kann als Dosierelement eine bereits bekannte Dosier- und/oder

Mischvorrichtung für Benetzungsmittel, beispielsweise Klebstoffe, Leime, Leimflotten, Addtive, Härter oder dergleichen gesteuert werden, welche ihrerseits die

entsprechenden Auftragsvolumina an die eine oder mehrere Düsen zur Benetzung verteilt.

Die Erfindung erzielt insbesondere dann hervorragende Resultate, wenn anstelle eines reinen Materialstromes aus einer Materialart (Holz) Partikel anderer Art, beispielsweise Kunststoffe, Füllstoffe, Holz- oder Kunststoffrecyclate oder andere Stoffe zugemischt werden. Durch den Transport des Materialstromes kann es dann zu Klassiereffekten kommen, die eine angepasste Benetzung benötigen. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang aber auch eigenständig für einen in seiner Materialart homogenen Materialstrom vorgesehen, dass die Steuereinrichtung, bevorzugt bei stark

schwankenden Dichten (Schüttdichten) eine Weg-Zeit-Verfolgung vom Ort der Messung (Messelement) bis hin zum Ort der Benetzung (Düsenanordnung,

Dosierelement) in ihre Steuerung oder Regelung einbezieht. Im Vergleich hierzu langsam schwankende Schüttdichten resultieren daraus, dass zu Beginn der Produktion in einem Messerringzerspaner (bei der Herstellung der Späne) optimale Späne erzeugt werden. Während der Produktionszeit beeinflusst dann ein schlechter werdender Zustand der Messer (Schleifzustand) die Qualität der Späne und verändert deren Geometrie. Aus diesem Grund müssen die Messer regelmäßig nachgeschliffen werden, was zu periodischen Änderungen der Spangeometrien führen kann. Erfindungsgemäß kann auf solche Schwankungen durch ein Anpassen der Bindemitteldosierung reagiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: eine schematische Darstellung eines Systems zur

kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten mit einer Einbringvorrichtung und einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; eine schematische Darstellung einer alternativen

Ausführungsform eines Systems zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten; eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung zum Ansteuern eines Dosierelements zum Dosieren eines

Bindemittels gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und eine schematische Darstellung einer Zuordnung zwischen einer Materialdichte und einem variablen Beiwert zur Verwendung in der Berechnung des Dosierwerts.

In der Figur 1 ist ein Ausschnitt aus einem System 10 einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten in einer Schnittansicht schematisch dargestellt. In einer Einbringvorrichtung 12 wird Bindemittel in einen kontinuierlichen Materialstrom streufähigen Materials 14 eingebracht. Im Bereich eines Materialzulaufs 16 der Einbringvorrichtung 12 ist ein Messelement 18 angeordnet, durch das ein Messwert mit Informationen zur Ermittlung der Materialdichte des streufähigen Materials 14 gewonnen werden kann. Erfindungsgemäß ist eine Steuervorrichtung 20 vorgesehen, durch die, basierend auf dem Messwert, ein Dosierelement 22 angesteuert wird. Durch das Dosierelement 22 wird in einer Benetzungsvorrichtung 24 Bindemittel in das streufähige Material 14 eingebracht. Als Bindemittel wird bevorzugt Leim verwendet, allerdings ist auch die erfindungsgemäße Dosierung anderer einzubringender Mittel möglich.

Solche Systeme werden insbesondere in der Herstellung von Werkstoffplatten in kontinuierlichen Presssystemen verwendet. In der vorliegenden Figur ist die eigentliche Presse zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Unter streufähigem Material 14 verstehen sich insbesondere Holzspäne (z. B.

Deckschichtspäne, Mittelschichtspäne), Grobschnitzel oder auch Holzfasern. Auch Zuschlagteile oder Recyclingmaterial kann in dem Materialstrom vorhanden sein. Die einzelnen Materialbestandteile werden als Partikel bezeichnet.

Insbesondere eignet sich die vorliegende Erfindung zur Verwendung in der Herstellung von Spanplatten und OSB-Platten aus Holzspänen. Schwankungen in der

Materialdichte (bei gleichbleibendem Gewicht) resultieren hierbei daraus, dass in der Regel ein Holzmix als Material verwendet wird. Beispielsweise kann Festholz unterschiedlicher Holzarten, Recyclingholz, Holz mit unterschiedlichem Staubanteil, Hobelspäne, etc. verwendet werden. Zudem kann es in dem verwendeten Holzmix auch über die Produktionszeit zu Schwankungen kommen, die dann zu Variationen in der Materialdichte führen. Weiterhin können auch unterschiedliche Spangeometrien im zu verwendenden Material vorkommen, die eine unterschiedliche Schüttdichte bewirken.

Das Material wird über eine Materialzuführung 26 in das System 10 eingebracht. Der Materialzuführung 26 ist in der dargestellten Ausführungsform ein Materialbunker 28 nachgeschaltet, der als Materialspeicher zur Pufferung dient. Das Material wird aus dem Materialbunker 28 mittels Bodenband 31 und Austragsrollen 30 der

Einbringvorrichtung 12 zum Einbringen des Bindemittels zugeführt. Die

Einbringvorrichtung 12 umfasst im Bereich eines Materialzulaufs 16 ein Fördermittel 32, das bevorzugt als Förderband ausgebildet ist. Das ausgetragene Material fällt auf dieses Fördermittel 32 bzw. wird auf das Förderband gestreut. Während sich das Material im Materialzulauf 16 befindet, wird die Materialdichte mittels eines

Messelements 18 gemessen. Im Fall eines Förderbandes, auf das das Material gestreut wird, kann die Materialdichte daher auch als Streudichte oder Schüttdichte bezeichnet werden. Als eine Möglichkeit eines Messelements 18 kann hier zum Beispiel eine durchstrahlende Rontgeneinheit genannt werden, wobei die hierbei ermittelten Durchstrahlungswerte in der Steuervorrichtung, welche auch Teil der Rontgeneinheit sein kann, umgerechnet werden müssen. Der geeigneter Messwert zur Ermittlung der Dichte wird über eine Steuerleitung an die Steuervorrichtung 20, ggfs. auch drahtlos, übertragen und dort insoweit verwertet, als dass die Steuervorrichtung ein Dosierelement 22 ansteuern kann, welches für die Benetzung des Materials angeordnet ist.

Im Rahmen der Erfindung wird ausgenutzt, dass die Materialdichte unter anderem auch von der Spangeometrie abhängig ist. Daher ist es möglich, auf Basis der Materialdichte auf die mit Bindemittel zu benetzende Oberfläche der Partikel zu schließen und so auf diese Schwankungen mit einer Anpassung der Dosierung des Bindemittels zu reagieren.

Bei der Einbringung des Bindemittels werden bisher zumeist lediglich

Gewichtsinformationen des trockenen Holzes kontinuierlich ermittelt und als Grundlage für die Berechnung der Bindemittelmenge, die eingebracht werden soll, verwendet. Im Vergleich zu diesem Ansatz wird durch die Berücksichtigung der Materialdichte beispielsweise vermieden, dass zwar ein hohes Materialgewicht gemessen und damit eine vergleichsweise hohe Bindemittelmenge eingebracht wird, dies jedoch vor allem der aktuellen Materialzusammensetzung aus vorwiegend großen und damit schweren Spänen mit einer relativ kleineren Oberfläche geschuldet ist. Erfindungsgemäße werden ein übermäßiger Bindemittelverbrauch und damit hohe Kosten vermieden, ohne die Qualität der Werkstoffplatten zu verringern. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird mittels einer Abschlagswalze 34 das Material 14 in eine beispielsweise als Zwangsmischer ausgebildete

Benetzungsvorrichtung 24 überführt. In der Benetzungsvorrichtung 24 wird das Bindemittel über eine Düsenanordnung 36 eingebracht, die in Wirkverbindung mit dem gesteuerten Dosierelement 22 steht. Die als Zwangsmischer ausgebildete

Benetzungsvorrichtung 24 vermengt das streufähige Material 14 mit dem

eingebrachten Bindemittel und benetzt so die einzelnen Partikel gleichmäßig. Nach der Vermengung mit dem Bindemittel verlässt das Material 14 den Zwangsmischer, um der Verpressung zugeführt zu werden. Zumeist ist hierfür ein weiterer Bunker (nicht dargestellt) als Pufferspeicher vorgesehen, in dem das Material zunächst gelagert wird, um kurzfristige Kapazitätsschwankungen ausgleichen zu können. Dieser Bunker ist der dargestellten Materialweiterführung 38 nachgeschaltet. Die eigentliche Verpressung des Materials zu Werkstoffplatten findet dann bevorzugt mittels einer kontinuierlichen (Band-) Presse und unter Druck/Hitze statt.

In der Figur 2 ist ebenfalls ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen System 10 schematisch in einer Schnittdarstellung gezeigt. Im Vergleich zur vorherigen

Darstellung ist die Benetzungsvorrichtung 24 als Fallschacht mit entsprechenden Sprühdüsen 40 zum Einbringen des Bindemittels ausgebildet. Die Ausführung der Benetzungsvorrichtung 24 hat keinen Einfluss auf die Anwendung der

Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Sprühdüsen 40 können als Teil des Dosierelements 22 betrachtet werden, setzen sie doch die Art und Weise der Mengenverteilung des Bindemittels im Auftrag des Dosierelements 22, welches durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert wird, um.

Als Messelemente 18 zur Ermittlung der Materialdichte sind im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Wegsensor 18a sowie ein Gewichtssensor 18b vorgesehen. Der Wegsensor 18a ist als taktiler (Tast-) Sensor ausgebildet, der die Oberfläche des auf das Fördermittel 32 aufgestreuten Materials abtastet und eine (mittelbare) Volumenmessung (bei bekannter Streubreite) durchführt. Der

Gewichtssensor 18b ist als Bandwaage ausgebildet, der in den Materialzulauf 16, respektive dem Förderband zugehörig, integriert ist und getaktet oder laufend eine Gewichtsinformation liefert. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsbeispielen auch andere Anzahlen sowie andere Typen von Sensoren, wie zum Beispiel Laserabstandssensoren, als

Messelement verwendet werden können. In der Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Steuervorrichtung 20 dargestellt. Die Steuervorrichtung 20 umfasst eine

Messschnittstelle 42, die in Kommunikation mit zumindest einem Messelement (Sensor) steht und von diesem einen Messwert übermittelt bekommt. Die

Messschnittstelle kann in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Beispielsweise kann die Messschnittstelle einem Stecker oder einer entsprechenden

Treiberschnittstelle entsprechen. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 20 kann insbesondere als Mikrocontroller, jedoch ebenfalls als Software in einer

Anlagensteuerung ausgebildet sein. Über die Messschnittstelle 42 wird von mindestens einem Messelement 18 mindestens ein Messwert erhalten. Der Messwert enthält Informationen zur Ermittlung der

Materialdichte des streufähigen Materials. Bevorzugt wird ein kontinuierliches

Messsignal erhalten, das den aktuellen Wert einer Messgröße widerspiegelt. Basierend auf dem Messwert wird in einem Prozessor 44 in der Steuervorrichtung 20 die

Materialdichte berechnet. Beispielsweise kann die Materialdichte auf Basis eines Gewichts sowie eines Volumens des Materials, die mittels einem Weg- und einem Gewichtssensor erfasst wurden, bestimmt werden.

Ausgehend von dieser berechneten Materialdichte wird dann ein Dosierwert für die Dosierung des einzubringenden Bindemittels ermittelt. Unter einem Dosierwert ist insbesondere die Menge an einzutragendem Bindemittel pro Zeiteinheit zu verstehen. Basierend auf diesem Dosierwert wird über eine Steuerschnittstelle 46 das

Dosierelement 22 mittels eines Steuersignals so angesteuert, dass eine dem

Dosierwert entsprechende Dosierung des Bindemittels zustande kommt. Das

Steuersignal kann hierbei sowohl ein analoges als auch ein digitales Signal sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte der Steuervorrichtung 20 aus. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren als Steuerprogramm in einer, ohnehin vorhandenen, Maschinensteuerung einer

Gesamtanlage zur Herstellung von Werkstoffplatten oder einer kontinuierlich arbeitenden Presse umgesetzt sein. Die Bestimmung der Dosiermenge basierend auf der Materialdichte ist bevorzugt als Funktion oder als Nachschlageoperation (Lookup-Table) umgesetzt. Aus der

Eingangsgröße (aktuelle Materiadichte) wird gemäß einer vordefinierten Vorschrift oder Angabe eine Ausgangsgröße (Dosierwert bzw. Dosiermittelmenge) ermittelt. Zumeist bezieht sich der Dosierwert auf eine Prozentskala, in der der Anteil des Bindemittels am Gewicht der herzustellenden Werkstoffplatten angegeben ist.

In der Figur 4 ist schematisch eine beispielhafte Bestimmung des Dosierwerts dargestellt. Ein Grundwert der Dosierung (bevorzugt ebenfalls als Prozentangabe) wird zunächst wie in einer klassischen Regelung einem Rezept entnommen. Das Rezept stellt eine Art Empfehlung dar, die beispielsweise auf Basis eigener Erfahrungen oder auf Basis einer Vorgabe des Anlagenbauers ermittelt wurde. Der Grundwert legt eine „normale" Bindemittelmenge für eine bestimmte Materialart und bestimmte gewünschte Platteneigenschaften fest. Dieser Grundwert wird dann mittels eines variablen und auf Basis der Materialdichte ermittelten Beiwerts korrigiert, um möglichen Schwankungen in der Zusammensetzung des Materials und damit in der benötigten Bindemittelmenge auszugleichen. Der variable Beiwert stellt also eine Art Korrekturfaktor zur Abstimmung des Grundwerts auf das aktuelle zu benetzende Material dar.

In die Berechnung wird ein Sollwert miteinbezogen, der einer zu erwartenden

Materialdichte entspricht. Die Korrektur des Grundwerts findet ausgehend von einer Abweichung des aktuellen Messwerts der Materialdichte von diesem Sollwert statt.

Grundwert, Dosierwert, Sollwert und variabler Beiwert sind bevorzugt auf einer Prozentskala angegeben. Es versteht sich jedoch, dass auch die Angabe auf einer absoluten (Gewichts-) Skala möglich ist. Ebenfalls ist eine Kombination möglich.

Im dargestellten Beispiel ist auf der x-Achse die aktuell ermittelte Materialdichte und auf der y-Achse der resultierende (zugeordnete) Beiwert abgetragen. Vorliegend ist dem Sollwert an der Stelle x2 ein variabler Beiwert von y2 zugeordnet. Beispielsweise kann einer Materialdichte (Schüttdichte, Sollwert) von 215 kg/m ³ (x2), die gemäß Rezept mit 10 % Bindemittel versetzt werden soll (Grundwert), ein variabler Beiwert von 0 % (y2) zugeordnet sein. Sofern dann bei der Bestimmung der aktuellen

Materialdichte von diesem Sollwert nach oben oder unten abgewichen wird, wird über den variablen Beiwert eine Korrektur der Dosierung vorgenommen. Beispielsweise kann einer aktuellen Materialdichte von 180 kg/m ³ (x1 ) ein variabler Beiwert von -0,4 % (y1 ) zugeordnet sein und einer aktuellen Materialdichte von 250 kg/m ³ (x3) ein variabler Beiwert von +0,4 % (y3), sodass sich ein Dosierwert von 9,6 % bzw. 10,4 % ergibt.

Wie im dargestellten Beispiel ersichtlich, kann zudem ein Minimalwert des variablen Beiwerts vorgesehen sein (für x < x1 ), der auch bei weiter abnehmender Materialdichte nicht unterschritten wird. Selbiges gilt auch für einen Maximalwert (für x > x3), der auch beim Überschreiten einer vordefinierten Materialdichte nicht überschritten werden darf. Hierdurch wird die Sicherheit der Anlage erhöht.

Es versteht sich, dass die o.g. Zahlen sowie auch die dargestellte teilweise lineare Funktion lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Es sind verschiedene Zuordnungen des Sollwerts zu den Stellen x1 , x2 und x3 möglich. Ebenfalls ist es möglich, dass der Grundwert eine einseitige Limitierung des Dosierwerts nach oben oder unten darstellt, also nicht unter- bzw. überschritten werden kann (z. B. Grundwert entspricht Wert an der Stelle y3).

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist insbesondere bei Span- und OSB-Platten vorteilhaft, bei denen das Material im Materialzulauf der Einbringvorrichtung durch Streuen aufgebracht wird und als Materialdichte eine Streudichte gemessen werden kann. Es versteht sich, dass es auch bei anders ausgebildeten Materialzuführungen, beispielsweise bei Blow-Lines, bei der Herstellung von MDF-Platten, möglich und sinnvoll ist, die Materialdichte zu ermitteln, um basierend darauf die

Bindemitteldosierung zu regeln.

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten

Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden

Patentansprüche. In den Patentansprüchen schließen die Wörter„umfassen" und„mit" nicht das

Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel„ein" oder „eine" schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann.

Ein Computerprogramm kann auf einem nicht-flüchtigen Datenträger

gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme, vertrieben werden. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.

Bezuqszeichenliste P1541 :

10 System

12 Einbringvorrichtung

14 Material

16 Materialzulauf

18 Messelement

18a Wegsensor

18b Gewichtssensor

20 Steuervorrichtung

22 Dosierelement

24 Benetzungsvorrichtung

26 Materialzuführung

28 Materialbunker

30 Austragsrollen

31 Bodenband

32 Fördermittel

34 Abschlagswalze

36 Düsenanordnung

38 Materialweiterführung

40 Sprühdüse

42 Messschnittstelle

44 Prozessor

46 Steuerschnittstelle