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Patent Searching and Data


Title:
EXTRUDER FOR PLANT FRAGMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/007221
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention is based on a conventional extruder for processing plant fragments, especially wood fragments, that are mixed with binding agents. Said extruder consists of a feed shaft (2) for the fragment mixture, an adjoining filling or extruding chamber (3), an extrusion ram (4), which operates especially horizontally, and a heatable setting channel (5) through which the fragment mixture that is compacted in the filling or extruding chamber is guided for the purpose of setting the same. According to the invention, an extruding station (6) for centrally postforming the extrudate, the outer part of which has already set, in a timed manner is located in the area of said setting channel (5). The setting time of the extrudate and the length of the channel can be reduced as a result.

Inventors:
SPIES XAVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/004852
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
May 27, 2000
Export Citation:
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Assignee:
HEGGENSTALLER ANTON AG (DE)
SPIES XAVER (DE)
International Classes:
B27N3/08; B27N3/28; B29C48/475; (IPC1-7): B27N3/28
Domestic Patent References:
WO1995004645A11995-02-16
Foreign References:
DE3205866A11983-09-29
DE3222113A11983-12-15
EP0376175A21990-07-04
EP0811471A11997-12-10
Other References:
DATABASE WPI Section PQ Week 199408, Derwent World Patents Index; Class P63, AN 1994-064195, XP002146929
Attorney, Agent or Firm:
Ernicke, Hans-dieter (Schwibbogenplatz 2b Augsburg, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Strangpresse für die Verarbeitung von mit Bindemitteln vermengten pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere aus Holz, bestehend aus einem Zuführschacht (2) für das Kleinteilgemenge, einem sich anschließenden Füll beziehungsweise Preßraum (3), einem vornehmlich horizontal wirkenden Strangpreßkolben (4) und aus einem beheizbaren Aushärtekanal (5), durch den das im Füllbeziehungsweise Preßraum verdichtete Kleinteilgemisch zum Zwecke des Aushärtens geführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich des Aushärtekanals (5) eine Preßstation (6) zum taktweisen zentrischen Nachformen des bereits verdichteten und im Außenbereich schon ausgehärteten Stranges (16) angeordnet ist.
2. Strangpresse für die Verarbeitung von mit Bindemitteln vermengten pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere aus Holz, bestehend aus einem Zuführschacht (2) für das Kleinteilgemenge, einem sich anschließenden Füll beziehungsweise Preßraum (3), einem vornehmlich horizontal wirkenden Strangpreßkolben (4) und aus einem beheizbaren Aushärtekanal (5), durch den das im Füllbeziehungsweise Preßraum verdichtete Kleinteilgemisch zum Zwecke des Aushärtens geführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich des Aushärtekanals (5) eine Dampfzuführstation (7) zum taktweisen radialen Einbringen von Dampf, insbesondere Sattdampf oder Heißgas, auf den bereits verdichteten und im Außenbereich schon ausgehärteten Strang (16) angeordnet ist.
3. Strangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Preßstation (6) und die Dampfzuführstation (7) in einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind.
4. Strangpresse nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Folgesteuerung vorgesehen ist, mit der beim Stillstand des Strangvorschubes zunächst die Nachformung des Stranges (16) und danach die Dampfzufuhr in den Strang (16) geschaltet wird.
5. Strangpresse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Anschluß an die Preßstation (6) eine konventionelle Nachhärtezone (9) von kurzer Bauart angeordnet ist.
6. Strangpresse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Anschluß an die Preßstation (6) eine Bremseinheit zur Einstellung der Strangreibung und der Rohdichte des Stranges (16) angeordnet ist.
7. Strangpresse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Verformungsdruck so gesteuert ist, daß eine allseitige zentrische Nachformung des Stranges (16) in der Größenordnung von 0,5 mm bis 2 mm gegeben ist.
8. Strangpresse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die in Strangpreßrichtung sich erstreckende Länge der in der Preßstation (6) befindlichen Preßbacken (12,13) mindestens der doppelten Länge eines Preßhubes des Strangpreßkolbens (4) entspricht.
9. Strangpresse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Wechselsteuerung zwischen den beweglichen Formwänden des Aushärtekanals (5) und den Preßbacken (12) der Preßstation (6) dergestalt vorgesehen ist, daß die Preßbacken (12) gelüftet sind, wenn die beweglichen Formwände auf den Strang (16) einwirken.
10. Strangpresse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Preßbacken (12) beheizt und mit den Bohrungen (14,15) zur Dampfzufuhr versehen sind.
Description:
BESCHREIBUNG Strangpresse für pflanzliche Kleinteile Die Erfindung bezieht sich auf eine Strangpresse für die Verarbeitung von mit Bindemitteln vermengten pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere aus Holz, bestehend aus einem Zuführschacht für das Kleinteilgemenge, einem sich anschließenden Füll-beziehungsweise Preßraum, einem vornehmlich horizontal wirkenden Strangpreßkolben und aus einem beheizbaren Aushärtekanal, durch den das im Füll- beziehungsweise Preßraum verdichtete Kleinteilgemisch zum Zwecke des Aushärtens geführt wird.

Bei den üblichen Kolbenstrangpressen wird ein Aushärtekanal vorgesehen, der von einem Wärmeträgermedium durchflossen wird. Durch die Reibung an den Innenwänden des Aushärtekanals wird eine Bremswirkung auf den Strang ausgeübt. Wenn der Aushärtekanal beziehungsweise Teilbereiche davon quer zur Strangpreßrichtung verstellbare Metallwände aufweist, kann die Bremswirkung während des Preßhubes der Kolbenstrangpresse reduziert und bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens verstärkt werden.

Dies hat zur Folge, daß die verleimten Späne relativ zueinander zur Ruhe kommen und die Klammerwirkung des Bindemittels nicht gestört wird.

Bei großen Strangquerschnitten erfolgt eine zusätzliche Erwärmung durch ein zentrisch im Strangquerschnitt geführtes, elektrisch beheiztes Rohr. Der durch dieses Rohr bedingte, längs der Strangachse verlaufende Kanal hat sich jedoch dann als hinderlich erwiesen, weil bei Reparaturen der Paletten häufig die Nägel nicht korrekt positioniert werden sondern in das Loch eindringen. Die Vernagelung dieser Palettenklötze mit Palettenbrettern muß nämlich so erfolgen, daß ein Eindringen der Nägel in diesen Kanal vermieden wird.

Unabhängig davon, ob der Strang einen inneren durchgehenden Kanal aufweist oder nicht, besteht das grundsätzliche Bestreben, die Länge des Aushärtekanales zu reduzieren und damit auch die aufzuwendende Heizenergie zu vermindern, um eine schnellere Abbindung des Stranges unter Reduzierung von Anlagenlänge zu erreichen. Durch die EP 0 376 175 ist es bekannt, zwischen der Strangpresse und dem Aushärtekanal einen sogenannten Reaktor anzuordnen, der den verdichteten Strang starr umgreift und durch den Wasser, Wasserdampf oder zusätzliches flüssiges oder dampfförmiges Bindemittel auf die Oberfläche des Stranges aufgebracht werden kann.

Hierbei wird ausschließlich das Ziel verfolgt, die Oberfläche des Stranges zu verbessern. Voraussetzung für dieses vorbekannte Verfahren ist jedoch, daß die zu verpressenden Späne und Kleinteile eine wesentlich geringere Feuchtigkeit als üblich besitzen dürfen, um das Wasser oder den Wasserdampf direkt aufnehmen zu können.

Mit diesem bekannten Verfahren ist jedoch keine vollständige Durchwärmung des Stranges möglich.

Zur Beschleunigung des Aushärteprozesses lehrt die EP-0 811 471, in den Innenraum der Presse überhitzten Dampf einzuleiten. Dieser Innenraum wird von einem perforierten feststehenden Rohr innenseitig und von umlaufenden Preßbändern bzw. Preßplattenbändern außenseitig gebildet, zwischen denen die Holzspäne beim Strangpressen zu einem Rohr verdichtet werden. Die Einwirkung des Dampfes erfolgt daher auf die noch nicht abgebundenen Späne und soll offenbar den sonst üblichen, von außen beheizten Aushärtekanal ersetzen.

Der Erfindung liegt hingegen die Aufgabe zugrunde, eine wesentlich schnellere Durchwärmung des bereits verdichteten Stranges unter Reduzierung der Länge des Aushärtekanales zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Aushärtekanals eine Preßstation zum taktweisen zentrischen Nachpressen des bereits verdichteten und im Außenbereich schon ausgehärteten Stranges angeordnet ist.

Es ist zwar durch die DE-32 22 113 C2 bekannt, im Rezipienten einer Strangpresse eine radiale Einpressung von durchlaufenden Sicken taktweise in den geformten, aber noch nicht erwärmten Strang vorzunehmen, um die Festigkeit des ausgehärteten Stranges zu steigern und dessen Biege- sowie Scherfestigkeit besser berechnen zu können. Durch diese Maßnahme kann aber eine schnellere Durchwärmung des Stranges bzw. eine Reduzierung der Länge des Aushärtekanals nicht erreicht werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung, die selbständigen Erfindungscharakter besitzt, ist vorgesehen, daß im Bereich des Aushärtekanals eine Dampfzufuhrstation zum taktweisen Einbringen von Dampf, insbesondere Sattdampf oder heißen Gasen, auf den bereits verdichteten und im Außenbereich bereits ausgehärteten Strang angeordnet ist.

Beide selbständigen und vorzugsweise miteinander kombinierbaren Erfindungsmerkmale haben zum Ergebnis, daß die Aushärtezeit und die Aushärtelänge eines Stranges wesentlich reduziert werden können, wenn auf den bereits verdichteten Strang ein zentrischer Druck und vorzugsweise zusätzlich eine Dampfzufuhr aufgebracht werden. Bevorzugt bilden die Preßstation und die Dampfzufuhrstation im Sinne der Erfindung eine bauliche Einheit.

In den Unteransprüchen sind zahlreiche Ausführungsformen und Varianten der Erfindung dargestellt, deren Wirkungsweise sich aus der Zeichnung und der Beschreibung ergibt. Von Bedeutung ist hierbei, daß die Nachpressung des Stranges beim Stillstand des Strangvorschubes erfolgt.

Ebenso geschieht die Dampfzufuhr während des Stillstandes des Stranges.

Im Anschluß an die erfindungsgemäße Preßstation befindet sich vorzugsweise eine konventionelle Nachhärtezone von kurzer Bauart, die zugleich als Bremseinheit zur Einstellung der Strangreibung und der Rohdichte des Stranges eingesetzt werden kann. Diese Bremseinheit verhindert ein unkontrolliertes Expandieren des Stranges in Längsrichtung, das beim Lüften der zentrischen Preßbacken auftritt und zu Rissen im Strang führen kann.

Die Langue der Preßbacken der Preßstation überdeckt einen oder mehrere Preßhübe und entspricht beispielsweise dem doppelten Hub des Strangpreßkolbens. Dadurch wird erreicht, daß eine Überdeckung mehrerer Stoßstellen des Stranges erfolgt, was zur Homogenisierung der Festigkeit des Stranges beiträgt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Steuerung, die es ermöglicht, daß die Preßbacken der Preßstation gelüftet sind, wenn der Strang durch den Strangpreßkolben voranbewegt wird.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise beschrieben. Es zeigen : Figur 1 : eine schematische Seitenansicht einer horizontalen Kolbenstrangpresse mit den verschiedenen Stationen und Figur 2 : einen Querschnitt durch eine Preßstation in vergrößerter Darstellung entlang der Linie II-II in Figur 1.

Im Beispiel der Figur 1 ist das Schema einer normalen Strangpresse (1) gezeigt. Ein Zuführschacht (2) führt das mit Bindemittel vermengte Kleinteilgemisch, insbesondere aus pflanzlichen Kleinteilen, in einen Füll-und Preßraum (3), der in nicht dargestellter Weise durch einen Schließschieber nach oben abgeschlossen werden kann. In der Strangpreßachse ist ein Strangpreßkolben (4) hin-und herbewegbar, der das in den Füll-und Preßraum (3) eingeführte Kleinteilgemenge verdichtet und in einen Aushärtekanal (5) abschiebt, der in herkömmlicher Weise beheizt werden kann.

Im Bereiche dieses ersten Abschnittes eines Aushärtekanals (5) beginnt die Leimreaktion an der Außenfläche des gepreßten Stranges, wohingegen der innere Bereich des Stranges noch im gepressten, aber noch nicht reagierenden Zustand sich befindet.

Im Bereich des Aushärtekanals (5) ist eine Preßstation (6) vorgesehen, welche die Aufgabe hat, den in diesem Bereich befindlichen Strangabschnitt radial zur Strangpreßachse nachzuformen. Zu diesem Zweck ist ein stabiler Rahmen (10) erforderlich, der die Reaktionskraft der

preßdruckerzeugenden Anordnungen aufnimmt.

Das Ziel dieser Nachformung besteht darin, den Strang, obwohl er bereits axial verdichtet ist, in radialer Richtung nachzuformen und gegen Dampfaustritt an den Preßbacken abzudichten. Hierbei wird vorzugsweise ein Verformungsweg in der Größenordnung von 0,5 mm bis 2 mm je Preßbacke angestrebt.

Eine solche Nachverformung hat den Vorteil, daß die Oberflächenqualität des Stranges verbessert und dessen mechanische Festigkeit erhöht wird.

Die Erfindung sieht aber zugleich vor, daß während der Nachverformung oder im Anschluß daran eine intensive Dampfzufuhr auf den Strang erfolgt. Im Beispiel der Figur 1 ist symbolisch mit (7) eine Dampfzufuhrstation dargestellt, mit der Dampf, insbesondere Sattdampf oder heißes Gas, durch Kanäle (14) herangeführt wird, welche den in der Preßstation (6) befindlichen Strangabschnitt umgreifen.

Im Beispiel der Figur 2 ist im vergrößerten Querschnitt dargestellt, wie starre Kanalwände (12) und bewegliche Kanalwände (13) den Strang (16) insgesamt umgreifen. In den Kanalwänden (12,13) befinden sich Kanäle (14) für die Dampfzufuhr, von denen aus radiale Einspritzkanäle (15) in Richtung zum Strang (16) ausgehen. Mit (11) sind Preßkolben bezeichnet, welche die beweglichen Kanalwände (13) gegen die starren Kanalwände (12) verschieben.

In einer Variante dieses Beispieles können auch alle Preßbacken (12,13) beweglich ausgebildet sein.

Die Nachverformung des Stranges (16) in der Preßstation (6) erfolgt, während sich der Strang (16) vorzugsweise in Ruhestellung befindet. Sobald der radiale Preßdruck durch

die Preßkolben (11) aufgebaut ist, werden Dampfventile geöffnet, wodurch in den zwischen den Kanalwänden (12,13) eingeschlossenen Teil des Stranges (16) Dampf einströmt.

Der Dampf kondensiert in der Span-Matrix und bewirkt eine plötzliche Temperaturerhöhung, die die Aushärtereaktion im Strangkern schlagartig in Gang setzt.

Vor Beginn des nächsten Preßhubes des Strangpreßkolbens (4) werden die Preßbacken (12,13) gelüftet, so daß der Strang (16) ohne wesentliche Reibung durch die Preßstation (6) hindurch bewegt werden kann.

Die Erfindung sieht eine Steuerung vor, mit der eine wechselseitige Lüftung und Pressung beweglicher Kanalwände herbeigeführt wird. Wenn nämlich der Strang (16) in der Preßstation (6) der Nachpressung ausgesetzt wird, werden die beweglichen Preßbacken im Bereich des Aushärtekanales (5) gelüftet. Sobald aber der Strangpreßkolben (4) in Preßrichtung voranbewegt wird, erfolgt eine Entlüftung der Preßbacken (12,13) in der Preßstation (6), wohingegen die beweglichen Kanalwände im Aushärtekanal (5) gegen den Strang in einer vorher einstellbaren. Weise angestellt werden. Auf diese Weise werden Risse in der Strangoberfläche während der Aushärtung vermieden.

Bevorzugt sind die Preßstation (6) und die Dampfzuführstation (7) in einer baulichen Einheit (8) zusammengefaßt, wie dies auch aus Figur 2 hervorgeht.

Im Anschluß an die Preßstation (6) befindet sich eine konventionelle Nachhärtezone (9), die auch als Bremseinheit ausgebildet sein kann. Diese Nachhärtezone (9) ist beheizt und weist anstellbare Kanalwände auf, durch welche die Reibung der Kanalwände am Strang (16) eingestellt werden kann. Dadurch ist die Nachhärtezone (9) auch als Bremseinheit verwendbar.

Die Länge der Kanalwände (12,13) gemäß Figur 2 entspricht vorzugsweise dem doppelten Preßhub des Strangpreßkolbens (4), wodurch eine Überdeckung mehrerer Stoßstellen verpresster Strangabschnitte erreicht wird.

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist eine wesentliche Verkürzung der Baulänge vorbekannter Strangpressen und Aushärtevorrichtung möglich. Der in der Dampfzuführstation (7) zugeführte Dampf transportiert einen Großteil der insgesamt zur Aushärtung benötigten Wärmeenergie, insbesondere in der Größenordnung von 70% bis 90%.

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist somit ein neues Verfahren ausführbar, mit dem ein vollstandig in Strangpreßrichtung verdichteter Strang, der aber nur peripher teilausgehärtet ist, unter Druck mit Dampf beaufschlagt wird, der in einer so großen Menge zugeführt wird, daß ein plötzlicher Temperaturanstieg aber den gesamten Strangquerschnitt entsteht. Zugleich wird der Strang im Bereich der Dampfzufuhr nachgeformt und erfährt somit eine radiale Einengung von ca. 0,5 mm bis 2 mm.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht u. a. darin, daß eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit und somit eine höhere Leistung der Strangpresse ermöglicht wird, wobei die Oberflächenqualität des Stranges verbessert und die Festigkeit des Stranges gesteigert wird. Von besonderer Bedeutung ist allerdings, daß eine wesentliche Verkürzung der Baulänge der Strangpresse mit dem Aushärtekanal erreicht werden kann, weil nur noch weniger als die Hälfte der Heizgänge, gemessen am Stand der Technik, benötigt werden.

STÜCKLISTE 1Strangpresse 2 Zuführschacht undPreßraum3Füll- 4Strangpreßkolben 5 Aushärtekanal 6Preßstation 7 Dampfzuführstation 8 bauliche Einheit Nachhärtezone=Bremseinheit9konventionelle 10 Rahmen 11 Preßkolben 12 starre Kanalwand (Preßbacke) 13 bewegliche Kanalwand (Preßbacke) 14 Kanal für die Dampfzufuhr 15 Einspritzkanal 16 Strang




 
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