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Dokumentenidentifikation DE4440997A1 23.05.1996
Titel Verfahren und Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten
Anmelder Maschinenfabrik J. Dieffenbacher GmbH & Co, 75031 Eppingen, DE
Erfinder Bielfeldt, Friedrich B., 82396 Pähl, DE
Vertreter Hartdegen, A., 82205 Gilching
DE-Anmeldedatum 17.11.1994
DE-Aktenzeichen 4440997
Offenlegungstag 23.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.05.1996
IPC-Hauptklasse B27N 3/06
IPC-Nebenklasse B27N 3/18   B27N 3/24   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten, vornehmlich jedoch für die Herstellung von Span-/Faserplatten, bei dem sich aus einer Ausgangsmischung von Spänen und/oder Fasern aus einer Streustation auf einem sich kontinuierlich bewegendem Streuband eine mit Bindemittel versetzte Preßgutmatte bildet, diese Preßgutmatte nach Vorverdichtung und Dampfstoßvorwärmung zwischen Streustation und dem Hauptpreßbereich unter Anwendung von Druck und Wärme im Hauptpreßbereich in die Endform gebracht und ausgehärtet wird. Die Erfindung besteht darin, daß die Feuchte der Ausgangsmischung zur Bildung der Preßgutmatte in etwa gleich ist der Feuchte der Preßgutmatte am Eingang in den Hauptpreßbereich, wobei die der Preßgutmatte dazwischen durch Dampfstoßvorwärmung eingebrachte erhöhte Feuchte anschließend wieder entzogen wird und daß die Anlage als eine Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung (2) aufgebaut ist, die in kontinuierlicher Arbeitsweise von je einem oberen und unteren dampfdurchlässigen Siebband (10 und 11) umschlossen ist und dabei ein geschlossenes System mit fünf Prozeßabschnitte aufweist, die aus Vorverdichtungspresse (5), Dampfstoßeinrichtung (6), Vakuum-Dampfabsaugeinrichtung (7), Heißluft-Trocknungseinrichtung (8) und Nachverdichtungspresse (9) besteht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Die Erfindung betrifft weiter eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein solches Verfahren ist bekannt aus der DE-OS 36 40 682. Danach soll der Ausstoß von fertigen Platten, insbesondere bei der Herstellung von Span- oder Faserplatten mit einer kontinuierlich arbeitenden Presse erhöht oder die kontinuierlich arbeitende Presse in ihrer Länge verkürzt werden. Dafür wird nach einer Vorpressung die Preßgutmatte mit überhitztem Dampf vorgewärmt. Als Nachteil hat sich dabei herausgestellt, daß die Fertigplatten nach dem Verlassen der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse noch störende Dampfeinschlüsse aufweisen, die nur durch teure und komplizierte Entdampfungsmaßnahmen innerhalb der Preßstrecke der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse zu verhindern sind.

Gemäß der DE-OS 20 58 820 ist die Anwendung von heißen Gasen, vornehmlich hochgespanntem Dampf, in kontinuierlich arbeitenden Pressen bekannt geworden. Der überhitzte Dampf wird durch gasdurchlässige Bänder (gewebte Metallbänder, bzw. siebmäßig durchbohrte Stahlbänder) dem Preßgut zugeführt. Die Abstützung dieser gasdurchlässigen Stahlbänder erfolgt mittels rollender Stützkörper, die sich wiederum gegen eine Abrollfläche abstützen. Grundsätzlich erfolgt die Heißgaszuführung innerhalb der Hauptpresse, wobei die Gaszuführung entlang der Preßstrecke in Menge und Temperatur innerhalb der Härte- und Kalibrierzone, das heißt, im Hochverdichtungsbereich der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse erfolgt. Der Nachteil dieser Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens liegt darin, daß der überhitzte Dampf durch die rollenden Stützkörper eine relativ lange Dampfentspannungszone unkontrolliert durchströmt, und somit unterschiedlich stark abkühlt. Zum zweiten ergibt sich durch die gasdurchlässige Stahlbandstruktur auf den Oberflächen der hergestellten Span- oder Faserplatten eine markierte Oberflächenstruktur, die nachträglich abgeschliffen werden muß, wobei durch Materialverluste zusätzliche Produktionskosten entstehen.

Eine verbesserte Ausführung des vorgenannten Verfahrens stellt das Schutzrecht EP-PS 0 383 572 dar, weil hier die gasdurchlässigen Stahlbänder (Metallgewebebänder) direkt über die quer zur Transportrichtung angeordneten Bedampfungsdüsen gleiten und somit eine kontrollierte Entspannung des Dampfes durch kurze Strömungswege über die Preßstrecke mit gezielt abgestuften Drücken entsprechend dem Vorverdichtungsgrad der Preßgutmatte möglich ist. Allerdings hat die Praxis bei dieser Vorrichtung gezeigt, daß bei den wirkenden Dampfdrücken (1,5 bar bis 5 oder 6 bar höher gespannten Dampf) der Verschleiß auf den Gleitstützflächen für die Metallgewebebänder so groß ist, daß eine praktische Anwendung aufgrund dessen bislang gescheitert ist. Eine weitere Erhöhung des Druckes für die Verdichtung des Preßgutes war aus diesem Grunde nicht möglich, obwohl die Preßdrücke entsprechend diesem Dampfdruck für den Gebrauchswert der hergestellten Platten völlig ungenügend war. Weiterhin war die Oberflächenstruktur der hergestellten Faserplatten durch die Metallgewebebänder ebenso nachteilig, wie zu DE-OS 20 58 820 beschrieben, so daß auch hier ein Nachschleifen mit den entsprechenden wirtschaftlichen Nachteilen notwendig war.

Eine weitere Ausführung der Preßgutmatten-Vorwärmung mit Dampfstoß stellt die in der DE-PS 39 14 106 veröffentlichte Vorrichtung dar mit dem Vorteil, daß zumindest in der Hauptpresse nicht perforierte,glatte Stahlbänder zum Einsatz kommen, so daß an den fertiggepreßten Platten keine Oberflächenmarkierungen auftreten. Neu aus dieser Patentschrift ist die Bemessungsregel über die Restfeuchte der Preßgutmatte nach dem Verlassen der Bedampfungsstrecke vor Einlauf in den Preßspalt der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse. Diese Restfeuchte gleich Regelfeuchte von vorzugsweise 12 Gewichtsprozent wird aus einer Preßgutmatte eingestellt, deren Ausgangsfeuchte kleiner ist als diese benannte Regelfeuchte, weil mit der Dampfzuführung der Wassergehalt der Preßgutmatte wieder angehoben wird, wobei die Preßgutmatte um circa 50° Celsius, das heißt auf max. 80° C, in der Temperatur angehoben werden soll. Als Nachteil hat sich herausgestellt, daß der mit der Dampfzuführung erhöhte Wassergehalt der Preßgutmatte wieder entzogen werden muß, das heißt entgegen dem als Aufgabe genannten Ziel wird ein nicht unerheblicher Teil der Preßstrecke der Hauptpresse wieder zum Entdampfen der eingebrachten Feuchte benötigt, weil die fertiggepreßte Platte die kontinuierlich arbeitende Hauptpresse nach bisheriger technologischer Anwendungspraxis mit einer Restfeuchte von circa sechs Gewichtsprozent verlassen soll. Aufgrund der erhöhten Pressgutmattentemperatur bis zu 80° Celsius wird die Regelfeuchte von im Mittel 12 Gewichtsprozent als "Mittel der Wärmeleitung" nicht mehr in voller Menge benötigt. Durch die hohe Eingangstemperatur von circa 80° Celsius und die hohe Regelfeuchte von circa 12,5 Gewichtsprozent wird die Preßgutmatte außerdem so hochplastisch, wodurch eine höhere Verdichtung in den Deckschichtbereichen der Platten nur begrenzt möglich ist. Dieser Nachteil trifft in gleicher Weise auch für die bereits oben genannten Schutzrechte bzw. auf die vorab beschriebenen Verfahren zu. Durch die ungenügende Verdichtung der Deckschichtbereiche ist auch der Gebrauchswert der so hergestellten Platten erheblich beeinträchtigt. Das heißt, die Platten verfügen nicht nur über eine geringere Biegefestigkeit sondern auch über eine ungenügende Oberflächenhärte und lassen sich dadurch wesentlich schlechter lackieren und/oder laminieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der im Oberbegriff angegebenen Art so weiterzuentwickeln, daß ein Vorwärmen und Vorverdichten der Preßgutmatte ermöglicht wird, ohne daß zusätzliche Entdampfungsmaßnahmen innerhalb des Hauptpreßbereiches erforderlich sind, wobei die Vorwärmtemperatur kürzere Abbinde- und Vernetzungszeiten innerhalb der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse bewirken soll und dadurch zu einer merklichen Produktionssteigerung mit kürzeren Preßzeiten führt sowie um eine höhere Verdichtung der Deckschichtbereiche gegenüber dem mittleren Kernbereich in der fertiggepreßten Platte zu erreichen. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, die besonders zur Durchführung des entwickelten Verfahrens geeignet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist für das Verfahren im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Für ein zweites Ausführungsbeispiel geht die Lösung aus dem Anspruch 3 hervor, während die Lösung für die Anlage aus den Ansprüchen 11 und 12 hervorgeht.

Als Vorteil ist weiter anzuführen, daß die Preßgutmatte bis zum Eintritt in den Hauptpreßbereich, das heißt bis zum Eintritt in den Einlaufspalt der kontinuierlich arbeitenden Presse, während der Vorwärmung auf eine Temperatur nur wenig unterhalb der Anpolymerisation des Bindemittels und das Feuchteniveau unterhalb der Regelfeuchte eingeregelt wird, wobei die Anpolymerisationstemperatur je nach Reaktionszeit des Bindemittels in der Regel zwischen 60° Celsius bis 100° Celsius Dampfpunkt liegt.

Als Lehre des erfindungsgemäßen Verfahrens steht dabei im Vordergrund, daß die Preßgutmatte nur auf ein unterhalb der Regelfeuchte liegendes Feuchteniveau eingestellt werden muß, um in der Hauptpresse den restlichen Wärmetransfer von der Vorwärmtemperatur bis zum 100° Celsius Dampfpunkt des Bindemittels eine ausreichende Aushärtung der Preßgutmatte zu erreichen, wobei das Ausdampfen von Wasser auf ein Mindestmaß der Preßstrecke herabgesetzt ist. Dieser Lehre liegt die technologisch neue Erkenntnis zugrunde, daß bei einer erreichten Temperatur der Preßgutmatte von 70° bis 90° Celsius, vorzugsweise 80° Celsius, beim Eintritt in den Preßspalt der Hauptpreßzone ein Feuchteniveau von 5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7,5 Gewichtsprozent, ausreicht, um eine vollständige Aushärtung in der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse zu erreichen ohne eine nennenswerte Entdampfungsstecke darin vorsehen zu müssen. Als Ergebnis der Erfindung kann die Preßstrecke der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse kürzer gebaut sein, da keine überschüssige Feuchte ausgedampft werden muß, was eine Kostenminderung zur Folge hat. Auch läßt sich eine solche Presse in kleineren Produktionshallen installieren.

Als neue technologische Erkenntnis aus der Erfindung ist somit festzuschreiben, daß bei einer Vorwärmtemperatur von circa 80° Celsius die bisher übliche Regelfeuchte von 10 bis 15 Gewichtsprozent nicht mehr benötigt wird. Die aus der konventionellen kontinuierlichen Pressentechnologie abgeleitete Regelfeuchte zwischen 10 und 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 12 Gewichtsprozent im Mittel, ergibt sich nämlich aus der Notwendigkeit, daß die Anwesenheit der Zellfeuchte des wasserhaltigen Binders zum Wärmetransfer von den Außenschichten bis zur Mitte der Preßgutmatte benötigt wird. Da die Anspringtemperatur zum Aushärten und Vernetzen der Platte in der Regel bei 100° Celsius liegt, wird bei einer erreichten Vorwärmtemperatur von 70° bis 90° Celsius in der Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung innerhalb der Hauptpreßstrecke die 100° Celsius Grenze wesentlich früher in der Mitte der Preßgutplatte erreicht. Das heißt, die bisherig geltende Lehre bei circa 80° Celsius Vorwärmtemperatur mit einer Regelfeuchte von circa 12 Gewichtsprozent zu arbeiten, ist technologisch nach der Erkenntnis aus dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht sinnvoll bzw. nicht mehr nötig.

Die Ausgangsmischung der Preßgutmatte nach der Streuung wird nach einer bevorzugten Ausführungsform auf eine Feuchtigkeit von etwa 7,5 Gewichtsprozent durch das im Bindemittel enthaltene Wasser eingestellt.

Für die gleichmäßige und beschleunigte Durchwärmung und Durchfeuchtung der Preßgutmatte gemäß der Erfindung ist ausschlaggebend, daß die Preßgutmatte folgende Verfahrensschritte mit Maßnahmen in einer Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung durchläuft:

  • - Vorverdichtungszone ausgehend von 100% Schütthöhe auf eine Stärke zwischen 95% bis 60%, ausgehend von der Umgebungstemperatur und einer Feuchte von 7,5 Gewichtsprozent,
  • - Dampfstoßzone bei gleichbleibendem Verdichtungsgrad der Preßgutmatte mit ausreichender Permeabilität, das heißt einem Durchflutungsfreiheitsgrad der Späne/ Fasern zur gleichmäßigen Dampfdurchströmung zur Anhebung der Preßgutmattentemperatur auf circa 60° Celsius bis 95° Celsius, vorzugsweise 65° Celsius, und einer Erhöhung der Feuchtigkeit auf beispielsweise 12,5 Gewichtsprozent,
  • - Vakuum-Dampfabsaugzone zur Evakuierung der Naßdampfreste auf eine Feuchte von beispielsweise circa 10 Gewichtsprozent, wobei die Preßgutmatte auf circa 75% bis 95% der Schütthöhe entspannt wird,
  • - Trocknungszone mit Heißluft-Einbringung und gleichzeitiger Wärmeenergiezuführung auf eine Temperatur, das heißt auf ein Niveau das in Relation zur Polymerisationstemperatur und Reaktionszeit des Bindemittels liegt und eine Herabsetzung der Feuchtigkeit auf beispielsweise circa 7,5 Gewichtsprozent bei gleichbleibendem Verdichtungsgrad bzw. gleicher Schütthöhe und
  • - Nachverdichtungszone mit einer Verdichtung auf circa 35%, der Schütthöhenstärke bzw. dem sonst üblichen Vorverdichtungsgrad und gleichbleibender Temperatur von 80° Celsius und einer Feuchtigkeit von beispielsweise circa 7,5 Gewichtsprozent.


Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel entfällt die Trocknungszone mit Heißluft und das Feuchteniveau wird bereits in der Vakuum-Dampfabsaugzone auf 7,5 Gewichtsprozent eingeregelt.

Dabei wird nach einer bevorzugten Ausführungsform die Ein- und Ausgangsfeuchte der Preßgutmatte so geregelt, daß sie nach Durchlauf der fünf Prozeßzonen der Vorpresse mit Vorwärm- und Feuchtekonditionierungseinrichtung in etwa gleiches Niveau haben. Nach dem zweiten Beispiel der Erfindung entfällt die vierte Stufe d) nach Anspruch 1, so daß die Aufheizung in Relation auf die Polymerisationstemperatur und Reaktionszeit des Bindemittels bereits in der Dampfstoßzone erfolgt.

Die bisher übliche Regelfeuchte für die Deckschichten der Preßgutmatte beim Eintritt in die kontinuierlich arbeitende Hauptpresse liegt bei 10 bis 15 Gewichtsprozent. Es stellte sich nun heraus, daß für das Verfahren gemäß der Erfindung die Feuchtigkeit der Deckschichten um circa 2,5 bis 6 Gewichtsprozent untersteuert ausreicht um eine optimale Deckschichtverdichtung zu gewährleisten. Im Rahmen der Erfindung kann mit verschiedenen Varianten in bezug auf Verdichtungsdruck, Temperatur und Feuchteeinstellung innerhalb der fünf bzw. vier Verfahrenszonen der Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung gearbeitet werden.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird insbesondere erreicht, daß mit der Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung die Preßgutmatte von der Umgebungstemperatur gleich oder größer 20° Celsius auf ein Temperaturniveau von 70° Celsius bis 90° Celsius vorzugsweise 80°C - auf jeden Fall wenig unterhalb des Anpolymerisationspunktes des Bindemittels - anzuheben mit einer eingestellten Feuchtigkeit von 5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7,5 Gewichtsprozent, mit dem Vorteil einer höheren Verdichtung des Deckschichtbereiches gegenüber dem mittleren Kernbereich der Platte im Rohdichteverhältnis von circa 1 : 0,5 bis 1 : 0,66 und entsprechend der Differenz zwischen der maximal erreichbaren Vorwärmtemperatur in der Vorpresse und dem 100° Celsius Dampfpunkt in der Hauptpresse die benötigte Wärmetransferfeuchte so niedrig wie möglich eingeregelt wird, damit die Entdampfungsstrecken entlang der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse so kurz wie möglich bei circa 6% Restfeuchte der fertigen Platte gehalten werden kann.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einer über dem dampfdurchlässigen Streuband angeordneten Streustation zur Bildung der Preßgutmatte, einer Vorverdichtungspresse der eine Dampfstoßeinrichtung als Vorwärmeinrichtung nachgeordnet ist und einer beheizbaren kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als eine Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung aufgebaut ist, die in kontinuierlicher Arbeitsweise von einem oberen und unteren dampfdurchlässigen Siebband, vorzugsweise Gewebeband, umschlossen und dabei ein geschlossenes System bildet, wobei dieses System fünf Prozeßabschnitte aufweist die aus Vorverdichtungspresse, Dampfstoßeinrichtung, Vakuum-Dampfabsaugeinrichtung, Heißluft-Trocknungseinrichtung und Nachverdichtungspresse besteht.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematische Darstellung die Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen Ausschnitt C aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt a-a aus Fig. 2.

In den Figuren ist der konzeptionelle Aufbau der Anlage für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt mit Streustation 1, der kontinuierlich arbeitenden Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung 2, und der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse 3. Die Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 nach Fig. 1 ist als ein für sich geschlossenes modulares Aggregat aufgebaut und zwischen der Streustation 1 und der ebenfalls kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse 3 reversierbar, siehe Reversierpfeil 40, angeordnet. Gegenüber der als Fixpunkt dienenden Fixrolle 22 ist das ganze Aggregat, bei einem Störfall oder bei der Wartung, zur Streustation 1 bewegbar und das noch in der Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung 2 vorhandene Preßgut wird in einen Abwurfbunker 28 geleitet. Zum Erkennen und Reagieren auf Metallteile in der Preßgutmatte 4 sind Metalldetektoren 41 vorgesehen. Das modulare Aggregat der Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung 2 umfaßt am Anfang die Vorverdichtungspresse 5, die Dampfstoßeinrichtung 6, die Vakuum-Dampfabsaugeinrichtung 7, die Trocknungseinrichtung 8 und die Nachverdichtungspresse 9, die oberhalb und unterhalb der in derselben Reihenfolge durchlaufenden Preßgutmatte 4 jeweils von den umlaufenden Siebbändern 10 und 11 umschlossen sind. Die endlosen Siebbänder 10 und 11 werden dabei von den Antriebstrommeln 23 angetrieben und am Eingang von den Umlenktrommeln 24 über Stützrollen 25 und Spannrollen 26 zurückgeführt. Im Gegensatz zu den übrigen Einrichtungen 5, 6, 7 und 8 können für die Nachverdichtungspresse 9 zusätzliche Preßbänder 18 und 19, die von Umlenkrollen 27 umgelenkt sind, eingestellt werden. Die Preßgutmatte 4 wird dabei vom Eingang (Umlenktrommeln 24) bis zum Ausgang (Antriebstrommeln 23) von stationären Druckrollen 12 abgestützt, wobei sie jedoch im oberen Pressenholm (nicht dargestellt) höhenverstellbar angeordnet sind, wie auch der Preßwinkel der einzelnen Aggregate 5, 6, 7, 8 und 9 einstellbar ist. Die Richtungspfeile 14, 15, 16 und 17 zeigen die Richtung des Heißdampfes in der Dampfstoßzone II, des Abdampfstromes in der Vakuum-Dampfabsaugzone III und der Heißluftströme in der Trocknungszone IV. Über den Transportweg erkennt man den zeitlichen Verfahrensablauf hinsichtlich Verdichtung s der Feuchteregelung f und Anhebung des Temperaturniveaus t der Preßgutmatte 4. Das Verfahren basiert auf einer Hybrid-Technologie für einen kombinierten Verfahrensablauf zwischen Dampfstoß und Heißlufttrocknung bei stetiger Anhebung des Temperaturniveaus t, im Niederdruckbereich zwischen 0 und 3 bar atmosphärischen Überdrucks, um dieses kontinuierlich arbeitende Vorpressensystem hinsichtlich der Heißgaszuführung und Abdichtung der rechteckig vorgeformten Preßgutmatte 4 mit einfachen konstruktiven Mitteln konzeptionell bei hoher Verfügbarkeit und Lebensdauer beherrschen zu können. Die Preßgutmatte 4 wird von einer Streuhöhe s von 100% in der Vorverdichtungspresse 5 auf circa 95% bis 60% der Schütthöhe verdichtet der Dampfstoßzone II zugeführt. In der Dampfstoßzone II wird Dampf der Preßgutmatte 4 flächig über die Preßflächenseiten von oben und unten durch quer in Transportrichtung angeordnete Dampfschwitze zugeführt oder noch zusätzlich über die seitlichen Randseiten mit entsprechenden seitlichen Durchtrittsöffnungen 37 in den Teleskopverkleidungen 29 der beiden Seitenrändern zugeführt. Über die Preßflächenseiten, oben und unten, ist die Preßgutmatte 4 in der Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung 2 zwischen den gasdurchlässigen, vorzugsweise gewebten Kunststoffbändern, oberen und unteren Siebbändern 10 und 11 eingespannt. Beidseitig von den quer zur Transportrichtung angeordneten Düsenschlitzen in den Kästen 13 werden die Siebbänder 10 und 11 oben und unten durch feststehende Druckrollen 12 exakt geführt. Zur besseren und schonenderen Abstützung der Siebbänder 10 und 11 zwischen den Druckrollen 12 und zur besseren Einbringung des Dampfes sowie der Heißluft in die Preßgutmatte 4 sind, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht über die gesamte Breite der Preßgutmatte 4 in den Kästen 13 ein oder mehrere Messerkanten-Rollleisten 35 befestigt. Die in den Messerkanten-Rolleisten 35 eingelagerten Rollen 39 bewirken dabei fast ebene Preßflächen zwischen den Preßstrecken 34 der Druckrollen 12. Außerhalb der als Seitenrandabdichtung wirkenden Teleskopverkleidungen 29 sind die perforierten Siebbänder 10 und 11 durch eine nach außen verlängerte Stützrollenkonstruktion 30 parallel geführt eingespannt. Die seitliche Teleskopverkleidung 29 besteht aus zwei Winkelblechen 31 und 32, die mittels eines federelastischen Andrücksystems 33 leicht gegen das obere und untere Siebband 10 und 11 gedrückt wird. Zur Schonung der Siebbänder 10 und 11 sind in den waagrechten Teilen der Winkelbleche 31 und 32, als Stützrollenkonstruktion 30, vorzugsweise ebenfalls Messerkanten-Rolleisten vorgesehen. Gegenüber den Preßstrecken 34 sind in den Winkelblechen 31 und 32 Teflonstreifen 38 angebracht. Als Anpassung an verschiedene Preßgutmattenbreiten können die zwei seitlichen Teleskopverkleidungen 29 mittels Stellglieder, als Doppelpfeil 36 dargestellt, waagrecht verstellt werden. Die Anpassung an verschiedene Preßgutstärken erfolgt durch vertikale Verschiebung der Winkelbleche 31 und 32 gegeneinander mittels eines federelastischen Andrücksystems 33. Die drei Messerkanten-Rolleisten 35 sind in den Seitenwänden 42 und 43 der Kästen 13 durch Querstreben befestigt. Während die fluchtend dazu angeordneten kurzen Messerkanten-Rolleisten 30 an den Längsrändern die Siebbänder 10 und 11 einspannen, sind sie in Aussparungen der Winkelbleche 31 und 32 fixiert. Diese Befestigungen können durch bekannte Verfahren zum Beispiel durch Schweißen vorgenommen werden. Die Kästen 13 als Druck- und Saugkästen für die Zu- und Abführung des Heißdampfes und der Heißluft dienend, sind im oberen und unteren Pressenholm (nicht dargestellt) verankert. Die Kästen 13 haben den gleichen konstruktiven Aufbau sowohl in der Dampfstoßeinrichtung 6, der Vakuum- und Dampfabsaugeinrichtung 7 und der Trocknungseinrichtung 8. Zwischen den einzelnen transversalen Druck- und Saugkästen 13 mit der seitlichen rollenden Einspannung der Gewebebänder 10 und 11 befinden sich entlang der Strecke im Bereich der größeren Druckwalzen 12 der kontinuierlich arbeitenden Vorverdichtungspresse 5 Kapillarabdichtungen, die durch gleitfreudige Kunststoffbeläge zum Beispiel aufgeklebten Teflonstreifen 38 gebildet werden. Durch die Durchleitung des Dampfes in der leicht vorverdichteten Preßgutmatte 4 erfolgt gleichzeitig zum Teil eine Entspannung, so daß ein Teil des Dampfes an den Randschichten der Späne/Fasern kondensiert. Dadurch wird die Temperatur t von der einlaufenden Preßgutmatte 4 in der Dampfstoßzone II von circa 20° Celsius bei entsprechender Dampfmenge, die auf den Leistungsdurchsatz der Preßgutmattenmenge abgestimmt sein muß, auf circa 60° Celsius bis 95° Celsius angehoben, wobei durch den Kondensationsprozeß der Feuchtegehalt f um circa 5 Gewichtsprozent auf 12,5% zum Ende der Dampfstoßzone II angehoben wird. In der anschließenden Vakuum-Dampfabsaugzone III wird der zwischen den Fasern noch eingeschlossene restliche Naßdampf abgesaugt, die Temperatur auf circa 50° Celsius und die Feuchte auf circa 10% bzw. auf circa 7,5 Gewichtsprozent abgesenkt, um partielle Feuchteansammlungen, insbesondere im Deckschichtbereich, zu verhindern, kann bzw. wird dabei die verdichtete Preßgutmatte 4 wieder bis auf beispielsweise circa 75% der Schütthöhe entspannt. Der Verdichtungs- bzw. Entspannungsgrad in den Zonen I, II und III wird nach dem jeweiligen späne- und/oder faserbedingten Durchflutungsfreiheitsgrad für die Heißgase in den Zonen II, III und IV eingesteuert. Durch diesen Prozeß vermindert sich die Feuchte f auf beispielsweise 10 Gewichtsprozent. Die abgesaugte Naßdampfmenge wird in geschlossenem Kreislauf dem Dampferzeugungsapparat wieder zugeführt. In der Trocknungszone IV wird in geschlossenem Heißluftkreislauf Heißluft mit einem Temperaturniveau t zwischen 60° Celsius und 95° Celsius der Preßgutmatte 4 zugeführt, wobei die zugeführte Heißluft in der Feuchte so gesteuert wird, daß die Ausgangsfeuchte der Preßgutmatte 4 am Ende der Heißluftrocknungszone IV in etwa der Eingangsfeuchte der Preßgutmatte 4 vor Einlauf in die kontinuierlich arbeitende Vorverdichtungspresse 5 entspricht, das heißt etwa 7,5 Gewichtsprozent. Das einsteuerbare Temperaturniveau t am Ende der Trocknungszone IV sowie der dazugehörende Feuchtegehalt steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Leimbinder, weil:

  • - je nach Anspringtemperatur des Leimbinders zur Polymerisation und der Reaktionszeit kann über das Temperaturgefälle in der Trocknungszone IV das Temperaturniveau t am Ende der Trocknungszone IV gezielt eingesteuert werden
  • - das Rohdichteprofil wird nach der kontinuierlich arbeitenden Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 in der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse 3 durch eine entsprechende Programmierung des Preßweg- und/oder des Preßkraftprofils gezielt eingesteuert. Eine bedampfte, im Temperaturniveau t und Feuchtegehalt f angehobene Preßgutmatte 4 ist hoch plastisch, so daß eine gezielte Verdichtung im Deckschichtbereich nicht möglich ist und sich lediglich ein Rohdichteprofil mit den bereits erwähnten Nachteilen einstellt. Um ein optimales Rohdichteprofil in der nachfolgenden Hauptpresse 3 einsteuern zu können, muß das durch die Vorwärmung angehobene Temperaturniveau t der Preßgutmatte 4 auf eine niedrigere Feuchte f des Leimbinders heruntergetrocknet werden. Diese Feuchte kann zwischen 5 bis 10 Gewichtsprozent Feuchte vorzugsweise bei 7,5% Gewichtsprozent, in etwa liegen. Im allgemeinen wird im Verbund des Prozeßablaufes - Dampfstoß, Vakuum, Heißluftrocknung - die Feuchte f der Preßgutmatte 4 so gesteuert, daß die Eingangsfeuchte gleich der Austrittsfeuchte ist und so in die kontinuierlich arbeitende Hauptpresse 3 eingefahren wird.
  • - Die feuchtegehaltkonditionierte Luft wird alternierend mittels Transversal-Längsdüsen- Systeme, Kästen 13, als Druckluft zugeführt und dann mit Unterdruck von der auf circa 75% bis 95% der anfänglichen Preßgutmattenhöhe verdichteten Preßgutmatte 4 abgesaugt, so daß sich dadurch eine gute Durchflutung der Preßgutmatte 4 bei gleichzeitigem selbsttätigen Reinigungseffekt der Perforationsbohrungen der oberen und unteren Gewebebänder 10 und 11 ergibt.


In der Nachverdichtungspresse 9 wird die Preßgutmatte 4 auf circa 35% bis 59%, der anfänglichen maximalen Streuhöhe verdichtet und somit mit den vorhergehenden Einrichtungen vorkonditioniert in den Prozeßparametern Dichte s, Temperatur t und Feuchte f über die Übergabenase 20 auf die Abnahmestelle 21 der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse 3 zugeführt.

Aufgrund der verkürzten chemischen Reaktionszeiten des Leimbinders ist die komplette Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 so dicht wie möglich vor der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse 3 anzuordnen. Die kontinuierlich arbeitende Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 ist noch mit folgenden Funktionen ausgestattet. Sie ist entgegen der Transportrichtung von der vorderen Position vor der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse 3 auf eine Wartungsposition reversierbar. Der Reversierhub 40 entgegen der Transportrichtung beträgt etwa 3 Meter, so daß in der freigefahrenen Position, zum Beispiel bei einem Anfahrbetrieb oder einer Störung, die Preßgutmatte 4 in einem Abwurfbunker 28 entsorgt werden kann, ohne daß diese durch die kontinuierlich arbeitende Hauptpresse 3 gefahren werden muß. Gleichzeitig kann diese Freifahrposition für Wartungszwecke, sowohl für die kontinuierlich arbeitende Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 als auch für die kontinuierlich arbeitende Hauptpresse 3 im Einlaufbereich genutzt werden.

Die Anlage beruht auch auf einem modularem Aufbau der kontinuierlich arbeitenden Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 für unterschiedliche Plattendicken und Plattenbreiten. Da die kontinuierlich arbeitende Hauptpresse 3 für große Plattendickenunterschiede zwischen 2,5 Millimeter bis zum Beispiel 40 Millimeter eingesetzt werden kann, eine Vorwärmung der Preßgutmatte 4 jedoch im Hinblick auf eine signifikante Minimierung des Preßfaktors (Preßzeit in Sekunden pro Millimeter Plattendicke) ab circa 16 Millimeter Plattendicke zum Tragen kommt, ist es mit Rücksicht auf die Betriebsmittelkosten, wie Energieversorgung für Dampf- und Heißlufterzeugung zweckmäßig, bei einer dünnen Plattenproduktion, zum Beispiel kleiner als 16 Millimeter, diese integrierten Systeme auszuschalten und die kontinuierlich arbeitende Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung 2 lediglich als Vorverdichtung der Preßgutmatte 4, das heißt zum Entlüften, zu benützen.

Das Ausführungsbeispiel mit fünf Prozeßzonen ist im Diagramm für die Temperatur und der Feuchte in Fig. 1 mit ausgezogenem Strich, für das Ausführungsbeispiel mit vier Prozeßzonen, das heißt ohne Heißluft-Trocknungszone IV, strichpunktiert eingezeichnet.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten, vornehmlich jedoch für die Herstellung von Span-/Faserplatten, bei dem sich aus einer Ausgangsmischung von Spänen und/oder Fasern aus einer Streustation auf einem sich kontinuierlich bewegendem Streuband eine mit Bindemittel versetzte Preßgutmatte bildet, diese Preßgutmatte nach Vorverdichtung und Dampfstoß- Vorwärmung zwischen Streustation und dem Hauptpreßbereich unter Anwendung von Druck und Wärme im Hauptpreßbereich in die Endform gebracht und ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Regelfeuchte liegende Feuchte der Ausgangsmischung zur Bildung der Preßgutmatte in etwa gleich ist der Feuchte der Preßgutmatte am Eingang in den Hauptpreßbereich, wobei die der Preßgutmatte dazwischen durch Dampfstoß- Vorwärmung eingebrachte erhöhte Feuchte anschließend wieder entzogen wird.
  2. 2. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    1. a) die Streuung der Preßgutmatte erfolgt aus einer Ausgangsmischung mit einem Feuchteniveau unterhalb der üblichen Regelfeuchte,
    2. b) die Preßgutmatte wird nach geringer Vorverdichtung mit ausreichender Permeabilität, das heißt mit ausreichendem Durchflutungsfreiheitsgrad der Späne/Fasern durch Dampfstoß auf ein Temperaturniveau von circa 60° Celsius bis 95° Celsius erwärmt, wobei sich das Feuchteniveau erhöht,
    3. c) der Preßgutmatte wird die in ihr eingebrachte erhöhte Feuchte etwa zur Hälfte durch Vakuum wieder entzogen,
    4. d) die Preßgutmatte wird durch Heißluft gezielt auf ein Temperaturniveau erwärmt, daß in Relation zur Polymerisationstemperatur und Reaktionszeit des Bindemittels liegt und ihr Feuchteniveau wird dabei auf die Ausgangsfeuchte eingestellt und
    5. e) noch vor dem Eintritt in den Hauptpreßbereich wird die Preßgutmatte auf die sonst übliche Vorverdichtungsstärke gebracht.
  3. 3. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Holzwerkstoffplatten, vornehmlich jedoch für die Herstellung von Span-/Faserplatten, bei dem sich aus einer Ausgangsmischung von Spänen und/oder Fasern aus einer Streustation auf einem sich kontinuierlich bewegendem Streuband eine mit Bindemittel versetzte Preßgutmatte bildet, diese Preßgutmatte nach Vorverdichtung und Dampfstoß-Vorwärmung zwischen Streustation und dem Hauptpreßbereich unter Anwendung von Druck und Wärme im Hauptpreßbereich in die Endform gebracht und ausgehärtet wird, insbesondere nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    1. f) die Streuung der Preßgutmatte erfolgt aus einer Ausgangsmischung mit einem Feuchteniveau unterhalb der üblichen Regelfeuchte,
    2. g) die Preßgutmatte wird nach geringer Vorverdichtung mit ausreichendem Durchflutungsfreiheitsgrad der Späne-Fasern durch Dampfstoß gezielt auf ein Temperaturniveau erwärmt, daß in Relation zur Polymerisationstemperatur und Reaktionszeit des Bindemittels liegt, wobei sich das Feuchteniveau erhöht,
    3. h) der Preßgutmatte wird die in ihr eingebrachte erhöhte Feuchte durch Vakuum wieder entzogen und
    4. i) noch vor dem Eintritt in den Hauptpreßbereich wird die Preßgutmatte auf die sonst übliche Vorverdichtungsstärke gebracht.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchteniveau der Ausgangsmischung der Preßgutmatte sowie die Eingangsfeuchte der Preßgutmatte vor dem Eintritt in den Hauptpreßbereich auf 5 bis 10, vorzugsweise auf 7,5 Gewichtsprozent eingeregelt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutmatte in einer Vorverdichtungszone (1) auf eine Stärke zwischen 95% bis 60% der ursprünglichen Schütthöhe vorverdichtet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutmatte bei bleibendem Vorverdichtungsdruck wie in der Vorverdichtungszone (1) in einer Dampfstoßzone (II) durch Dampf-Injizierung auf eine Temperatur von vorzugsweise 65° Celsius und eine Feuchte bis 12,5 Gewichtsprozent gebracht wird, wobei die Dampftemperatur so hoch eingestellt wird, daß die Preßgutmatte kondensationsfrei durchflutet wird.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßgutmatte nach der Dampfstoßzone (II) unter Auffederung auf bis circa 75% bis 95% der Schütthöhe in einer Vakuum-Dampfabsaugzone (III) die erhöhte Feuchte bis auf 10 Gewichtsprozent entzogen wird, wobei sich die Temperatur auf circa 55° Celsius absenkt.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutmatte nach der Dampfstoßzone (II) unter Auffederung auf bis circa 75% bis 95% der Schütthöhe in einer Vakuum-Dampfabsaugzone (III) die erhöhte Feuchte auf etwa 7,5 Gewichtsprozent entzogen wird.
  9. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutmatte nach der Vakuum-Dampfabsaugzone (III) in einer Heißluft-Trocknungszone (IV) bei gleichbleibendem Vorverdichtungsdruck auf ein Temperaturniveau zwischen 65° Celsius und 90° Celsius und eine Feuchtigkeit auf etwa 7,5 Gewichtsprozent eingeregelt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutmatte nach der Heißluft-Trocknungszone (IV) in einer Nachverdichtungszone (V bzw. IV) mit gleichbleibendem Temperatur- und Feuchteniveau auf eine Preßgutmattenstärke bis circa 35% der ürsprünglichen Schütthöhe verdichtet wird.
  11. 11. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2 sowie 4 bis 10, bestehend aus einer über dem dampfdurchlässigen Streuband angeordneten Streustation zur Bildung der Preßgutmatte, einer Vorverdichtungspresse der eine Dampfstoßzone als Vorwärmeeinrichtung nachgeordnet ist und einer beheizbaren kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als eine Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung (2) aufgebaut ist, die in kontinuierlicher Arbeitsweise von je einem oberen und unteren dampfdurchlässigen Siebband (10 und 11), vorzugsweise Gewebeband, umschlossen ist und dabei ein geschlossenes System bildet, wobei dieses System fünf Prozeßabschnitte aufweist die aus Vorverdichtungspresse (5), Dampfstoßeinrichtung (6), Vakuum-Dampfabsaugeinrichtung (7), Heißluft-Trocknungseinrichtung (8) und Nachverdichtungspresse (9) besteht.
  12. 12. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 3 sowie 4 bis 10, bestehend aus einer über dem dampfdurchlässigen Streuband angeordneten Streustation zur Bildung der Preßgutmatte, einer Vorverdichtungspresse der eine Dampfstoßzone als Vorwärmeeinrichtung nachgeordnet ist und einer beheizbaren kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse, insbesondere nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als eine Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung (2) aufgebaut ist, die in kontinuierlicher Arbeitsweise von je einem oberen und unteren dampfdurchlässigen Siebband (10 und 11), vorzugsweise Gewebeband, umschlossen ist und dabei ein geschlossenes System bildet, wobei dieses System vier Prozeßabschnitte aufweist die aus Vorverdichtungspresse (5), Dampfstoßeinrichtung (6), Vakuum-Dampfabsaugeinrichtung (7) und Nachverdichtungspresse (9) besteht.
  13. 13. Anlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vier bzw. fünf Einrichtungen (5, 6, 7, (8) und 9) - dabei die Preßgutmatte (4) von den Siebbändern (10 und 11) einschließend - über Antriebstrommeln (23), Umlenktrommeln (24) sowie dazwischen angeordneten stationären, die Preßbereichsbreite abdeckenden Druckrollen (12) abgestützt sind.
  14. 14. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrollen (12) der Nachverdichtungspresse (9) oben und unten zusätzlich gegenüber der Preßgutmatte (4) von Preßbändern (18 und 19) abgestützt sind.
  15. 15. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Prozeßabschnitten (II, III und IV) der Dampfstoßeinrichtung, der Vakuum-Dampfabsaugeinrichtung und der Heißluft-Trocknungseinrichtung oben und/oder unten zwischen den Druckrollen (12) Kästen (13) mit zur Preßgutmatte (4) trompetenförmigen Erweiterungen angeordnet sind.
  16. 16. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Seitenwänden (42 und 43) der Kästen (13) ein oder mehrere Messerkanten-Rolleisten (35) als Abstützung für die Siebbänder (10 und 11) angeordnet sind.
  17. 17. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der vier bzw. fünf Prozeßabschnitte im Verdichtungsniveau und Kompressions- bzw. Dekompressionswinkel in Abstimmung mit den benachbarten Prozeßabschnitten separat mechanisch über außenliegende Stellglieder einsteuerbar ist.
  18. 18. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßgutmatte (4) im Durchlauf durch die Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierungseinrichtung (2) an den seitlichen Längsrändern von Teleskopblechabdichtungen (29) mit Ein- und Austrittsöffnungen (37) für Gaszu- oder Gasabführung begrenzt ist.
  19. 19. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, da durch gekennzeichnet, daß die Siebbänder (10 und 11) an den beiden Längsseitenrändern von kleinen Messerkanten-Rolleisten (30) gegenüber und fluchtend zu den oben bzw. unten über die Gesamtbreite der Preßgutmatte (4) angeordneten Messerkanten Rolleisten (35) abgestützt sind, wobei sie im waagrechten Teil der Teleskopabdichtungen (29) befestigt sind.
  20. 20. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorpresse mit Vorwärme- und Feuchtekonditionierung (2) gegenüber der kontinuierlich arbeitenden Hauptpresse (3) reversierbar angeordnet ist.
  21. 21. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Übergabenase (21) zum unteren Stahlband der kontinuierlich arbeitenden Presse (3) so gering ausgeführt ist, daß eine störungsfreie und unschädliche Übergabe der Preßgutmatte (4) ermöglicht wird.






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