專利名稱:拌有粘合劑的植物碎片，尤其是木質碎片的擠壓工藝方法及設備的制作方法
本發(fā)明所涉及的是在活塞式擠壓機中擠壓拌有特別不受風雨影響的粘合劑之植物碎片，尤其是木質碎片的工藝方法及設備，該活塞式擠壓機具有權利要求
之第一項中前序部分中相應的諸特征。
(由DE-AS1247002已知有這樣的發(fā)明)它使每個被加壓的小碎片在擠壓過程中以某一確定方向排列。為達到此目的，要將混合物在第一級加壓過程中，用垂直作用的加壓活塞在垂直的加壓管道中以很大程度的壓縮進行予先擠壓，然后在第二級加壓過程中用水平作用的擠壓活塞進行最終擠壓。一旦人們理解了這一技術規(guī)范，就會看到，雖然在外側范圍的碎片采取了一個大概平行于表面的位置，但這也是長期以來由擠壓板的模壓工藝方法所公知的。在坯塊的中心部位仍然存在著碎片的隨機排列位置，尤其是生產厚壁擠壓產品時，更為突出。此外，早先已公知的方案，其錯誤在于相信，將混合物在予擠壓過程中進行很大的壓縮就會提高擠壓制品的抗彎強度。在予擠壓過程中，壓縮越強烈，擠壓時彼此相對被擠壓的部分就結合得越差。所以，這樣的產品比較容易沿這些單個部分的連接表面斷裂，從而就不會獲得有使用價值的抗彎強度。
因此，本發(fā)明的基本任務是，對早已公知的擠壓工藝方法作下述進一步改進大大提高擠壓產品的縱向抗彎強度，但同時又使單個擠壓部分緊密結合，使沿這些結合區(qū)一帶不再存有任何破裂危險。本發(fā)明還特別力求制造高價值、特別堅固的擠壓板，它的比重小，而且粘合劑不受風雨的影響，可用于諸如建筑物內墻、棚子等，在此，擠壓板具有所需的強本發(fā)明解決上述任務的方案可由權利要求
的主權項中所述的特征而知。
本發(fā)明是從以下認識出發(fā)的，即在最終擠壓的擠壓產品中，必須壓鑄出鮮明的層次，特別是較長的碎片至少須在外層中具有基本上是平行于擠壓方向的定向位置，強度不是總取決于以下一點，即碎片須大至平行于芯棒表層。如果這種平行狀態(tài)是縱向的，強度會增大很多。
但是，這種取向不能單純依靠擠壓混合料來實現(xiàn)，而是至少須將混合料中的較長碎片在裝入擠壓機的擠壓室時就予先進行取向排列。在這里，予壓縮的壓縮比應按以下要求選擇，即保證碎片的取向狀態(tài)不變，而且在擠壓過程中不發(fā)生根本性變化，較佳的壓縮比已在權利要求
中作了說明。
碎片的予先取向排列是在裝料時碎片自由降落到擠壓室的過程中進行的。意想不到的是，這可以用十分簡單的方法來實現(xiàn)，即通過狹窄的、在擠壓方向上縱向伸展的井狀構造來裝填混合料，這些井狀構造是由相互間隔一定距離、豎直安裝的薄壁腹板所形成的，且腹板的位置是固定不變的。
這種取向原理已由DE-OS2926087而公知，其中自然設有一個纖維網，這是木質壓板的壓力成型所必需的。除此而外，不同高低的腹板必須梳狀交錯并經受振動。
然而，在本發(fā)明中所采用的是位置固定、高度相同的腹板，它們以較現(xiàn)有技術中所采用的距離更大的距離安裝在擠壓室的一側。
本發(fā)明的另一個重要構思是，預先將聚集在擠壓室中的混合料從兩側進行壓縮。由于上述腹板的結構，預壓模必須擠過腹板之間的井狀構造。不過，預壓模的擠壓沖程也同樣是由腹板的高度來限制的。因此，藉助每一個預壓模只能導致外層的有限壓縮。這種有限壓縮比DE-AS1247002中的要小得多。
但是，也以此創(chuàng)造了先決條件，即使單個的擠壓部分互相極其牢固地結合在一起，而不表明予壓縮是不利的。
本發(fā)明所述的工藝方法既可以使用垂直作用的活塞式擠壓機，也可以使用水平作用的活塞式擠壓機。還可以斜向擠壓。但是，由于一般都采取水平擠壓，因而下面僅以此為出發(fā)點，而不將本發(fā)明局限于此。
在本發(fā)明的從屬權利要求
中，提及了許多方案，這些方案的技術效果可以從附圖及發(fā)明說明書看出。在此，意想不到的是，人們可以用適當?shù)姆椒ǜ淖兯槠目v向取向。這樣，譬如說，人們可以使外層中的碎片優(yōu)先地縱向取向，而在芯層中則或多或少地糾結排列。同時使所力求的碎片縱向取向排列在擠壓產品的整個厚度上，至少有相當大程度得以實現(xiàn)。當擠壓產品應該有縱向通孔時，這一點是尤為重要的。此時，人們可以意外地發(fā)現(xiàn)，在采用本發(fā)明所述的方法時，通孔周圍的壁部被壓縮成殼狀，而且在通孔之間還發(fā)現(xiàn)碎片是縱向取向排列的。預料不到的是，通孔與通孔越靠近，此現(xiàn)象就越容易發(fā)生。然而，此時為了使擠壓室能充分裝料，必須保持一個最小距離。通孔間的最佳距離是等于或稍大于通孔的半徑。
此外，本發(fā)明還證明了，要操縱上預壓模沿蓋住擠壓室進料口的腹板運動，以便開放擠壓室進行裝料過程。根據經驗，有一部分混合料在自由降落時堆積在腹板的上部端面上。因此，可以附加一個沿腹板運動或垂直于腹板運動的刮板，將混合料刮下來，從而有利于碎片按所需要的取向進行排列。
本發(fā)明更詳細的內容可由從屬權項、附圖及說明得知。在附圖中，用圖示的方法或舉例的方法描述了本發(fā)明。附圖為圖1多層擠壓產品的局部前視投影圖;
圖2圖1中多層擠壓產品有貫穿通孔時的局部前視圖;
圖3沿圖2中Ⅲ-Ⅲ截面平面的擠壓產品局部前視圖;
圖4活塞式擠壓機壓力室的橫截面(垂直于擠壓方向);
圖5圖4是處于加壓狀態(tài)的預壓模的橫剖面圖;
圖6活塞式擠壓機的縱剖面示意圖;
圖7帶刮板的送料袋之局部縱剖面;
圖8帶通孔的擠壓產品之橫截面，附有尺寸說明;
圖9及圖10兩種實施方案中的擠壓活塞之局部投影圖。
附圖的圖1中示出了擠壓產品1的局部投影圖，該擠壓制品厚度很大，例如厚度可達8.5厘米，且適于選作厚板、建筑物內墻、承力板等。本發(fā)明也包括按下面要描述的方法來制造的薄壁擠壓制品。
沿擠壓軸5所生產的產品1呈一種典型的層狀結構，該層狀結構應在擠壓時形成。上部保護層2及下部保護層3與芯層4相比，應該預先壓縮。在此情況下，有重大意義的是，至少在保護層2、3中，特別是那些較長的碎片呈平行于或近視平行于擠壓軸5的碎片取向6。
由此出發(fā)，應當將一種由植物碎片，尤其是木質碎片及粘合劑組成的混合物進行擠壓，而且碎片應當以長碎片為主。但是，沒有考慮到使用各不相同的混合料來形成2、3、4各層。所用的粘合劑應耐風化的。
圖2中所示的是擠壓產品1的一種變型，其中有縱向貫通且互相平行的通孔7。形成通孔壁的層8所受到的壓縮要比芯層4更強烈些。如果人們按照圖3那樣沿圖2中的Ⅲ-Ⅲ平面將擠壓產品1剖開，則在此剖面中同樣得到一種平行于擠壓軸5的較長碎片和碎片的取向排列6。
圖1至圖3所示的是按下述本發(fā)明工藝方法可能制得的產品。
圖4至圖6所述的實施例是以擠壓室10為出發(fā)點的，該擠壓室系由一般擠壓活塞的壓模外形12所限制的。在圖9及圖10中進一步描述的擠壓活塞20具有與圖1及圖2中的擠壓產品1相同形狀的橫截面，特別是長方形的橫截面。該活塞是在擠壓室壁11之間垂直于圖4的圖面操縱的。與壓模外形12的上側及下側相接的安有許多位置固定的腹板13，這些腹板之間有一定的距離，例如相距8毫米，并且是薄壁的、豎直定位裝緊的。因為所涉及的是磨損部件，所以應使用適于作鋸條的帶鋼。在上部腹板13之間，供料裝置14中的混合料可以自由進入;混合料應在自由降落時進入擠壓室10。在下腹板13之間的井狀構造18中聳立著下預壓模16的齒狀楔條，該預壓模在實施例中是沿箭頭22所示的垂直方向上往復運動的。這些楔條狀附件的自由端面形成了帶狀擠壓面40。腹板13與在下壓模16之間相應間隙17中的余隙相嚙合。
腹板13的功能是，將供料裝置14中的混合料所含的碎片在自由降落過程中排直，以便如圖1及圖2所示那樣得到基本上平行于擠壓軸5的碎片取向6。由于供料裝置14(如后面的圖6所示)及其出口(15)沿腹板13往復運動而有利于該碎片取向6。供料裝置14的下部邊緣可以一定距離裝在上腹板13的上部邊緣附近。在這種情況下，可以預料到，會有小部分混合料架在腹板13的上部邊緣上堆積起來。為使這些堆積物正確無誤地均勻分配到擠壓室10中，最好按圖7在振動著的供料裝置14上至少裝一塊刮板27，它隨之運動，有利于碎片縱向平行于擠壓軸5取向排列。
只要擠壓室一裝滿，上預壓模19便通過縱向移動平行于擠壓軸5進入處于上部腹板13之間的某個位置，該位置大致上與圖4中所示下預壓模16之位置相一致。在此位置上，藉助預壓模16、19(由水平的活塞式擠壓機)對混合料進行大致垂直方向的有效預壓縮。預壓模16、19上的楔條狀附件穿過腹板13之間的井狀構造18，到達其(如圖5所示)最終位置，該最終位置與圖4中所示的擠壓活塞的外形12相合。以此方法實現(xiàn)對保護層2、3(參見圖1及圖2)的預壓縮，預壓縮所應達到的程度是，使隨后進行的擠壓沖程能將各個擠壓部分互相牢固地結合在一起。例如，已證明以1∶2的比例進行預壓縮是合適的。這種預壓縮的結果是，將已經縱向取向的碎片固定在自己的位置上，并且在擠壓沖程時保持該位置不變。
在圖6的示意描繪中，示出了擠壓裝置的垂直縱剖面。擠壓活塞20是按箭頭21在水平方向被驅動作往復運動的。最好使用與DE-PS 29 32 406相當?shù)臄D壓技術。擠壓活塞20的運動距離是由上、下所裝的腹板13所表示。其中，下預壓模16的位置是用其沖程方向來說明的。在擠壓軸5的方向上擠壓室10連有一個時效硬化通道25，這是首先依照DE-PS 25 35 989及DE-PS 27 14 256的技術規(guī)范發(fā)展起來的。在上部腹板13之上有一個在箭頭26所示方向上作往復運動的供料裝置14。該供料裝置14在實施例中是裝在滑架24上的，該滑架還承載上壓模19。上壓模19進入上部腹板13(參見圖4)之間的井狀構造18中一定距離，而且在滑架24進行往復運動時，上壓模19還附帶有將供入擠壓室10的混合料堆整平的作用。只要擠壓室10一裝滿混合料，滑架24就進入某個位置，在此位置上，上預壓模19重合地壓在下預壓模16的上面。在滑架24上裝有沖程發(fā)生器23，這些發(fā)生器在箭頭22的方向上把上預壓模19推進到圖5所示的終端位置上。
如果接下來就進行擠壓活塞20的擠壓沖程，那么預壓模16、19就都保持在其如圖5所示的位置上，不發(fā)生位置變化。
人們掌握了用圖4至圖6所描繪的設備來獲得不同的效果。如果注重考慮的是在按圖1及圖2所示擠壓產品1的整個橫截面上產生一個大至為縱向的碎片排列6，則應該使供料裝置14沿箭頭26所示的方向連續(xù)不斷地作的往復運動，直到擠壓室裝滿混合料為止。反之，如果人們注重考慮的是，僅使保護層2、3配有這一種擇優(yōu)的縱向取向排列6，并且使芯層4中的混合物有某種程度的糾結而辨別不出明顯的碎片取向，那么往復運動只有在向腹板13之間的井狀構造18(圖4)加料時進行最為合適，而為形成芯層4的擠壓室供料則可以在供料裝置14作大大減緩的進走運動的過程中進行。在這種情況下，大體上不對降落下來的混合料中的碎片取向進行干與。
鑒于上述考慮，提出一種可以達到相似效果的方案。比如說，可以將供料裝置14進行改進，使它復蓋擠壓室10的整個裝填范圍。然后，可以設想使腹板13在沿其縱向范圍內處于振動狀態(tài)，振動可以是小振幅、高頻率的。藉此措施，不利用圖6所示的運動著的供料裝置14的動態(tài)流動作用，也可以使碎片實現(xiàn)平行于擠壓軸5的縱向取向6。將腹板13的正面與產生振動的裝置，例如電磁振動器結合在一起，就可以實現(xiàn)這樣的運動。如果使腹板13保持不變的固定位置，而供料裝置14沿擠壓軸5處于振動狀態(tài)，也可以達到同樣的目的。
另外，必須指出的是，預壓模16、19上的楔條附件，盡管它有間隙17，但它根本不會引起混合料的預壓縮。根據經驗，預壓縮壓力是沿帶狀擠壓面40傳遞的。在制成的擠壓產品表面上僅產生帶狀顏色深淺變化，但它不會給強度帶來不利影響。如果人們不想用彩紙粘貼擠壓產品1，比如說膠合貼面板，那么只要稍微磨光一下表面即可消除這種顏色上的深淺變化。
如果要想生產圖2所示的擠壓產品，則通孔7互相之間的距離是很重要的。在已知的擠壓產品中，通孔7之間的距離至少為通孔7半徑的1.5倍。與此相反，本發(fā)明則建議縮小的該距離。圖8中示出該距離大致等于通孔7直徑D的一半。距離的最佳值可以稍稍大于上述建議的尺寸比例，但大大小于已知的尺寸比例。試驗表明，藉圖8所示的尺寸規(guī)定，一方面可以獲得最佳的壓縮層8(參見圖2)，它呈拱形位于單個通孔7的周圍。另一方面，在相應向擠壓室10供料時，位于通孔7之間的芯部腹板34中具有相當一部分平行于擠壓軸5排列的碎片6，這一點可由圖示3得知。
但是，通孔7之間挨得越近，碎片自降落裝入形成通孔7的芯棒下面的擠壓室部分就越困難。為避免此不足之處，可使下預壓模16在加料的同時隨同下腹板13以及容納這些部件的外殼一起垂直于擠壓軸5進行往復運動，同時通過這種運動來分配積聚在擠壓室下部的混合料(圖4)。
最后，在圖9及圖10示出了擠壓活塞20的局部投影簡圖。由DE-AS 12 47 002已知，擠壓活塞20的端面是凹形后縮安裝的。代替這種安裝方法，圖9說明了一種由一個突出的端面條紋35及二個不斷互相轉換、稍稍后縮的中間條紋36形成的凸形。然而，與已知的技術規(guī)范不同的是，在合線37、38之間的邊緣部分上裝有波狀彎曲39，由此得到一個優(yōu)點，即互相結合的擠壓部分更緊密地咬合在一起，而基本上不影響碎片的取向6。
在圖10所描繪的實施例中，示出了擠壓活塞20之端面上的凹拱結構41，它在鋸齒狀條紋42中沿得很圓的活塞邊緣轉移。
在兩種情況下，應該對擠壓活塞進行冷卻，以便防止緊貼在擠壓活塞上的那部分混合料過早粘結。
擠壓模的端面條紋可以改為楔條狀條紋并旋緊在各自的壓模體上。在這樣的情況下，如果使用突頭螺釘，證明是有優(yōu)點的，因為它在被擠壓物上的復型促進了被互相擠壓的擠壓部分緊密結合。
明細表1、擠壓產品(例如，板)2、上保護層3、下保護層4、芯層5、擠壓軸6、碎片取向7、通孔8、壓縮層9、分離面10、擠壓室11、擠壓室壁12、壓模外形13、腹板14、供料裝置15、出口16、下預壓模17、間隙18、井狀構造19、上預壓模20、擠壓活塞21、擠壓活塞的沖程方向22、預壓模的沖程方向
23、沖程發(fā)生器24、滑架25、時效硬化通道26、供料裝置的沖程方向27、刮板28、腹板延伸部29、單開室30、沖程方向31、旋轉腹板32、轉向軸33、混合料34、芯部腹板35、端面條紋36、中間條紋37、合線38、合線39、波狀彎曲40、帶狀擠壓面41、凹拱結構42、鋸齒狀條紋勘誤表
權利要求
1.利用活塞式擠壓機壓制混有特別耐風雨粘合劑的植物碎片，尤其是木質碎片，該擠壓機連有加熱時效硬化通道，在通道中將供入擠壓室的混合料在擠壓沖程之前垂直于擠壓軸進行壓縮。該擠壓法的特征在于將一種摻有部分較長碎片，例如銷釘狀碎片的混合料在供入擠壓室的同時定向排列，使較長碎片平行于或者近似地平行于擠壓軸，接著將混合料的外表層以某種小壓縮比先進行壓縮，以便使外層中已取定向排列的碎片在隨后的擠壓沖程中位置保持不變。
2.權利要求
1.所述工藝方法的特征在于，混合料是以大約1∶1.5至1∶2.5的壓縮比，主要是以1∶2的壓縮比進行壓縮的。
3.權利要求
2.所述工藝方法的特征在于，藉助在混合料自由降落范圍內平行于擠壓軸并以間隔距離伸展、豎立安裝的薄壁腹板對碎片進行定向排列。
4.權利要求
3.所述工藝方法的特征在于，將堆積在刮板上的混合料刮到腹板之間的井狀構造的范圍內。
5.權利要求
1.或其后任一項權利要求
所述工藝方法的特征在于，混合料是在具有出料口的供料裝置沿擠壓軸進行往復運動的同時供入擠壓室的。
6.權利要求
1.或其后任一項權利要求
所述工藝方法的特征在于，擠壓室中混合料的壓縮是藉助位置固定不變的腹板之間的井狀構造來完成的。
7.權利要求
1.或其后任一項權利要求
所述工藝方法的特征在于，將壓縮的混合料至少壓擠200毫米的距離，一般是400至600毫米，而且至少有一部分由時效硬化通道引起的、影響擠壓的摩擦力在擠壓進程中被減少或抵消。
8.權利要求
1.或其后任一項權利要求
之所述工藝方法的特征在于，將擠壓活塞進行冷卻。
9.實施權利要求
1.或其后任一項權利要求
所述工藝方法的設備，由一個活塞擠壓機組成，該擠壓機裝有帶加熱時效硬化通道的擠壓房和垂直于擠壓軸預先壓縮擠壓室中混合物的裝置，因此該設備的特征在于，緊接擠壓室(10)的加料側，和對側裝有許多豎立安裝且平行于擠壓軸(5)、互相間隔一定距離的薄壁腹板(13)，在這些腹板之間，垂直于擠壓軸(5)，操縱的予壓模(16、19)，可運動到與擠壓活塞(20)的壓模外形(12)相應的平面上。
10.權利要求
9.所述設備的特征在于，每個予壓模(16、19)的外形為梳狀形體，它在帶狀加壓面(40)所形成的齒之間有平行于擠壓軸伸展、容納腹板(13)的間隙(17)。
11.權利要求
9.或10.所述設備的特征在于，配置給擠壓室(10)裝料口的予壓模(19)沿腹板自一個開放裝料口的位置移動到蓋住該裝料口的位置。
12.權利要求
9.或其后各項所述設備的特征在于，該設備配有一個活動刮板，它影響著堆積在腹板(13)附近的混合料(33)。
13.實施權利要求
1.或其后任何一項所述工藝方法所采用的設備，配有平行于擠壓軸、通過擠壓室及擠壓活塞、在擠壓產品中形成通孔的芯棒，因此該設備的特征在于，芯棒間的距離大致相當于芯棒的半徑。
14.實施權利要求
1.項或其后任何一項所述方法所采用的設備，其中擠壓活塞的端面成楔形，其特征在于，擠壓活塞(20)端面的中間部分呈凹形或凸形的條紋(35、36)，而擠壓活塞(20)的邊緣部分成垂直于擠壓軸(5)的波紋狀或齒狀。
15.權利要求
9.或其后任何一項所述設備的特征在于，位于裝料口對面的予壓模(16)和配備給它的腹板以及導向裝置是垂直于擠壓軸往復操縱的。
專利摘要
為了在擠壓拌有粘合劑的植物碎片，尤其是木質碎片對既減小比重又大大提高擠壓產品(1)的抗彎強度和彈性模量，本發(fā)明建議，在將混合料供入活塞式擠壓機的擠壓室(10)時，對混合料施加影響，至少使較長的碎片進行大致平行于擠壓軸(5)的取向排列(6)。隨后將混合料的保護層(2、3)在很小的程度上進行預壓縮和擠壓，使已經縱向取向的碎片被固定在其位置上，而且在接著進行的擠壓沖程中取向位置不再變動。
文檔編號B27D1/08GK85101751SQ85101751
公開日1987年1月31日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者安東·赫根斯托勒X·斯庇斯 申請人:安東·赫根斯托勒導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan