专利名称:拌有粘合剂的植物碎片，尤其是木质碎片的挤压工艺方法及设备的制作方法
本发明所涉及的是在活塞式挤压机中挤压拌有特别不受风雨影响的粘合剂之植物碎片，尤其是木质碎片的工艺方法及设备，该活塞式挤压机具有权利要求
之第一项中前序部分中相应的诸特征。
(由DE-AS1247002已知有这样的发明)它使每个被加压的小碎片在挤压过程中以某一确定方向排列。为达到此目的，要将混合物在第一级加压过程中，用垂直作用的加压活塞在垂直的加压管道中以很大程度的压缩进行予先挤压，然后在第二级加压过程中用水平作用的挤压活塞进行最终挤压。一旦人们理解了这一技术规范，就会看到，虽然在外侧范围的碎片采取了一个大概平行于表面的位置，但这也是长期以来由挤压板的模压工艺方法所公知的。在坯块的中心部位仍然存在着碎片的随机排列位置，尤其是生产厚壁挤压产品时，更为突出。此外，早先已公知的方案，其错误在于相信，将混合物在予挤压过程中进行很大的压缩就会提高挤压制品的抗弯强度。在予挤压过程中，压缩越强烈，挤压时彼此相对被挤压的部分就结合得越差。所以，这样的产品比较容易沿这些单个部分的连接表面断裂，从而就不会获得有使用价值的抗弯强度。
因此，本发明的基本任务是，对早已公知的挤压工艺方法作下述进一步改进大大提高挤压产品的纵向抗弯强度，但同时又使单个挤压部分紧密结合，使沿这些结合区一带不再存有任何破裂危险。本发明还特别力求制造高价值、特别坚固的挤压板，它的比重小，而且粘合剂不受风雨的影响，可用于诸如建筑物内墙、棚子等，在此，挤压板具有所需的强本发明解决上述任务的方案可由权利要求
的主权项中所述的特征而知。
本发明是从以下认识出发的，即在最终挤压的挤压产品中，必须压铸出鲜明的层次，特别是较长的碎片至少须在外层中具有基本上是平行于挤压方向的定向位置，强度不是总取决于以下一点，即碎片须大至平行于芯棒表层。如果这种平行状态是纵向的，强度会增大很多。
但是，这种取向不能单纯依靠挤压混合料来实现，而是至少须将混合料中的较长碎片在装入挤压机的挤压室时就予先进行取向排列。在这里，予压缩的压缩比应按以下要求选择，即保证碎片的取向状态不变，而且在挤压过程中不发生根本性变化，较佳的压缩比已在权利要求
中作了说明。
碎片的予先取向排列是在装料时碎片自由降落到挤压室的过程中进行的。意想不到的是，这可以用十分简单的方法来实现，即通过狭窄的、在挤压方向上纵向伸展的井状构造来装填混合料，这些井状构造是由相互间隔一定距离、竖直安装的薄壁腹板所形成的，且腹板的位置是固定不变的。
这种取向原理已由DE-OS2926087而公知，其中自然设有一个纤维网，这是木质压板的压力成型所必需的。除此而外，不同高低的腹板必须梳状交错并经受振动。
然而，在本发明中所采用的是位置固定、高度相同的腹板，它们以较现有技术中所采用的距离更大的距离安装在挤压室的一侧。
本发明的另一个重要构思是，预先将聚集在挤压室中的混合料从两侧进行压缩。由于上述腹板的结构，预压模必须挤过腹板之间的井状构造。不过，预压模的挤压冲程也同样是由腹板的高度来限制的。因此，藉助每一个预压模只能导致外层的有限压缩。这种有限压缩比DE-AS1247002中的要小得多。
但是，也以此创造了先决条件，即使单个的挤压部分互相极其牢固地结合在一起，而不表明予压缩是不利的。
本发明所述的工艺方法既可以使用垂直作用的活塞式挤压机，也可以使用水平作用的活塞式挤压机。还可以斜向挤压。但是，由于一般都采取水平挤压，因而下面仅以此为出发点，而不将本发明局限于此。
在本发明的从属权利要求
中，提及了许多方案，这些方案的技术效果可以从附图及发明说明书看出。在此，意想不到的是，人们可以用适当的方法改变碎片的纵向取向。这样，譬如说，人们可以使外层中的碎片优先地纵向取向，而在芯层中则或多或少地纠结排列。同时使所力求的碎片纵向取向排列在挤压产品的整个厚度上，至少有相当大程度得以实现。当挤压产品应该有纵向通孔时，这一点是尤为重要的。此时，人们可以意外地发现，在采用本发明所述的方法时，通孔周围的壁部被压缩成壳状，而且在通孔之间还发现碎片是纵向取向排列的。预料不到的是，通孔与通孔越靠近，此现象就越容易发生。然而，此时为了使挤压室能充分装料，必须保持一个最小距离。通孔间的最佳距离是等于或稍大于通孔的半径。
此外，本发明还证明了，要操纵上预压模沿盖住挤压室进料口的腹板运动，以便开放挤压室进行装料过程。根据经验，有一部分混合料在自由降落时堆积在腹板的上部端面上。因此，可以附加一个沿腹板运动或垂直于腹板运动的刮板，将混合料刮下来，从而有利于碎片按所需要的取向进行排列。
本发明更详细的内容可由从属权项、附图及说明得知。在附图中，用图示的方法或举例的方法描述了本发明。附图为图1多层挤压产品的局部前视投影图;
图2图1中多层挤压产品有贯穿通孔时的局部前视图;
图3沿图2中Ⅲ-Ⅲ截面平面的挤压产品局部前视图;
图4活塞式挤压机压力室的横截面(垂直于挤压方向);
图5图4是处于加压状态的预压模的横剖面图;
图6活塞式挤压机的纵剖面示意图;
图7带刮板的送料袋之局部纵剖面;
图8带通孔的挤压产品之横截面，附有尺寸说明;
图9及图10两种实施方案中的挤压活塞之局部投影图。
附图的图1中示出了挤压产品1的局部投影图，该挤压制品厚度很大，例如厚度可达8.5厘米，且适于选作厚板、建筑物内墙、承力板等。本发明也包括按下面要描述的方法来制造的薄壁挤压制品。
沿挤压轴5所生产的产品1呈一种典型的层状结构，该层状结构应在挤压时形成。上部保护层2及下部保护层3与芯层4相比，应该预先压缩。在此情况下，有重大意义的是，至少在保护层2、3中，特别是那些较长的碎片呈平行于或近视平行于挤压轴5的碎片取向6。
由此出发，应当将一种由植物碎片，尤其是木质碎片及粘合剂组成的混合物进行挤压，而且碎片应当以长碎片为主。但是，没有考虑到使用各不相同的混合料来形成2、3、4各层。所用的粘合剂应耐风化的。
图2中所示的是挤压产品1的一种变型，其中有纵向贯通且互相平行的通孔7。形成通孔壁的层8所受到的压缩要比芯层4更强烈些。如果人们按照图3那样沿图2中的Ⅲ-Ⅲ平面将挤压产品1剖开，则在此剖面中同样得到一种平行于挤压轴5的较长碎片和碎片的取向排列6。
图1至图3所示的是按下述本发明工艺方法可能制得的产品。
图4至图6所述的实施例是以挤压室10为出发点的，该挤压室系由一般挤压活塞的压模外形12所限制的。在图9及图10中进一步描述的挤压活塞20具有与图1及图2中的挤压产品1相同形状的横截面，特别是长方形的横截面。该活塞是在挤压室壁11之间垂直于图4的图面操纵的。与压模外形12的上侧及下侧相接的安有许多位置固定的腹板13，这些腹板之间有一定的距离，例如相距8毫米，并且是薄壁的、竖直定位装紧的。因为所涉及的是磨损部件，所以应使用适于作锯条的带钢。在上部腹板13之间，供料装置14中的混合料可以自由进入;混合料应在自由降落时进入挤压室10。在下腹板13之间的井状构造18中耸立着下预压模16的齿状楔条，该预压模在实施例中是沿箭头22所示的垂直方向上往复运动的。这些楔条状附件的自由端面形成了带状挤压面40。腹板13与在下压模16之间相应间隙17中的余隙相啮合。
腹板13的功能是，将供料装置14中的混合料所含的碎片在自由降落过程中排直，以便如图1及图2所示那样得到基本上平行于挤压轴5的碎片取向6。由于供料装置14(如后面的图6所示)及其出口(15)沿腹板13往复运动而有利于该碎片取向6。供料装置14的下部边缘可以一定距离装在上腹板13的上部边缘附近。在这种情况下，可以预料到，会有小部分混合料架在腹板13的上部边缘上堆积起来。为使这些堆积物正确无误地均匀分配到挤压室10中，最好按图7在振动着的供料装置14上至少装一块刮板27，它随之运动，有利于碎片纵向平行于挤压轴5取向排列。
只要挤压室一装满，上预压模19便通过纵向移动平行于挤压轴5进入处于上部腹板13之间的某个位置，该位置大致上与图4中所示下预压模16之位置相一致。在此位置上，藉助预压模16、19(由水平的活塞式挤压机)对混合料进行大致垂直方向的有效预压缩。预压模16、19上的楔条状附件穿过腹板13之间的井状构造18，到达其(如图5所示)最终位置，该最终位置与图4中所示的挤压活塞的外形12相合。以此方法实现对保护层2、3(参见图1及图2)的预压缩，预压缩所应达到的程度是，使随后进行的挤压冲程能将各个挤压部分互相牢固地结合在一起。例如，已证明以1∶2的比例进行预压缩是合适的。这种预压缩的结果是，将已经纵向取向的碎片固定在自己的位置上，并且在挤压冲程时保持该位置不变。
在图6的示意描绘中，示出了挤压装置的垂直纵剖面。挤压活塞20是按箭头21在水平方向被驱动作往复运动的。最好使用与DE-PS 29 32 406相当的挤压技术。挤压活塞20的运动距离是由上、下所装的腹板13所表示。其中，下预压模16的位置是用其冲程方向来说明的。在挤压轴5的方向上挤压室10连有一个时效硬化通道25，这是首先依照DE-PS 25 35 989及DE-PS 27 14 256的技术规范发展起来的。在上部腹板13之上有一个在箭头26所示方向上作往复运动的供料装置14。该供料装置14在实施例中是装在滑架24上的，该滑架还承载上压模19。上压模19进入上部腹板13(参见图4)之间的井状构造18中一定距离，而且在滑架24进行往复运动时，上压模19还附带有将供入挤压室10的混合料堆整平的作用。只要挤压室10一装满混合料，滑架24就进入某个位置，在此位置上，上预压模19重合地压在下预压模16的上面。在滑架24上装有冲程发生器23，这些发生器在箭头22的方向上把上预压模19推进到图5所示的终端位置上。
如果接下来就进行挤压活塞20的挤压冲程，那么预压模16、19就都保持在其如图5所示的位置上，不发生位置变化。
人们掌握了用图4至图6所描绘的设备来获得不同的效果。如果注重考虑的是在按图1及图2所示挤压产品1的整个横截面上产生一个大至为纵向的碎片排列6，则应该使供料装置14沿箭头26所示的方向连续不断地作的往复运动，直到挤压室装满混合料为止。反之，如果人们注重考虑的是，仅使保护层2、3配有这一种择优的纵向取向排列6，并且使芯层4中的混合物有某种程度的纠结而辨别不出明显的碎片取向，那么往复运动只有在向腹板13之间的井状构造18(图4)加料时进行最为合适，而为形成芯层4的挤压室供料则可以在供料装置14作大大减缓的进走运动的过程中进行。在这种情况下，大体上不对降落下来的混合料中的碎片取向进行干与。
鉴于上述考虑，提出一种可以达到相似效果的方案。比如说，可以将供料装置14进行改进，使它复盖挤压室10的整个装填范围。然后，可以设想使腹板13在沿其纵向范围内处于振动状态，振动可以是小振幅、高频率的。藉此措施，不利用图6所示的运动着的供料装置14的动态流动作用，也可以使碎片实现平行于挤压轴5的纵向取向6。将腹板13的正面与产生振动的装置，例如电磁振动器结合在一起，就可以实现这样的运动。如果使腹板13保持不变的固定位置，而供料装置14沿挤压轴5处于振动状态，也可以达到同样的目的。
另外，必须指出的是，预压模16、19上的楔条附件，尽管它有间隙17，但它根本不会引起混合料的预压缩。根据经验，预压缩压力是沿带状挤压面40传递的。在制成的挤压产品表面上仅产生带状颜色深浅变化，但它不会给强度带来不利影响。如果人们不想用彩纸粘贴挤压产品1，比如说胶合贴面板，那么只要稍微磨光一下表面即可消除这种颜色上的深浅变化。
如果要想生产图2所示的挤压产品，则通孔7互相之间的距离是很重要的。在已知的挤压产品中，通孔7之间的距离至少为通孔7半径的1.5倍。与此相反，本发明则建议缩小的该距离。图8中示出该距离大致等于通孔7直径D的一半。距离的最佳值可以稍稍大于上述建议的尺寸比例，但大大小于已知的尺寸比例。试验表明，藉图8所示的尺寸规定，一方面可以获得最佳的压缩层8(参见图2)，它呈拱形位于单个通孔7的周围。另一方面，在相应向挤压室10供料时，位于通孔7之间的芯部腹板34中具有相当一部分平行于挤压轴5排列的碎片6，这一点可由图示3得知。
但是，通孔7之间挨得越近，碎片自降落装入形成通孔7的芯棒下面的挤压室部分就越困难。为避免此不足之处，可使下预压模16在加料的同时随同下腹板13以及容纳这些部件的外壳一起垂直于挤压轴5进行往复运动，同时通过这种运动来分配积聚在挤压室下部的混合料(图4)。
最后，在图9及图10示出了挤压活塞20的局部投影简图。由DE-AS 12 47 002已知，挤压活塞20的端面是凹形后缩安装的。代替这种安装方法，图9说明了一种由一个突出的端面条纹35及二个不断互相转换、稍稍后缩的中间条纹36形成的凸形。然而，与已知的技术规范不同的是，在合线37、38之间的边缘部分上装有波状弯曲39，由此得到一个优点，即互相结合的挤压部分更紧密地咬合在一起，而基本上不影响碎片的取向6。
在图10所描绘的实施例中，示出了挤压活塞20之端面上的凹拱结构41，它在锯齿状条纹42中沿得很圆的活塞边缘转移。
在两种情况下，应该对挤压活塞进行冷却，以便防止紧贴在挤压活塞上的那部分混合料过早粘结。
挤压模的端面条纹可以改为楔条状条纹并旋紧在各自的压模体上。在这样的情况下，如果使用突头螺钉，证明是有优点的，因为它在被挤压物上的复型促进了被互相挤压的挤压部分紧密结合。
明细表1、挤压产品(例如，板)2、上保护层3、下保护层4、芯层5、挤压轴6、碎片取向7、通孔8、压缩层9、分离面10、挤压室11、挤压室壁12、压模外形13、腹板14、供料装置15、出口16、下预压模17、间隙18、井状构造19、上预压模20、挤压活塞21、挤压活塞的冲程方向22、预压模的冲程方向
23、冲程发生器24、滑架25、时效硬化通道26、供料装置的冲程方向27、刮板28、腹板延伸部29、单开室30、冲程方向31、旋转腹板32、转向轴33、混合料34、芯部腹板35、端面条纹36、中间条纹37、合线38、合线39、波状弯曲40、带状挤压面41、凹拱结构42、锯齿状条纹勘误表
权利要求
1.利用活塞式挤压机压制混有特别耐风雨粘合剂的植物碎片，尤其是木质碎片，该挤压机连有加热时效硬化通道，在通道中将供入挤压室的混合料在挤压冲程之前垂直于挤压轴进行压缩。该挤压法的特征在于将一种掺有部分较长碎片，例如销钉状碎片的混合料在供入挤压室的同时定向排列，使较长碎片平行于或者近似地平行于挤压轴，接着将混合料的外表层以某种小压缩比先进行压缩，以便使外层中已取定向排列的碎片在随后的挤压冲程中位置保持不变。
2.权利要求
1.所述工艺方法的特征在于，混合料是以大约1∶1.5至1∶2.5的压缩比，主要是以1∶2的压缩比进行压缩的。
3.权利要求
2.所述工艺方法的特征在于，藉助在混合料自由降落范围内平行于挤压轴并以间隔距离伸展、竖立安装的薄壁腹板对碎片进行定向排列。
4.权利要求
3.所述工艺方法的特征在于，将堆积在刮板上的混合料刮到腹板之间的井状构造的范围内。
5.权利要求
1.或其后任一项权利要求
所述工艺方法的特征在于，混合料是在具有出料口的供料装置沿挤压轴进行往复运动的同时供入挤压室的。
6.权利要求
1.或其后任一项权利要求
所述工艺方法的特征在于，挤压室中混合料的压缩是藉助位置固定不变的腹板之间的井状构造来完成的。
7.权利要求
1.或其后任一项权利要求
所述工艺方法的特征在于，将压缩的混合料至少压挤200毫米的距离，一般是400至600毫米，而且至少有一部分由时效硬化通道引起的、影响挤压的摩擦力在挤压进程中被减少或抵消。
8.权利要求
1.或其后任一项权利要求
之所述工艺方法的特征在于，将挤压活塞进行冷却。
9.实施权利要求
1.或其后任一项权利要求
所述工艺方法的设备，由一个活塞挤压机组成，该挤压机装有带加热时效硬化通道的挤压房和垂直于挤压轴预先压缩挤压室中混合物的装置，因此该设备的特征在于，紧接挤压室(10)的加料侧，和对侧装有许多竖立安装且平行于挤压轴(5)、互相间隔一定距离的薄壁腹板(13)，在这些腹板之间，垂直于挤压轴(5)，操纵的予压模(16、19)，可运动到与挤压活塞(20)的压模外形(12)相应的平面上。
10.权利要求
9.所述设备的特征在于，每个予压模(16、19)的外形为梳状形体，它在带状加压面(40)所形成的齿之间有平行于挤压轴伸展、容纳腹板(13)的间隙(17)。
11.权利要求
9.或10.所述设备的特征在于，配置给挤压室(10)装料口的予压模(19)沿腹板自一个开放装料口的位置移动到盖住该装料口的位置。
12.权利要求
9.或其后各项所述设备的特征在于，该设备配有一个活动刮板，它影响着堆积在腹板(13)附近的混合料(33)。
13.实施权利要求
1.或其后任何一项所述工艺方法所采用的设备，配有平行于挤压轴、通过挤压室及挤压活塞、在挤压产品中形成通孔的芯棒，因此该设备的特征在于，芯棒间的距离大致相当于芯棒的半径。
14.实施权利要求
1.项或其后任何一项所述方法所采用的设备，其中挤压活塞的端面成楔形，其特征在于，挤压活塞(20)端面的中间部分呈凹形或凸形的条纹(35、36)，而挤压活塞(20)的边缘部分成垂直于挤压轴(5)的波纹状或齿状。
15.权利要求
9.或其后任何一项所述设备的特征在于，位于装料口对面的予压模(16)和配备给它的腹板以及导向装置是垂直于挤压轴往复操纵的。
专利摘要
为了在挤压拌有粘合剂的植物碎片，尤其是木质碎片对既减小比重又大大提高挤压产品(1)的抗弯强度和弹性模量，本发明建议，在将混合料供入活塞式挤压机的挤压室(10)时，对混合料施加影响，至少使较长的碎片进行大致平行于挤压轴(5)的取向排列(6)。随后将混合料的保护层(2、3)在很小的程度上进行预压缩和挤压，使已经纵向取向的碎片被固定在其位置上，而且在接着进行的挤压冲程中取向位置不再变动。
文档编号B27D1/08GK85101751SQ85101751
公开日1987年1月31日 申请日期1985年4月1日
发明者安东·赫根斯托勒X·斯庇斯 申请人:安东·赫根斯托勒导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan