专利名称：制造木屑板的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的连续制造木屑板、纤维板、塑料板及木质板的方法，以及一种实施该方法用的设备。
从不少有关的方法和设备中已经得知在进口(启动)空隙(Ein-lanfspalt)中的压缩角，及挤压锤与挤压台之间，也就是上，下加热板之间的空隙距离，通过调整装置是这样加以改变的，即根据被制造的木料板的使用强度要求，沿整个挤压长度上，随时间过程对纤维网状态/木屑料状态进行调整，使适合于要求的加工过程。
例如，在专利EP0380527中，对于薄的(2.5mm)MDF纤维板及厚的(20mm)MDF纤维板，介绍了各种不同进口角(Einlaufwinkel)的调整。在专利DE4301594中，公开了一种对于凹下或上凸的角度位置，在进入角调整中具有很灵活的控制性能。通过这两种已知的结构型式，主要还是对物理使用性能，如弯曲强度及复盖层的表面硬度有所影响。横向拉力强度以及特别是MDF纤维板的体积密度曲线(Rohdichteprofil)是在沿着剩下的挤压长度上，通过在上，下加热挤压板之间的各种空隙距离的调整来达到(见
图1中，b，c，e段)。在b段中，在约5N/mm2-4N/mm2的高比压力和约220℃-250℃的高比热输入情况下，由于这样的能量密度，使在木屑纤维料之中产生一个集中的热流量，这对于足够的横向拉力强度是决定的过程参数。根据板的厚度和密度，并根据在长度方向上相应设置的挤压钢带速度，对需要的挤压段b，也就是对施加压力的原机机架数目进行控制(图4及图1)。
这就是当时的技术水平，同样对挤压段中间区域内的减压区C也进行控制，以建立起一条符合技术水平的，按图7中的体积密度曲线。按照图3，在压力接近于ON/mm2的减压区内，上、下热压板之间的挤压空隙，按照通常的实践经验，对于纤维板的密度例如在650-850kg/m3时，减压区内的挤压空隙约比纤维板的标称厚度增大70％-20％，最好增大50％以上。
空隙距离或挤压空隙的改变，是通过上、下热压板中至少一块热压板，在弹性极限以内的允许静态强度范围中的球面变形来完成的。在最佳工艺条件下，除了一部分工艺上所需要的横向变形之外，在熟悉的连续工作压机系统中，其最大纵向变形极限约为2mm/m，也就是说tanα≈0.002。根据专利DE4017791，这沿挤压段b、c及e的上热压板的纵向变形是通过液压控制件来实现，该液压控制件是强制地作用在灵活设计的挤压模上。这种系统的缺点是弹性变形相当低，tan大约为0.002(图1)。
在熟悉的系统中，变形是由强制通过的热压板决定的，因为包含有一个“去压区域dk”和“加压区域k”的中间减压区C1的开始与结束，根据板厚和板密度，是根据联机中的各种不同的挤压钢带速度，通过高压区b及凝结并整形区e的可改变的作用长度，也就是说在生产过程中必须进行调整。作用长度b1、C1、C1及dk1、k1的变化表示在图1中，尽管必须要调整一个更大的空隙距离。
从有节奏的阶段式压机的加工过程得知，为制造轻型纤维板即所谓的图8中的超轻板，应根据所需要的空隙距离，通过快速地打开热压板，以很快地调整相当于dkl及dk的去压时间。
通过上述的连续工作压机系统，这种轻型板，其平均密度约400kg/m3时，是不可能制造的。
为了也能够通过连续工作的压机生产一种如图8上相当于纵座标第5点所示的密度≤400kg/m3的轻型板，曾经开发了一个方案，但其经济利用率很低。
按照专利DE3825819，可以通过一个可塑而是固定位置的卸压区，即去压区dk和加压区k，而调整到一个比过去的tanα陡峭得多的角度。也就是沿着挤压段L上的dk和k的位置(图3)，就板的密度和最大可利用生产速度来说，它能够最佳地生产出轻型板，当然这限于事先规定的板厚。
按专利DE4405343的挠性加热板系统，是能够调整到一个比tanα＝0.002大的陡峭角度，可是在变形量方面，对于具有如图2中“tanβ”所示的跃变性能而制造轻型板的工艺要求，却是不能够满足的。
过去熟悉的连续工作压机系统在方法技术上和系统条件上对比于节拍受制约的(taktgebunden)压机，特别是制造图8的轻型板时，其应用范围受到了限制，特别突出的是经济利用率受到了很大的限制。这是因为对于一定的板厚，按照固定长度的挤压段L，由于减压跃变区在几何上的固定位置，最佳的生产速度只限制于在一个很狭窄的范围之内。
本发明的任务在于改善恰当分类的制造方法，并设计一种相应的压机设备，使图7与图8中的最佳体积密度曲线，能被控制或调节在大于900kg/m3至小于400kg/m3的平均密度的广阔范围内，而与木屑纤维网的厚度，木质品种及胶水系统无关，在联机中分别达到最大生产速度，也就是在生产过程中进行调节或控制。
本任务将通过权利要求1中所述的方法，并采用在权利要求2中所述的设备得以解决。
通过介绍的方法，必要的方法步骤及其用于2.5mm薄板和60mm厚板的调整方法，都按最佳的方式得以实现。
在按照本发明采用过渡铰接系统(Sprunggelenksystem)时，对于这种方法技术的课题，只需要一个0.4m的dk和k的挤压长度就足够了。因此，在通常的约30m挤压长度中，可节省32％的挤压长度。或者，反过来说，提供了更长的挤压长度。也就是说，可以有利地通过更高的钢带速度来达到高出25％-35％的生产效率。这也可以看出来，由于提供更长作用时间的挤压力，也就使更大的热能被送入挤压材料(见图3中积分面积)。
对照现有技术，本发明的方法具有三个主要优点a)在相同的挤压长度时，约可提高30％的生产效率b)在制造小于及等于400kg/m3的平均体积密度的轻型板时，在应用于各种薄板及厚板中，将不受到生产速度的限制。
c)在板的芯层中具有低均匀性的密度结构时，可对特别高的表面硬度，控制最佳的体积密度曲线。
本发明的其他合适的结构设计，可以从下面的结合附图的说明中看出来，并规定在从属权利要求之中。
其中附图为图1.在此示意图及正视图中表示按现有技术的方法的连续工作压机上的减压段C1具有被调整过的小的α及α1角；图2.在此示意图及正视图中表示实施本发明的方法和设备的连续工作压机的减压段C1上具有更陡峭的β及β1角；图3.按图1及图2的连续工作压机的相关的挤压力-位移曲线图；图4-图6装有按本发明的弹性联轴节的过渡铰接系统，以调整图9-图11所示的连续工作压机在减压段C中的陡峭的β及β1角；图7.按现有技术的16mm厚的板的密度结构曲线；图8.用本发明的方法和设备制造出的16mm厚的板的密度结构曲线；图9.按本发明的设备要求的连续工作压机的正视图；图10及图11.按图9的连续工作压机的放大比例的局部详图。
在图1、2、9-11中所表示的设备包括有选择工作的压机8，及带有运送挤压材料或木屑/纤维网料28用的传送鼻27的装料装置26以及控制挤压设备的计算机54和伺服液压系统55。图10及11中所示的连续工作压机8主要只表示出它的前面部分，也就是，木屑纤维网料28的进入口，装料装置26，进口空隙29及进口区域，进口区域又分为滚杆找正区I，初挤压段II，后挤压段III及主挤压区IV的开始部分。图9所示的压机的主要部件有挤压台30，移动的挤压锤31，连接挤压锤的拉板23。为了调整挤压空隙1，挤压锤31由液压活塞缸作上、下移动，然后在选定的位置上锁定(液压活塞缸未画出)。钢带24及32各通过一只传动滚筒(布置在挤压锤31及挤压台30的一端)和转向滚筒，围绕挤压台30和挤压锤31而移动。
为了减少分别安装在挤压台30和挤压锤31上的加热压板2和3分别与循环的钢带24及32之间的摩擦，同样各装有一条循环的由滚杆25组成的滚杆毯(Rollstangenteppich)。滚杆25的轴线垂直于钢带的通过方向，并延伸在挤压区域的整个宽度上。此时滚杆25在连续工作压机的两个纵向侧，按规定间距啮合于平环链35之中。滚杆一方面是在挤压锤31及挤压台30的加热板上滚动，另一方面又在钢带24及32上滚动。此时，木屑纤维料就一起被带走，并通过压机8。
从图9，10，11上可进一步看出来，滚杆25和平环链35分别由引入齿轮36、37(Einfuhrungszahnraden)及两只布置在支杆38及39或在引入加热板40的旁边的输入齿轮41及42(Einlaufzahn-raden)，强制地、不打滑地引入到水平的挤压平面中。此时，挤压锤31上的引入齿轮36、挤压台30上的引入齿轮37、挤压锤31上的输入齿轮41以及挤压台30上的输入齿轮42都是分别各固定在一根轴上。滚杆25的进口区域的起点用M表示(进口切点(Einlanftan-gente))，进口区域的终点用G表示，主挤压区IV的起点也是G。滚杆在挤压台30和挤压锤31中的循环是通过转向辊43来导引的。为了将木屑/纤维料进入区从力学上正确地划分为滚杆找正区I、初挤压段II、后挤压段III以及主挤压区IV，循环的滚杆是用三只挠性的铰接系统传送力地、不打滑地连接起来。进口空隙II是通过压缩角(Kompressionswinkel)t及s来调整，并随滚杆进入角(Rollstangen-Einlaufwinkel)而变化。齿轮是通过齿轮箱44与弹性的滚板15相连接(不打滑连接)。叠板弹簧45是通过齿轮箱调整装置46及调整杆，随着液压控制件47的液压缸行程变化而闭合地传送作用力。在挤压区域的整个宽度上布置有几个液压控制件。
根据应用上的要求，最佳的角度位置(Winkellage)t是由液压控制件48通过铰接装置的旋转轴P进行控制，而液压控制件48是被支撑在刚性的挤压锤31上。
在铰接轴P下面的有弹性的过渡板49是这样构成的，即过渡板分别根据角度位置t随着角度的调整而改变，例如在正向调整时它将凸起来，在负向调整时它将凹下去。
在整个进入系统之前装入一个距离测量系统50，该系统用距离传感器52测量木屑/纤维料的高度W1并送给计算机54。测量值就是以下述为前提条件时液压控制件48及51的调整参数，即，当木屑/纤维料28通过安全段E之后，上钢带24要接触木屑/纤维料，主要是要接触初挤压段II的上起动线(oberen Anlauflinie)N处的上钢带。
比起现有技术本发明具有下列优点减压段dk的开始点19及加压段k’的开始点20的控制调整(见图2)，可沿着挤压段B、C、E上，任意地在每一个压机机架10上进行。所以，在最大生产速度下，这最佳的体积密度曲线，总是可以与纤维/木屑板厚度无关地，独立地进行联机调整，例如如图7及图8所示的密度曲线。
在实际应用中，根据生产速度，这减压及加压的起点线19和20却变化于两个最多三个机架位置之间(见图9)。为了节约设备投资从5-4N/mm2挤压力的高压区B的流出区域(Auslaufbereich)过渡到1-0N/mm2的减压区C，只需安排1-3只过渡铰接装置21。
同样，从减压区C过渡到2.5-1.5N/mm2的较高压力的精整区E，也只需要安排1-3只过渡铰接装置21。
考虑到能有尽可能大的热传递面积，最好办法是在dk区域的加热板块9的、位于传送方向的一侧及在K区域的加热板块9的、位于反方向的一侧设计成支持半径R(见图5)。
可不受方法的限制，通过有目的地配置过渡铰接装置21，能收到节约成本的优越效果。
一个突出的方法优越性，即tanβ≈0.05的减压角和加压角，加上有益的0-10mm可控制的垂直跃变距离，是找到了合理的依据。
通过挤压板块相互间的垂直移动，比起按专利DE4301594的熟悉的铰接系统来，其优点是，通过陡峭的β角能够快速地达到减压和加压。
通过在挤压板块与圆弧段X＝200mm之间的有效垂直升程Y＝10mm，可得到tanβ≈0.05，圆弧段是由约等于1575的支持半径R所产生的与专利EP0380527的结构型式不同，钢带24是通过滚杆25有利地顶牢在滚板15或叠板弹簧17上，弹簧可弹性地贴靠于支持半径，支持半径R等于弹簧板17或两滚板15和16的厚度乘上315之积，其中厚度在本例子中为5mm。
因此，承受弯曲的弹性功能构件，如图4、5、6中的17、15及16是保持在可承受的允许强度范围内。
通过滚板15不打滑地贴靠，尽管在2.5N/mm2相当高的比压力下出现在加压区k’中，并在约600mm/秒的高的钢带速度下，这按tanβ＝10∶200坡度的变形距离，在和缓的圆弧半径中，在可改变的调整方法下，可以克服地渡过去，因此，受动力负荷的功能构件24、25、15为延长其使用寿命，滚动表面1 5应淬火到400-500布氏硬度。
根据现有技术，tanα坡度，沿挤压长度B，C，E上面，可变化地调整为2mm∶1000mm(图1)。通过技术的方法，体积密度≤400kg/m3的超轻型板，例如用松木纤维料或软木纤维料26制造的板(见图8)，只有在减压区DK以tanβ≈0.05的陡峭减压角才可以制造出来，通过本发明以一种变化宽度大的应用范围却可有利地实现这一目的。
特别是MDF纤维板，考虑到要达到如图7或图8的最佳体积密度曲线，在高压区B中对面层施高压之后，为使完成挤压的板4在核芯中有均匀的密度结构，木屑纤维料28在高压区加入大量的热量之后，必须迅速减压，大多减到接近于ON/mm2所以，在减压区中，挤压空隙应扩大，根据木屑纤维料28的密度和厚度，这挤压空隙约应放大标称板厚4的30％-70％。
如果纤维网料在Dk区域中减压太慢，则会出现一个不均匀的密度结构，类似于密度曲线22(图7)。如果按照通常的实际情况，标准厚度200mm在减压空隙区域1中的减压距离放大50％，则空隙距离应调整到30mm。这样，按照现有技术，如图1中所示，在2mm/1000mm最大可能变形率时，减压段距离dK约需5m的挤压长度。
在减压区C的末尾，木屑纤维料28应在90℃-100℃温度下均匀加热，直至核心。这样，木屑纤维料28的核心将开始胶凝过程，硬化起来。到此时，木屑纤维料28应再次被压缩到完工板4的标称厚度，以使在C区域中最后硬化并精整成平面形状。关于加压区，在本例中，加压段距离K，类似地约需5米挤压长度。
权利要求
1.一种连续制造木屑板的方法，它是通过一台连续工作的压机，通过一种传送挤压力的、拉引压缩材料穿过压机的，连续的挠性钢带，该钢带通过传动滚筒及转向滚筒缠绕在挤压台或挤压锤上，钢带可以调整挤压空隙，通过与进行方向相垂直的、一道移动的滚杆而顶住在挤压台及挤压锤的支架上，进口空隙的压缩角及在主挤压段中的减压区可通过调整装置改变或调整，其特征在于，木屑纤维料28在进入空隙(a)中初步压缩以后，在后面的主要挤压段(B、C、E)中有一个减压及加压的减压区，减压和加压的升角和降角的坡度为tanβ及tanβ1≈0.05，升降的垂直升程(7)为0-10mm，减压区可以调整，调整是在联机生产中按最大生产速度很迅速地完成。
2.实施按权利要求1的方法的设备，其特征在于，一台连续工作的压机(8)在其上、下挤压侧都装一种水平的平面加热压板(2或3)，在其反面分别对机架(10)用一只过渡铰接装置(21)连接压板块(9)，并用弹性联轴节(11)连接，通过每一机架的液压挤压缸(53)控制挤压空隙(1)，每一压板块(9)与其邻近板块通过弹性联轴节(11)不打滑地连接，所以，压板块(9)可能近似于无间隙地沿着光滑表面上、下滑动，垂直接缝(14)处用弹性弯曲的滚板(15)盖住，滚板厚度为4-16mm。
3.按权利要求2的连续工作压机及设备，其特征在于，在5-4N/mm2挤压力的高压区(13)至0-1N/mm2比压力的中间减压区C的出口区域中，设置有1-3只过渡铰接装置(21)。
4.按权利要求2及3的连续工作压机及设备，其特征在于，在从比压力0-1N/mm2的中间减压区(C)至2.5-1.5N/mm2的挤压力的较高压力的精整区(E)的过渡区域中，布置1-3只过渡铰接装置(21)。
5.按权利要求2-4的连续工作压机及设备，其特征在于，压板块(9)在水平过渡区(13)处，两边朝向接缝(14)都设置支持半径R，但是最好按移动方向只在一侧设置支持半径，即在dk区域的出口侧或在K区域的进口侧。
6.按权利要求2-5的连续工作压机及设备，其特征在于，最好15mm厚度的滚板(15)，在其接缝(18)区域中横向设置较高挠性的槽(16)，槽宽根据压板的宽度，在槽中放入叠片弹簧板(17)。
7.按权利要求2-6的连续工作压机及设备，其特征在于，支持半径R的尺寸约等于315乘上滚板(15)厚度或叠片弹簧板(17)的厚度，此时在弹性槽(16)中的支持表面(18)的厚度，要等于叠片弹簧板(17)的厚度。
8.按权利要求2-7的连续工作压机及设备，其特征在于，淬火的滚板(15)，其表面硬度达到400-550布氏硬度。
全文摘要
一种连续工作的压机和制造木屑板的方法。为了在生产中以最大的生产速度并能够控制最佳的体积密度曲线，在进口空隙中的挤压材料经初压缩之后在后面的主要压缩段中通过挠性的压机机架及挤压块，设置一个减压区，其减压和加压是以一个陡峭的升角和降角，其正切值tanβ及tanβ
文档编号B27N3/24GK1140122SQ96105330
公开日1997年1月15日 申请日期1996年5月28日 优先权日1995年5月28日
发明者弗里德里希·B·比尔费尔特, 德特勒夫·克罗尔 申请人:J·迪芬巴赫机器制造有限公司