DE3814103C2

DE3814103C2 - Method and device for extruding a mixture of small plant parts with binders

Info

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

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method and a Device for extruding a batch small vegetable parts with binders according to Preamble of claim 1.

Die Einzelheiten eines derartigen Verfahrens sind durch DE-PS 29 32 406 bekannt.The details of such a process are through DE-PS 29 32 406 known.

Nach dieser Lehre wird durch einen verlängerten Hub von 400 bis 800 mm, insbesondere von 600 mm und bei einer Vorschubgeschwindigkeit des Strangpreßstempels von 0,04 bis 1,5 m/sec, insbesondere 0,05 m/sec, das Gemenge in einen Verfilzungszustand überführt, der eine erhöhte Festigkeit des Stranges ergibt.According to this teaching, an extended stroke of 400 to 800 mm, in particular 600 mm and one Extrusion die feed rate of 0.04 up to 1.5 m / sec, in particular 0.05 m / sec, the mixture in transferred a matting condition that increased Strength of the strand results.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verfilzung der Teile des Gemenges nicht nur durch die Länge des Verdichtungshubes des Strangpreßstempels und nicht nur durch die Geschwindigkeit des Strangpreßstempels erreicht wird, sondern auch durch die Wirkung eines den Füllraum während des Verdichtens abschließenden Schließschiebers.However, it has been shown that the matting of the parts of the batch not only by the length of the Compression stroke of the extrusion die and not only reached by the speed of the extrusion die is, but also by the effect of a filling space closing slide during compression.

Beim Befüllen des Füllraumes legen sich die Teile des Gemenges vorzugsweise mit einer ihrer großen Flächen parallel zur unteren Begrenzungswand des Füllraumes. Während des Verdichtens versuchen sie sich parallel zur Stirnfläche des Strangpreßstempels umzulegen. Zu diesem Umlegen wäre jedoch ein größeres Volumen des Füllraumes notwendig. Durch den Schließschieber, der den Füllraum während des Verdichtens verschließt, ist eine Volumenvergrößerung durch Ausweichen von Teilen des Gemenges in den Füllraum nicht möglich. Zudem wird das Volumen durch das Vorfahren des Preßstempels immer geringer, bis die endgültige Verdichtung erreicht wird. When filling the filling space, the parts of the Batch preferably with one of their large areas parallel to the lower boundary wall of the filling room. During the compression process they try to run parallel to the Fold the end face of the extrusion die. To this However, a larger volume of the filling space would be turned over necessary. Through the closing slide, which the filling space closes during compaction is one Volume increase by evading parts of the Batch in the filling room not possible. In addition, it will Volume always by advancing the ram less until the final compaction is achieved.

Die Teile des Gemenges können ihre ursprüngliche Lage dadurch nur teilweise verändern und verfilzen sich bei der Verdichtung ineinander. Dies geschieht abhängig von der Länge und der Vorschubgeschwindigkeit des Preßstempels. Allerdings ist die Länge des Preßstempelhubes bei DE-PS 29 32 406 nachteilig nach oben begrenzt. Das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen verhält sich beim Verdichten nicht wie eine Flüssigkeit, die den Druck nach allen Seiten gleichmäßig weiterleitet, sonder vielmehr ist der auf die den Füllraum begrenzenden parallelen Begrenzungswände wirkende Druck sowie die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht des mit dem Verdichtungshub des Strangpreßstempels erzeugten Strangteiles an der Stirnfläche des Strangpreßstempels am größten und nimmt zum vorderen Ende des verpreßten Strangteiles, welches sich an das im vorhergehenden Verdichtungshub erzeugte Strangteil anschließt, hin ab. Im Strang schließt sich damit an das höher verdichtete Ende eines mit jedem Preßhub erzeugten Strangteiles der niedriger verdichtete Anfang des nächsten Stranges an.The parts of the batch can be in their original position thereby only partially change and become matted in the Compression into one another. This happens depending on the Length and feed rate of the ram. However, the length of the ram stroke at DE-PS 29 32 406 disadvantageously capped. The batch out small vegetable parts behave when compacted not like a liquid that relieves pressure after all Redirects pages evenly, but rather is the to the parallel ones delimiting the filling space Boundary walls acting pressure as well as the compression Weights and specific gravity of the with the Generating compression stroke of the extrusion die Strand part on the end face of the extrusion die on largest and takes to the front end of the pressed Strand part, which is in the previous Compression stroke generated strand part connects down. in the The string thus joins the more compressed end a strand part generated with each press stroke lower compressed beginning of the next strand.

Je länger der Verdichtungshub des Strangpreßstempels und damit das erzeugte Strangteil ist, desto größer ist der Unterschied der Wichte, des spezifischen Gewichtes und die Verdichtung zwischen den Verbindungsflächen der Strangteile. In extremer Länge ist das pressenseitige Ende des Strangteiles so stark verdichtet, daß die Struktur der Kleinteile des Gemenges zerstört wird, ohne daß das andere Ende überhaupt verdichtet wird.The longer the compression stroke of the extrusion die and so that the strand part produced is the larger the Difference in weights, specific gravity and Compression between the connecting surfaces of the Strand parts. The end on the press side is extremely long of the strand part so densely compacted that the structure of the Small parts of the batch are destroyed without the other End is compressed at all.

Je größer der Unterschied der Verdichtung, der Wichte und des spezifischen Gewichtes zwischen den Enden der Strangteile ist, desto geringer ist die Festigkeit und die Belastbarkeit des Stranges. The greater the difference in compaction, weights and the specific gravity between the ends of the Is strand parts, the lower the strength and the Resilience of the strand.

Es wurde versucht, den Nachbeil durch ein Profilieren der Stirnfläche zu beseitigen und die Strangteile gleichsam zu verzapfen. Diesen Versuchen war jedoch nur ein sehr geringer Erfolg beschieden, da die Bruchstelle dann nach der profilierten Zone bzw. nach der Verzapfung lag. Der Nachteil selbst konnte nicht beseitigt werden.An attempt was made to profile the hatchet Eliminate face and the strand parts as it were mortise. However, these attempts were only a very good one little success, since the breaking point then the profiled zone or after the mortising. Of the The disadvantage itself could not be eliminated.

Ein weiterer großer Nachteil ist im Holzzentralblatt, Stuttgart Nr. 45, Seite 650 vom 13.04.1988 beschrieben. Um den Sollwert des Nagelausziehwiderstandes beispielsweise von 5.5 kN bei Palettenklötzen sicher zu erreichen, ist bedingt durch die großen Unterschiede in der Verdichtung bei DE-PS 29 32 406 eine viel höhere mittlere Verdichtung, Preßkraft und ein größerer Materialeinsatz erforderlich. Aus dem Diagramm der oben genannten Quelle ergeben sich Nagelausziehwerte von 5,8 bis 9,6 kN bei laufender Fertigung. Da Verdichtung, Preßkraft, Materialeinsatz und Nagelausziehwert zueinander in einem bestimmten Verhältnis stehen, ergibt sich ein zu hoher Energie- und Materialeinsatz. Weiter bedingt dieses Verfahren entsprechend stärker dimensionierte Strangpressen- und Verarbeitungsmaschinen, z. B. Nagelmaschinen für die erzeugten Palettenklötze. Höherwertige Produkte können nicht erzeugt werden, da dadurch der Oberwert des Nagelausziehwiderstandes und damit auch der Nagelwiderstand so groß werden würden, daß das Produkt nicht mehr nagelbar ist. Die Verwendung von kleiner dimensionierten Palettenklötzen mit gleicher Belastbarkeit ist also nicht möglich.Another big disadvantage is in the central wooden blade, Stuttgart No. 45, page 650 from April 13, 1988. Around the target value of the nail pull-out resistance, for example of 5.5 kN with pallet blocks can be reached safely due to the large differences in compression with DE-PS 29 32 406 a much higher average compression, Pressing force and a larger use of material required. From the diagram of the source mentioned above result Nail extraction values from 5.8 to 9.6 kN with ongoing Production. Because compression, pressing force, material use and Nail extraction value to each other in a certain ratio stand, there is too high an energy and Use of materials. This procedure also requires appropriately dimensioned extrusion and Processing machines, e.g. B. nailing machines for the generated pallet blocks. Higher quality products can cannot be generated, as this will result in the upper value of the Nail pull-out resistance and thus also the Nail resistance would become so great that the product is no longer nailable. The use of smaller dimensioned pallet blocks with the same load capacity is not possible.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren zum Strangpressen eines Gemenges aus pflanzlichen Kleinteilen mit Bindemitteln aufzuzeigen, wobei das erhaltene Produkt über die gesamte Länge möglichst homogen ist und dadurch eine höhere Belastung aushält und somit tragende Bauteile wie Balken, hergestellt werden können und nur soviel Gemenge verdichtet wird, wie zum Erreichen der notwendigen Festigkeit erforderlich ist.With the invention, the object is to be achieved Process for extruding a batch show small vegetable parts with binders, the product obtained over the entire length is as homogeneous as possible and therefore a higher load endures and thus load-bearing components such as beams, can be produced and only as much batch is compressed, as to achieve the necessary Strength is required.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Bruchfestigkeit (Biegefestigkeit) eines Stranges um so kleiner ist, je größer der Unterschied der Verdichtung der Strangteile an ihren Enden ist und daß der Unterschied der Verdichtung umso größer ist, je länger der Verdichtungshub und damit das erzeugte Strangteilstück ist.The invention is based on the knowledge that the Breaking strength (bending strength) of a strand all the more is smaller, the greater the difference in compression of the Strand parts at their ends and that is the difference of the The longer the compression stroke, the greater the compression and so that the strand section generated.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the in claim 1 and claim 2 specified features solved.

Der Winkel der keilförmigen Erweiterung wird durch das Profil des Stranges, der Länge des Füllraumes und die Größe der Verdichtung bestimmt. Bei parallelen Begrenzungswänden wird ein Teil der Preßkraft des Strangpreßstempels beim Verdichten auf die Begrenzungswände übertragen. Der auf die Begrenzungswände wirkende Teil der Preßkraft ist am strangpreßstempelseitigen Ende am größten und am anderen Ende am geringsten. Da beim Verdichten die Struktur der Teile des Gemenges weitestgehend erhalten bleibt, wollen die Teile des Gemenges nur zu einem bestimmten Teil quer zur Preßrichtung ausweichen. Der Werkstoff fließt also nicht wie z. B. bei Metallstrangpressen beim Verdichten durch kleinste Schlitze hindurch.The angle of the wedge-shaped extension is determined by the Profile of the strand, the length of the filling space and the Determines the size of the compression. In parallel Boundary walls becomes part of the pressing force of the Extrusion stamp when compacting on the Transfer boundary walls. The one on the boundary walls effective part of the pressing force is on extrusion die end at the largest and at the other End least. Since the structure of the Parts of the batch are largely preserved the parts of the batch only partially to a certain extent dodge to the pressing direction. So the material flows not like e.g. B. in metal extrusion during compression through the smallest slits.

Wird der Füllraum sich keilförmig erweiternd ausgebildet, können die Teile des Gemenges am aushärtekanalseitigen Ende nicht nach außen ausweichen, die Teile des Gemenges am strangpreßstempelseitigen Ende jedoch um den Betrag der keilförmigen Erweiterung ausweichen. Bei einem entsprechenden Winkel der keilförmigen Erweiterung ergibt sich erfindungsgemäß, daß beim Erreichen der endgültigen Verdichtung des mit dem Preßhub erzeugten Strangteiles die auf die Begrenzungsflächen des Füllraumes wirkende Kraft an jedem beliebigen Punkt auf einer Linie in der Länge des Strangteilstückes gleich oder wenigstens annähernd gleich groß ist. Entsprechend gleich groß ist auch die Verdichtung, die Wichte und das spezifische Gewicht.If the filling space widens in a wedge shape, the parts of the batch on the curing channel side Do not dodge the end of the parts of the batch at the end of the extrusion die, however, by the amount of dodge wedge-shaped extension. At a corresponding angle of the wedge-shaped extension results according to the invention that when reaching the final Compression of the strand part generated with the press stroke force acting on the boundary surfaces of the filling space at any point on a line the length of the Strand section the same or at least approximately the same is great. The size is also the same Compression, the weights and the specific weight.

Mit der Erfindung wird eine wesentlich höhere Bruchfestigkeit (Biegefestigkeit) des Stranges als bei allen anderen vorbekannten Lehren erreicht.With the invention is a much higher Breaking strength (bending strength) of the strand than at all other known teachings.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der möglichen größeren Länge des Verdichtungshubes. In DE-PS 29 32 406 wird eine Mindestverdichtungslänge von 400 mm genannt, eine Länge, die z. B. bei einem Flachprofil von 20 mm Dicke nicht eingehalten werden kann. Als längster möglicher Verdichtungshub werden 800 mm genannt. Eine Länge, die bei dickeren Profilen nicht befriedigt. Die Erfindung lehrt hingegen, daß die Länge mindestens das 10fache der kleinsten Größe des Strangquerschnittmaßes betragen kann, aber nur von der Größe des Strangquerschnittes begrenzt wird. Bei einem Palettenklotzprofil von 145×145 mm kann z. B. eine Länge des Verdichtungshubes von 1500 bis 2200 mm realisiert werden.Another advantage of the invention lies in the possible greater length of the compression stroke. In DE-PS 29 32 406 is called a minimum compression length of 400 mm, a length z. B. with a flat profile of 20 mm Thickness can not be maintained. As the longest possible compression stroke is called 800 mm. A Length that is not satisfactory for thicker profiles. The Invention, however, teaches that the length is at least that 10 times the smallest size of the strand cross-section dimension may be, but only on the size of the Strand cross section is limited. At a Pallet block profile of 145 × 145 mm can e.g. B. a length the compression stroke from 1500 to 2200 mm will.

Da die Zeit des Befüllens des Füllraumes unabhängig von der Länge des Füllraumes konstant bleibt, erhöht sich der Ausstoß der Strangpreßvorrichtung je Zeiteinheit bei gleicher Verdichtungsgeschwindigkeit des Strangpreßstempels je länger der Verdichtungshub ausgeführt werden kann und desto wirtschaftlicher arbeitet die Strangpreßvorrichtung.Since the filling time of the filling space is independent of the length of the filling space remains constant, the increases Output of the extrusion device per unit of time same compression speed of the Extrusion die the longer the compression stroke can be carried out and the more economically works the extrusion device.

Es wird mit der Erfindung also ein ganz beträchtlicher wirtschaftlicher Vorteil erreicht. The invention therefore becomes quite considerable economic advantage achieved.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Oberflächenbeschaffenheit des erzeugten Stranges. Da über die Länge des Strangteilstückes und damit über den gesamten Strang eine gleiche Verdichtung vorherrscht, ergibt sich auch eine gleiche Oberflächenstruktur, ein gleicher Rauhigkeitsgrad, gleiches Aussehen und was für das Veredeln des Stranges mit Furnieren, Naturhölzern oder anderen tragfähigen Werkstoffen von Bedeutung ist, ein gleicher Profiltraganteil (DIN 4762). Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der über die Länge gleichmäßigen Verdichtung des mit jedem Preßhub erzeugten Strangteilstückes. Entsprechend gleichmäßig ist auch der Nagelausziehwert. Es können mit geringer Verdichtungskraft und Materialeinsatz Produkte mit gleicher Festigkeit wie mit DE-PS 29 32 406 erzeugt werden, oder entsprechend höherwertige oder in der Dimensionierung kleinere Produkte, die ohne Probleme nagelbar sind, da keine oder nur sehr geringe Schwankungen im Nagelausziehwert auftreten.Another advantage of the invention is that Surface quality of the strand produced. Over there the length of the strand section and thus over the same compression prevails throughout the strand, there is also the same surface structure same degree of roughness, same appearance and what finishing the strand with veneers, natural wood or other load-bearing materials is important same profile load share (DIN 4762). Another advantage the invention results from the length uniform compression of the generated with each press stroke Strand section. That is correspondingly even Nail extract value. It can be done with low compaction force and material use products with the same strength as generated with DE-PS 29 32 406, or accordingly higher quality or smaller in size Products that can be nailed without problems, since none or only very slight fluctuations in the nail extraction value occur.

Das erzeugte Endprodukt z. B. Paletten ist dadurch höherwertiger oder kostengünstiger herstellbar. Weiterhin ergibt sich daraus ein geringeres Gewicht.The final product z. B. Pallets higher quality or cheaper to produce. Farther this results in a lower weight.

Einzelheiten sind in den Zeichnungen schematisch und beispielhaft dargestellt. Es zeigt:Details are schematic and in the drawings shown as an example. It shows:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung und Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through an extrusion device and

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie I-I gemäß Fig. 1. Fig. 2 is a cross section along line II of FIG. 1.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gelangt das Gemenge aus pflanzlichen Kleinteilen aus einem Einfüllschacht (1) in einen Füllraum (2), dessen Eintrittsöffnung während des Verdichtungsvorganges durch einen Schließschieber (3) verschlossen ist. Beim Befüllen steht die Durchtrittsöffnung (4) des durch die Hubeinrichtung (5) hin und her beweglichen Schließschiebers (3) über der Eintrittsöffnung des Füllraumes (2) und erlaubt das Durchfallen des Gemenges aus dem Einfüllschacht (1) in den Füllraum (2).In the embodiment of FIG. 1, the mixture of small plant parts reaches a filling chamber ( 1 ) into a filling chamber ( 2 ), the inlet opening of which is closed by a closing slide ( 3 ) during the compression process. When filling, the passage opening ( 4 ) of the closing slide ( 3 ), which can be moved back and forth by the lifting device ( 5 ), is above the inlet opening of the filling chamber ( 2 ) and allows the batch to fall through from the filling shaft ( 1 ) into the filling chamber ( 2 ).

Der Querschnitt des Füllraumes (2) erweitert sich mit dem Winkel (6) von der Größe (7) des strangpreßseitigen Endes (8) auf die Größe (9) des aushärtekanalseitigen Endes (10). Beim Verdichten durch den Preßstempel (11) können die Teile des Gemenges, die sich am aushärtekanalseitigen Ende (10) befinden, nicht quer zur Preßrichtung ausweichen.The cross section of the filling space ( 2 ) widens with the angle ( 6 ) from the size ( 7 ) of the extrusion end ( 8 ) to the size ( 9 ) of the hardening channel end ( 10 ). When compacting by means of the press ram ( 11 ), the parts of the batch which are located at the end ( 10 ) on the hardening channel side cannot deflect transversely to the pressing direction.

Die sich am strangpreßstempelseitigen Ende (8) befindlichen Teile des Gemenges können jedoch um das Maß der keilförmigen Erweiterung, also der Maßdifferenz zwischen der Größe (7) des strangpreßstempelseitigen Endes (8) und der Größe (9) des aushärtekanalseitigen Endes (10), quer zur Preßrichtung ausweichen. Die sich zwischen den Enden (8) und (10) befindlichen Teile des Gemenges können je nach ihrer Lage im Füllraum (2) quer zur Preßrichtung ausweichen.The parts of the batch located on the extrusion die end ( 8 ) can, however, cross by the amount of the wedge-shaped extension, i.e. the dimensional difference between the size ( 7 ) of the extrusion die end ( 8 ) and the size ( 9 ) of the hardening duct end ( 10 ) dodge to the pressing direction. The parts of the batch located between the ends ( 8 ) and ( 10 ) can, depending on their position in the filling chamber ( 2 ), dodge transversely to the pressing direction.

Bei einer entsprechenden Größe des Winkels (6) ist der quer zur Strangpreßrichtung wirkende Teil des Verdichtungsdruckes durch den Strangpreßstempel (11) auf das Gemenge an jedem beliebigen Punkt auf einer in Preßrichtung liegenden Linie des mit dem Verdichtungshub erzeugten Strangteilstückes gleich oder annähernd gleich groß, da die Teile des Gemenges, entsprechend ihrer Lage im Füllraum (2), dem Verdichtungsdruck teilweise ausweichen können. With a corresponding size of the angle ( 6 ) the part of the compression pressure acting transversely to the extrusion direction through the extrusion die ( 11 ) on the batch at any point on a line lying in the pressing direction of the strand section produced with the compression stroke is the same or approximately the same size, since the parts of the batch, according to their position in the filling chamber ( 2 ), can partially avoid the compression pressure.

Die Verdichtungslänge (12) kann dabei das mindestens 10fache des kleinsten Strangquerschnittsmaßes (gleich der Größe (9) des aushärtekanalseitigen Endes (10)) betragen, ist aber nur durch die Größe des Strangquerschnittes begrenzt. Die Wände des Aushärtekanales (13) können sich, je nach Ausführungsart, zueinander keilförmig oder stufenförmig erweiternd oder verengend oder parallel ausgeführt werden. Auch Erweiterungen oder Verengungen entlang von nicht geraden Linien können bedarfsentsprechend ausgeführt werden.The compression length ( 12 ) can be at least 10 times the smallest strand cross-sectional dimension (equal to the size ( 9 ) of the hardening channel end ( 10 )), but is only limited by the size of the strand cross-section. The walls of the hardening duct ( 13 ) can, depending on the design, be widened or widened in relation to one another or narrowed or parallel. Extensions or narrowing along non-straight lines can also be carried out as required.

BezugszeichenlisteReference list

1 Einfüllschacht
2 Füllraum
3 Schließschieber
4 Durchtrittsöffnung
5 Hubeinrichtung
6 Winkel
7 Größe
8 strangpreßstempelseitiges Ende
9 Größe
10 aushärtekanalseitiges Ende
11 Strangpreßstempel
12 Verdichtungslänge
13 Aushärtekanal 1 feed chute
2 filling space
3 closing slides
4 passage opening
5 lifting device
6 angles
7 size
8 end on the side of the extrusion die
9 size
10 hardening channel end
11 extrusion dies
12 compaction length
13 curing channel

Claims

1. A method for extruding a mixture of small plant parts with binders, in which the mixture filled in a filling and pressing chamber is compressed by the ram of an extruder and pressed in the compressed state through a curing channel, characterized in that the mixture to produce an approximate constant compression of the strand is pressed through a filling and pressing chamber which widened from its end on the press side to its end on the hardening channel side

2. Device for performing the method according to claim 1, consisting of a piston extruder with an adjoining curing channel ( 13 ), characterized in that the extrusion die ( 11 ) penetrated during its stroke movement filling and pressing chamber ( 2 ) from its end on the press side has an expanding wedge shape up to its end on the hardening channel side.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the length of the compression stroke of the extrusion die ( 11 ) is at least 10 times the length of the smallest cross-sectional dimension.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the filling and pressing chamber (2) during the compression and Auspreßhubes of the press ram is closed by one or more locking slide (3).