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Title:
METHOD FOR EXTRUDING SMALL VEGETAL PARTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/007222
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for extruding small vegetal parts, mainly wood parts mixed with binders. During the extrusion (1), the small parts are compressed by a piston (4) from a filling area (3) and through a forming vessel and through a heated curing canal (5). In order to substantially reduce the length of the curing canal (5) as well as the curing time, steam is applied from the outside onto the already compressed and cured rod at the outer area thereof, the surrounding of said rod being adequately sealed. The steam flows through the heated outer layer of the rod and entails a brisk temperature rise inside said rod due to the condensation within the latter. The rapid curing of the binder makes it possible to substantially reduce the length of the curing canal (5) as well as the curing time.

Inventors:
SPIES XAVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/006872
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
July 19, 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; B27N3/08
Foreign References:
EP0376175A21990-07-04
EP0339952A21989-11-02
EP0811471A11997-12-10
US5902442A1999-05-11
EP0562219A11993-09-29
Other References:
See also references of EP 1198331A1
Attorney, Agent or Firm:
Ernicke, Hans-dieter (Schwibbogenplatz 2b Augsburg, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Strangpressen von mit Bindemitteln vermengten pflanzlichen Kleinteilen, insbesondere aus Holz, bei dem das Kleinteilgemenge aus einem Füllraum (3) mittels eines Strangpresskolbens (4) durch einen formgebenden Rezipienten und einen beheizten Aushärtekanal (5) gepresst und mit Dampf beaufschlagt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dampf im Bereich des Aushärtekanals (5) auf den verdichteten und im Außenbereich schon aushärtenden Strang von außen her in der Weise aufgebracht wird, dass der Dampf den verdichteten Außenbereich durchdringt und im Strang kondensiert, was zu einem plötzlichen Temperaturanstieg führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dampfzufuhr taktweise während des momentanen Strangstillstandes beim Strangpressen vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abdichtung der Strangmantelfläche (17) gegen Dampfentweichen durch radial verdichtende Verformung eines Strangabschnittes im Bereich der Dampfzufuhr erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abdichtung der Strangmantelfläche (17) gegen Dampfentweichen durch Abdichtelemente erfolgt, die in Strangrichtung beidseits der Dampfzufuhrstellen (7) gegen die Mantelfläche des Stranges dichtend angedrückt werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Bereich des beheizten Aushärtekanals (5) einer Strangpresse (1) eine auf den peripher schon. aushärtenden Strang rundum radial einwirkende Nachpressanordnung mit einer integrierten Dampfzufuhranordnung vorgesehen ist, dergestalt, dass die radiale Formänderung des Stranges ein Abdichtmittel gegen Entweichen des auf den Strangmantel gerichteten Dampfstoßes ist.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Bereich des beheizten Aushärtekanals (5) einer Strangpresse (1) eine auf den peripher schon aushärtenden Strang rundum radial einwirkende Dampfzuführanordnung im Rahmen einer den Strang umschließenden mehrteiligen Form vorgesehen ist, dergestalt, dass in Strangrichtung beidseits neben den Dampfzufuhrstellen Dichtungselemente (19) vorgesehen sind, die auf den Mantel des Stranges einwirken und ein Entweichen des Dampfes längs des Strangmantels erschweren bzw. verhindern.
Description:
BESCHREIBUNG Verfahren zum Strangpressen von pflanzlichen Kleinteilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Strangpressen von mit Bindemitteln vermengten Kleinteilen, insbesondere aus Holz, bei dem das Kleinteilgemenge aus einem Füllraum mittels eines Strangpresskolbens durch einen formgebenden Rezipienten und einen beheizten Aushärtekanal gepresst und mit Dampf beaufschlagt wird, sowie auf Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren.

Bei Strangpressen besteht das grundsätzliche Bestreben, 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. Dieses vorbekannte Verfahren geht jedoch davon aus, dass die zu verpressenden Späne und Kleinteile nur eine wesentlich geringere Feuchtigkeit als üblich besitzen dürfen, um das Wasser oder den Wasserdampf direkt aufnehmen zu können.

Mit diesem bekannten Verfahren ist jedoch weder eine vollständige Durchwärmung des Stranges, noch eine Verkürzung der Abbindezeit beabsichtigt.

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 zu Grunde, durch eine Dampfzufuhr besonderer Art eine wesentlich schnellere Durchwärmung des Stranges und damit eine bedeutend höhere Produktionsgeschwindigkeit der Strangpresse zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, wonach der Dampf im Bereich des Aushärtekanals auf den verdichteten und im Außenbereich schon aushärtenden Strang von außen her in der Weise aufgebracht wird, dass der Dampf den verdichteten Außenbereich durchdringt und im Zentrum des Stranges kondensiert, was zu einem plötzlichen Temperaturanstieg führt.

Für die Fachwelt erschien es abwegig, auf die Mantelfläche des bereits voll verdichteten Stranges Dampf mit dem Ziel der Durchwärmung des Stranges zu richten, weil man des Glaubens war, dass das verdichtete Material des Stranges das Ein-und Durchdringen des Dampfes verhindern würde.

Deshalb wird beim Stand der Technik der Dampf in der Regel nur auf den vorverdichteten, aber noch nicht der Aushärtung zugeführten Strang aufgebracht.

Es ist daher sehr überraschend, dass es durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt, die Aushärtezeit und die Aushärtelänge des Stranges wesentlich zu verkürzen.

Hierbei kommt es darauf an, die gegen die Mantelfläche gerichteten Dampfströme vor dem Entweichen längs der Mantelfläche zu bewahren und ein gezieltes vollständiges

Eindringen des Dampfes in den Strang zu erreichen.

Hierzu offenbart die Erfindung verschiedene Möglichkeiten der Abdichtung zwischen der Strangmantelfläche und den Backen, welche den Strang umgreifen und durch die der Dampf zugeführt wird.

Man kann beispielsweise den Strang mit den Backen radial verdichten und schafft durch die so entstehende Formänderung des Stranges eine natürliche Sperre gegen unerwünschtes Entweichen des Dampfes. Diese Maßnahme setzt voraus, dass die radiale Verdichtung des Stranges dann erfolgt, wenn der Strang beim Rückhub des Strangpresskolbens sich im Stillstand befindet. Es ist ferner darauf zu achten, das der Strang im fertigen ausgehärteten Zustand eine gleichmäßige Mantelfläche trotz des erfindungsgemäßen Nachpressens behält.

Eine andere erfindungsgemäße Möglichkeit der Abdichtung ist durch die Anordnung spezieller Abdichtelemente in den gegen die Strangmantelfläche gerichteten Flächen der Backen gegeben, durch welche der Dampf aufgebracht wird.

Der Ort dieser Abdichtelemente befindet sich in Strangrichtung mindestens beidseits der Dampfzufuhrstellen, was nicht ausschließt, dass die einzelne Dampfzufuhrstelle auch ringsum abgedichtet wird.

Anderweitige Abdichtungen werden durch die Erfindung keineswegs ausgeschlossen.

Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, mit der erfindungsgemäßen Zufuhr des Dampfes einen Großteil, z. B. bis über 90% der zur Aushärtung des Stranges benötigten Wärmezufuhr zu bestreiten. Der Dampf führt zu einer schnelleren Reaktionsgeschwindigkeit und damit zu einer wesentlichen Leistungssteigerung der Strangpresse.

Auch werden die Qualität der Strangoberfläche sowie die Festigkeit des Stranges durch das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich verbessert.

Eine nach der Erfindung gestaltete Strangpresse weist gegenüber vorbekannten Strangpressen nur noch weniger als die Hälfte der sonst benötigten Heizgänge auf.

In den Unteransprüchen sind 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 vorzugsweise beim Stillstand des Strangvorschubes erfolgt.

Ebenso geschieht die Dampfzufuhr vorzugsweise während des Stillstandes des Stranges.

Im Anschluss an die erfindungsgemäße Pressstation befindet sich eine Bremseinheit zur Einstellung der Strangreibung und der Rohdichte des Stranges, die zugleich als Nachhärtezone dient. 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 Länge 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 sicherstellt, dass das gesamte Strangvolumen gleichmäßig durchwärmt wird.

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, Figur 2 : einen Querschnitt durch eine Pressstation in vergrößerter Darstellung entlang der Linie II-II in Figur 1 und Figur 3 : einen Querschnitt durch eine Variante der Anordnung nach Figur 2.

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

Das radiale Verdichten des Stranges mit der damit verbundenen Formänderung wirkt wie eine Dampfsperre, die das radiale Eindringen des Dampfes in den Strang konzentriert begünstigt, aber das seitliche Entweichen des Dampfes längs der Strangmantelfläche verhindert.

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

Die Erfindung sieht 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) angepresst. Sobald aber der Strangpresskolben (4) in Pressrichtung voranbewegt wird, erfolgt eine Entlüftung der Pressbacken (12,13) in der Pressstation (6). Der Druck auf die beweglichen Kanalwände im Aushärtekanal wird reduziert, um die Rohdichte des erzeugten Stranges einzustellen.

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 Bremseinheit (9). Diese ist beheizt und weist anstellbare Kanalwände auf, durch welche die Reibung der Kanalwände am Strang (16) eingestellt werden kann. Dadurch wirkt die Bremseinheit (9) als Nachhärtezone.

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 Leistungssteigerung vorbekannter Strangpressen und ihrer Aushärtevorrichtungen möglich. Der in der Dampfzuführstation (7) zugeführte Dampf transportiert einen Großteil der insgesamt zur Aushärtung benötigten Wärmeenergie, insbesondere in der Größenordnung bis über 90E.

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist somit ein neues Verfahren ausführbar, mit dem ein vollständig 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 über 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. Daraus resultiert auch eine wesentliche Verkürzung der Baulänge der Strangpresse mit dem Aushärtekanal, weil nur noch weniger als die Hälfte der Heizgänge, gemessen am Stand der

Technik, benötigt wird.

Im Beispiel der Figur 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem von der radialen Verformung des peripher schon ausgehärteten Stranges (16) als Mittel zur Abdichtung der Strangmantelfläche (17) gegenüber den zugekehrten Innenflächen (18) der Backen (12,13) abgesehen wird. Statt dessen sind die Innenflächen (18) der Backen (12,13) mit Dichtungselementen (19) versehen, die von den Einspritzkanälen (15) distanziert angeordnet sind.

Wie die Figur 3 im Querschnitt zeigt, erstrecken sich die Dichtungselemente (19) beidseits der Einspritzkanäle (15) parallel zur Strangpressrichtung und verhindern somit ein Entweichen des Dampfes quer zur Strangpressachse.

Man kann die Dichtungselemente aber auch an den Stirnseiten der Backen (12,13) etwa ringförmig anordnen, um das Entweichen des Dampfes in Strangpressrichtung oder dazu umgekehrt zu vermeiden.

Als Dichtungselemente (19) eignen sich Streifen aus Kunststoff, Gummi, Schaumstoff oder dergleichen, die mit den Backen (12,13) fest verbunden sind und ggf. in passenden Vertiefungen (20) der Backen-Innenflächen (18) verankert sein können.

Grundsätzlich sind für dieses Ausführungsbeispiel alle Erkenntnisse des Standes der Technik einsetzbar, die sich mit der Abdichtung aneinanderliegender Flächen befassen.

Deshalb sind in Figur 3 einige Möglichkeiten der Formgebung für die Dichtungselemente (19) symbolisch dargestellt, wozu allerdings zu vermerken ist, dass dem Fachmann freigelassen ist, welche der dargestellten Formen zur Verwendung kommen sollen.

STÜCKLISTE 1 Strangpresse 2 Zuführschacht 3 Füll-und Pressraum 4 Strangpresskolben 5 Aushärtekanal 6 Pressstation 7 Dampfzuführstation 8 bauliche Einheit <BR> <BR> 9 konventionelle Nachhärtezone = Bremseinheit<BR> 10 Rahmen 11 Presskolben 12 starre Kanalwand (Pressbacke) 13 bewegliche Kanalwand (Pressbacke) 14 Kanal für die Dampfzufuhr 15 Einspritzkanal 16 Strang 17 Strangmantelfläche 18 Innenflächen 19 Dichtungselement 20 Vertiefungen