Verfahren zur Gewinnung von verfilzbaren Holzfasern zur Erzeugung von Formkörpern. Für die Herstellung von Formkörpern aus Holzfaserstoffen sowie für die Verfaserung von Holz zu diesem Zweck sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden. Bei einigen die ser bekannten Holzzerfaserungsverfahren wer den Holzabfälle auf Holzschliff verarbeitet, bei andern Verfahren wird die Zerfaserun g2 bzw. Zerreissung des Holzes durch Dampfein wirkung herbeigeführt. Es gibt auch Ver fahren, bei denen durch gleichzeitige Anwen dung von Hitze und Mahldruek eine Los lösung der Holzfasern voneinander bewirkt wird. Ferner sind auch Verfahren bekannt, bei denen Holzhacksehnitzel zunächst in Chemikalien gekocht und dann in Mahlgeräten zerquetscht und zermahlt werden.
Derartige Verfahren haben Eingang in die Praxis gefunden, sind aber entweder recht umständlich und kostspielig oder führen zu für die Formkörperherstellung unbrauch barer Fasermasse. So haben bekannte Pappe platten, die aus Holzschliff auf üblichen Pa piermaschinen hergestellt wurden, nicht be friedigt. Ausserdem erfordert die Holzschlei ferei hohen Kraftbedarf. Als Ausgangs material dienen dabei meist etwa 0,5 bis 1 m lange Hölzer, die dem Sehleifprozess unter worfen werden. Die zum Verschleifen klei nerer Abfälle entwickelten Spansehleifer (ZVDI 68, 1924, S.1319) haben sieh nicht bewährt. Der anfallende Holzschliff wird von den Splittern befreit und in verschiedene Fraktionen zerlegt.
Ausser dem für die Pa pierfabrikation angestrebten, für die Platten und Formkörperherstellung weniger er wünsch ten Feinschliff enthält der Holzschliff stets gewisse Mengen Mehlstoffe und Schleimstoffe und damit Stoffe, die sieh infolge geringer Faserlänge an den normalen Verfilzungsvor- gängen nicht. mehr beteiligen, dagegen aber die Entwässerungs- und Trockengeschwindig keiten der Formkörper noch stärker als Fein schliff herabsetzen und die Abwässer belasten.
Die Verfahren, welche ein Zerfasern bzw. Zerreissen des Holzes mittels Einwirkung von Dampf herbeiführen, erfordern eine vorherige Zerkleinerung des Holzes auf Hackspäne von etwa 2 X 5 cm Grösse und eine Sichtung des Gutes zum Zwecke der Abscheidung zu grober und zu feiner Anteile. Die Hackspäne wer den sodann einem Dämpfvorgang und zusätz lich einem Quetschvorgang unterworfen, oder es werden von vornherein höhere Dampf drucke angewandt und die Zerfaserung durch deren plötzliche Entspannung herbeigeführt.
Kochungen führen zwar ebenfalls wie die vorerwähnten Wärmebehandlun-en zu weichen Fasern, anderseits verursachen sie aber auch Faserschädigungen und lösen Holz bestandteile heraus, die gegebenenfalls bei der Erzeugung von Formkörpern an sieh er wünscht wären und statt dessen die Abwässer belasten.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es nun, die Gewinnung von verfilzbaren Holz fasern und damit auch die Erzeugung von daraus herzustellender Formkörper zu verein fachen und zu für die genannten Zwecke gut geeigneten Holzfasern zu gelangen, ohne dass dabei eine zusätzliche Behandlung mittels Wärme, Dampf oder dergleichen erforderlich wäre oder ein Anfall die Formstückeschädi gender oder das Abwasser belastender Stoffe in Kauf genommen werden müsste.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, die Späne bis zur Ver filzungsfähigkeit zu zerfasern. Dies wird er findungsgemäss dadurch erreicht, dass zerstük- keltes Holz ohne weitere Vorbehandlung mit Hilfe von Schneidwerkzeugen zu mindestens vorwiegend längsgefaserten Holzspänen von der Form von rechteckigen Streifen und Na deln zerspant wird, wobei die Streifen in sich quer zu ihrer Längsrichtung gestaucht sind und damit Neigung zum Zerfall in Nadeln aufweisen, während die Nadeln mindestens teilweise in der Längsrichtung aufgespalten und gekräuselt sind,
und dass die so gewon nenen Späne dann in einer nassarbeitenden Mahlvorrichtung bis zur Verfilzungsfähigkeit zerfasert werden, damit sie, gegebenenfalls unter Beimischung von Bindemitteln oder andern Mitteln, zu Formkörpern verarbeitet werden können.
Zwei besonders vorteilhafte Durchfüh rungsbeispiele des erfindungsgemässen Ver fahrens werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert.
Nach der einen dieser beiden ganz beson ders zweckmässigen Ausführungsformen er folgt die Zerspanung des Holzes in der Weise, dass von ihm senkrecht zu seiner Faser- rielhtung Späne mittels kreisender Schälwerk zeuge abgehoben werden, welche das Holz tan gential zu dem Flugkreis angreifen und wobei entweder die Werkzeuge oder das Holz in der Flugkreisebene bewegt werden.
Nach der zweiten dieser beiden besonders zweckmässigen Ausführungsformen erfolgt die Zerspanung des Holzes mittels kreisender Schneidwerkzeuge, welche das Holz sowohl in der Flugkreisebene als auch tangential zu dem Flugkreis unter schälender und stemmender Wirkung angreifen, wobei entweder die Werk zeuge oder das Holz in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Spangestaltung verschie den zur Flugkreisebene bewegt werden können.
Im ersten Falle wird von den im wesent lichen längsgefaserten Holzspiinen der grössere Teil in Form von ungefähr rechteckigen Strei fen erhalten, also im wesentlichen in zwei dimensionaler Ausbildung, welche Streifen quer zu ihrer Längsriehtun g gestaueht sind und damit Längsbrüchigkeit und die Neigung zum Zerfallen in längsgefaserte Nadeln auf weisen, welche Nadeln jedoech in geringerer Menge anfallen.
Im zweiten Falle wird von den im wesent lichen längsgefaserten Holzspänen der grö ssere Teil nadelförmige Gestaltung aufweisen, also eindimensionale Ausbildung besitzen, und mehr oder weniger in der Längsrichtung aufgespalten und gekräuselt sein. Die Strei- f enspäne fallen dabei in geringerer Menge an.
Wird ein normaler Fräskopf an zua zer- spanendes, zerstückeltes, aber sonst nicht wei ter vorbehandeltes Holz so angesetzt, dass dessen Faserrichtung der Antriebswelle des Kopfes parallel läuft, und wird das Holz oder der Fräskopf so vorgeschoben, dass die V or- schubrichtung quer zur Faserrichtung bzw. tangential zu den Flugkreisebenen des Fräs- kopfes verläuft, so fallen rechteckig-streifen- förmnige, in den Seitenlängen der Messerlänge und der Beistellung des Holzes entsprechende, zum Zerfall in längsgefaserte Nadeln neigende Späne an.
Fig. 1 zeigt als Ausführungsbei spiel schematisch eine aus zwei mit gleich dimensionierten Fräsköpfen besetzten An triebswellen bestehende, für dieses Zerspa- nungsverfahren vorteilhafte Anorcdnung. Auf der vorgeordneten Welle 1 sind eine Anzahl Fräsköpfe 2 so angebracht, dass zwischen den Fräsköpfen Zwischenräume verbleiben, die der Länge der Fräsinesser 3 entspreelien oder eine KleiniflUeit kürzer sind.
Auf der nach geordneten Welle -1 sind die Fräsköpfe 5 der art angeordnet, dass sie zu den Fräsköpfeir der vorgeordneten Welle auf Liieke stehen. Wird nun das Zerspanungsgut @l, dessen Wachstums-, das heisst. Faserrichtung den Antriebswellen parallel läuft, in Richtung (oder Gegenrichtung) des Pfeils 6, also quer zu seiner Wachstumsrichtung bzw. tangential zu den Flugkreisen der Fräsköpf e vorgescho ben bzw.
wird die Fräskopfanordnung im Ge gensinn (oder im Sinn) des Pfeils 6 bewegt, so wird von dem Zerspanungsgut eine der Bei stellung 7 entsprechende Partie abgearbeitet und dabei das Zerspanungsgut hauptsächlich zu rechteckig-streifenförmigen Spänen zer- spant, deren Länge derjenigen der Fräs- messer entspricht. Hierbei arbeiten die Fräs- messer der nachgeordneten Welle 4 die Bah nen des Zerspanungsgutes ab, die beim Vor beigang an der vorgeordneten Welle in den Lücken der Fräsköpfe stehenblieben, so dass anschliessend derselbe Vorgan g, mit demselben oder einem benachbarten Werkzeug von neuem einsetzen kann.
Das Verhältnis der Vor- schubgesehwindigkeit zur Drehzahl der Fräs- köpfe unter Berücksichtigung der Messerzahl auf diesen bestimmt die Spanstärke, so dass durch Regulierung dieses Verhältnisses die Dünnscheibigkeit zu erzielen ist, die den Zer fall der Spanstreifen in längsgefaserte Na deln erleichtert.
Der Zerfall der Späne in längsgefaserte Nadeln kann auch durch andere Massnahmen begünstigt werden. In Fig. 2 ist unter a ein Span dargestellt, der erhalten wird, wenn normal gewachsenes Holz so an die Vorrich tung angelegt wird, wie es Fig. 1 darstellt (Wachstumsrichtung genau parallel zu den Antriebswellen). Dagegen ist in Fig. 2 unter b ein Span dargestellt, der erhalten wird, wenn das Zerspanungsgut in die Vorrichtung um eine Kleinigkeit schrä g versetzt. derart einge- fülhrt wird, dlass das eine Ende eines Balkens, Rundholzes oder dergleichen dem andern Ende etwas voreilt.
Der in Fig. 2 dargestellte Span c wird erhalten, wenn das Zerspanungsgnt so eingeführt wird, dass die (gedachte) grad linige Verlängerung seiner Hauptwaclstums- richtung beim Passieren jeder Fräskopfwelle mit der Verlängerung dieser ausserhalb der Apparatur einen spitzen Winkel bildet. Diese beiden Massnahmen können auch gemeinsam angewendet werden.
Bei solchen Sclrägstel- lungen des Zerspannngsgutes werden auf die Spanlänge einzelne oder einige Jahres- ringe je nach dem für die Schrägstellung, die Versetzung und das Voreilen gewählten Mass angeschnitten; die Zerspanung erfolgt jedoch auch hier stets vorwiegend in der Haupt faserrichtung des Zerspanunsgutes. In den Fällen, in denen das Zerspanungsgut Unregel mässigkeiten im Wachstumsverlauf (Krüm mungen, Verwerfungen, Drehwuchs usw. ) zeigt, fallen auch ohne diese Massnahmen Späne an, bei denen über die Spanlänge ein oder einige Jahresringe angeschnitten sind. Solche Späne zerfallen bei der Herstellung meist schon weitgehend in längsgefaserte Na deln.
Alle mittels dieses Zerspanungsverfah- rens erhaltenen Späne sind in sieh und unter einander äusserst gleichmässig und gleichartig, sie bedürfen keiner grossen anschliessenden Mahlarbeit, um vollends zerfasert zu werden, und lassen bei dem Mahlvorgang ein weit gehend gleichmässiges Fasergemisch entstehen.
Gleichfalls sehr gleichmässige und gleich artige Späne lassen sieb auch mittels zugleiclh schälender und stemmender Werkzeuge erhal ten. Ein solches zugleich schälendes und stem mendes Werkzeug ist z. B. die Säge. Die Schneide jedes Sägezahnes, die (bei unge- schränkten Zähnen) in der Ebene des Säge blattes verläuft, arbeitet schälend, während die auf dieser mehr oder weniger senkrecht stehende Schneide, deren Länge der Stärke des Sägeblattes entspricht, stemmend wirkt. Die Form der Zähne, ihre Schränklung, etwaige Beschleifungen usw. ändert im Prinzep die schälende bzw. stemmende Wirkung dieser Schneiden nicht.
Als Ausführungsbeispiel für die Herstel lung von Spänen in der erwähnten Art sei eine Tauinelsäge gewählt in einer Anwendung. wie sie in Fi--. 3 und -1 veranschaulicht ist.
In Fig. 3 \bezeichnet S das Blatt einer Taumelsäge, das in bekannter Weise auf der Welle 9 befestigt ist. Vom Beschauer aus ge sehen sind die Zähne Sa rechts und die Zähne 8b links geschränkt. Das Zerspanungsglit A wird in Richtung des Pfeils 10 beigestellt.. Seine IIauptivaehstitmsrichtnng verläuft senk recht zur Zeiehnnngsebene, also senkrecht zur Antriebswelle 9 und tangential zti den Flugkreisen der einzelnen Zähne. In Fig. 3 ist das bei einem Drehsinn gemäss Pfeil 11.
von den rechts geschränkten Zähnen bis zu ihrer Angriffsstelle zurückzulegende Stiück ihres jeweiligen Flugkreises gestrichelt einge zeichnet und bis zuum Doppelpfeil 12, 13 ver längert. Der Vorschub des Zerspanungs- gutes erfolgt im allgemeinen im Sinne der W achstumsrichttung.
Das Zerspanen und die Ausgestaltung des Sägeblattes lassen sich auch noch modifizie ren, um den Spancharakter zu beeinflussen, z. B. der jeweils angewandten Holzart an zupassen, und um noch feinere und gleich mässigere und unter sich gleichartigere Späne zu erzielen, wie nachstehend noch näher er läutert wird. Bei der Taumelbewegung des Sägeblattes im Sinne des Pfeils 12 der Fig. 3 wirken vor zugsweise die rechtsgeschränkten Zähne 8a und bei der Taumelbewegung im Sinne des Pfeils 13 die linksgeschränkten Zähne 8b auf das Zerspanungsgut ein.
Es werden feinere und gleichmässigere Späne erhalten, wenn alle Zähne des wirksamen Sägeblatthalbkrei ses der Taumelbewegung nach rechts (Pfeil 12) nur nach rechts und alle Zähne des Halbkreises der entgegengesetzten Taumel bewegung (Pfeil 13) nur nach links ge schränkt werden.
In Fig. 4 stellt wieder 8 das Blatt der auf der Welle 9 befestigten Taumel säge dar. Das Zerspannungsgut A ist bezüg lich seiner Wachstumsrichtung wie in Fig. 3 angelegt. Die Vorschubrichtung (Pfeil 16) ist hier jedoch im Gegensatz zu der bei Fig. 3 angegebenen, die dem Pfeil 14 der Fig. 4 entsprechen würde, eine Resultante der bei den Komponenten 14 und 15. Eine Vergrösse rung der Komponente 15 erhöht die schälende Wirkung des Schneidwerkzeuges, ein Um stand, der zur Modifizierung des Spancharak ters zu benutzen ist, um z. B. aus verschie denen Holzarten jeweils den Span herauszu holen, der sich für die Weiterzerkleinerung bzw. Zerfaserung in einer nassarbeitenden Mahlvorrichtung am besten eignet.
Aus den in Fig. 3 gestriechelt gezeiehneten Flugkreisteilstrecken ist ersichtlich, dass die Abstände der Flugkreise benachbarter Zähne verschieden sind, je nachdem sieh die Zähne näher oder entfernter von einem Wendepunkt der Taumelbewegung des Sägeblattes befin den. Bei näherer Betrachtung der Flugkreis abstände erhellt, dass die Flugkreisabstände der Zähne jedes Quadranten des Sägeblattes (vom Taumelwendepunkt bis zum Kuhlmina- tionspunkt des durch die beiden Taumelwende- punkte definierten Halbkreises des Sägeblattes usw.) dem Sinusgesetz gehorchen.
Gleiehe Flugkreisabstände werden daher geschaffen, wenn die Abstände der Zähne über den Qua dranten bzw. jeden Halbkreis im Sinne dieser Gesetzmässigkeit reguliert werden, wie es z. B. in Fig. 5 dargestellt ist. Da die Flugkreis abstände benachbarter Zähne unm so kleiner werden, je näher die Zähne an einem der beiden Wendepunkte der Taumelbewegung stehen (siehe Fig. 3), werden deren Abstände auf dem Sägeblatt dementsprechend ver grössert, wie es z. B. in Fig. 5 angezeigt ist, in der ein Sägeblatthalbkreis mit gleichsinnig geschränkten und bezügliclx des Abstandes be nachbarter Zähne derart einregulierten Zäh nen in der Aufsicht und in Seitenansicht dar gestellt ist.
Gleiche Flugkreisabstä.nde benaehbarter Zähne können aber auch durch verschieden starke Schränkung und/oder verschieden starkes seitliches Anschleifen der Zähne er zielt werden.
Aus gleichen Flugkreisabständen sänxt- licher Zähne auf dein Blatt der Taumelsäge resultieren Späne unter sieh hervorragend gleichartigen Charakters, die durch die Wei terbehandlung in einer nassarbeitenden -Mahl- vorrichtung in ein weitgehend gleiehmäss iges Zerfaserungsprodukt zerlegt erden.
Die durch die beschriebene Anordnung und das beschriebene Verfahren erzeugten. Späne haben eine durch die Modifizierung des Verfahrens beeinflussbare Spindel- bis fadenförmige Gestalt, sind der Modifizierung entsprechend mehr oder weniger stark ange- fasert und fibrilliert; sie fallen vorwiegend in der Längsrichtung des gewachsenen Holzes an; einzelne Jahresringe sind angeschnitten.
Infolge dieser Eigenschaften neigen auch diese Späne zum Zerfall in kleinere Aggregate und in die Einzelfasern, die in ihrer Länge erhalten geblieben sind, und sie können dem zufolge durch bemerkenswert geringe Mahl einflüsse in die verfilzungsfähigen Fasern zer legt werden. Es kann zerstückeltes Holz ver schiedener Art, vor allem können auch Holz abfälle, wie Schwarten, Säumlinge, Spreisel- holz, Knüppel, Äste als Ausgangsmaterial herangezogen werden.
Die daraus mit Schneid werkzeugen ohne weitere Vorbehandlung her gestellten, ganz oder mindestens vorwiegend längsgefaserten Holzspäne weisen die Eigen schaft auf, durch die nachfolgende einfache Behandlung im Holländer oder in einer son stigen nassarbeitenden Mahlvorrichtung in Fasern aufgeteilt werden zu können, welche sehr gut verfilzen und auch sonst Eigen schaften besitzen, die sich auf die Gütewerte der daraus aufgebauten Formkörper, wie Platten, auf das vorteilhafteste auswirken.
So ist in den erhaltenen längsgefaserten oder mindestens vorwiegend längsgefaserten Spänen, das heisst solchen, in denen die Längs richtung der Späne ganz oder nahezu mit der Faserrichtung des Holzes zusammenfällt, die überwiegende Mehrzahl der Fasern im Holz nicht zerschnitten, so dass bei der anschliessen den Zerfaserung keine zu kurzen, für die V erfilzungsvorgänge bei der Formnkörperbil- dung nicht oder nur noch wenig geeignete Fasern anfallen. Es kommt wohl vor, dass bei der erläuterten Zerspanung Späne an fallen, bei denen über eine Spanlänge von bei spielsweise einigen Zentimetern einige Jahres ringe angesehnitten sind.
Derartige Späne zerfallen bei der folgenden Nachbehandlung im allgemeinen leichter in Fasern oder Faser bündel als solche, deren Länge gänzlich mit der Wachstumrichtung zusammenfällt. Auch derartige Späne sind für die Erzeugung von Formkörpern brauchbar, da die Streifen infolge ihrer Stauchung und die Nadeln in folge ihrer Aufspaltung in Längsrichtung und der Kräuselung zum Zerfall des Holzes neigen. Diese Eigenschaften können dabei durch Anpassung und Einstellung der zu be nützenden Schneidwerkzeuge noch verstärkt werden.
Ein Vorteil der Erzielung eines im wesent lichen längsgefaserten Holzspans besteht darin, dass die Zerspanung des Holzes in seiner Längsrichtung den geringsten Kraftbedarf erfordert und dadurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens fördert.
Ein weiterer Vorteil der erläuterten Zer- spanungsart ist in der mühelos erreichbaren weitgehenden Gleichartigkeit der Holzspäne zu erblicken. Eine solche Gleichartigkeit ist nämlich bei jeder Verarbeitungsart von Holz spänen eine wesentliche, bei Verwendung von Abfallspänen nur praktisch nicht erfüllbare Vorbedingung dafür, dass die Späne gleichen Einflüssen unterworfen werden können und dementsprechend auch in weitgehend gleich artige Zerkleinerungsprodukte zerfallen, und dass deren Feinheitsgrad durch die Regelung eben dieser Einflüsse festgelegt werden kann.
Bei den geschilderten Zerspanungsarten fällt, wie auch immer die nachfolgenden Einflüsse dosiert werden, stets ein splitterfreies und auch mehlstoff- und schleimstofffreies Pro dukt an, und es entfallen so auch die andern falls auftretenden Nachteile und Schwierig keiten.
Die erhaltenen Späne werden nun im Holländer oder andern nassarbeitenden 1VIah1- vorrichtungen der Papierindustrie so lange weiterzerkleinert bzw. zerfasert, bis der je weils gewünschte Zerteilungsgrad bzw. die gewünschte Verfilzungsfähigkeit erreicht ist. Mahldauer und Mahldruelz: sind somit abhän gig von dem gewünschten Zerteihmgsgi#acl bzw. der angestrebten Verfilznngsfähigkeit und damit naturgemäss auch noch mittelbar von der vorgelegten Span- und Holzart.
Wäh rend des Zerkleinerung s- bzw. Zerfaserungs- vorganges können dem Holländer, Kollergang oder dergleichen Mahlvorrichtungen auch bereits Bindemittel und/oder andere Zusätze, soweit solche vorgesehen sind, zur Durch- inischung oder sonstigen Verarbeitung zu gesetzt werden, so dass der an dieser Stelle eingesetzte Kraftaufwand auch für derartige Massnahmen ausgenützt wird. Der durch gearbeitete Inhalt der Mahlvorrichtung ge ge langt hiernach in üblicher Weise zur Weiter verarbeitung auf das Endprodukt bzw. die herzustellenden Formkörper.
Im wesentlichen längsgefaserte Holzspäne, welche bei ungefähr rechteckiger Streifenform in sich quer zu ihrer Längsrichtung gestaucht sind und damit Längsbrüchigkeit und die Neigung zum Zerfallen in längsgefaserte Na deln zeigen, und solche, die Nadelform auf weisen und mehr oder weniger in der Längs richtung aufgespalten und gekräuselt sind, lassen sich nach verschiedenen Spanerzeu gungsprinzipien herstellen, wie z. B solcher schälender, stammender, schabender, fräsender Art.
Process for the production of feltable wood fibers for the production of moldings. Various processes have become known for the production of moldings from wood fibers and for the fiberization of wood for this purpose. In some of these well-known wood shredding processes who process the wood waste on wood pulp, in other processes the shredding or tearing of the wood is caused by the effect of steam. There are also processes in which the simultaneous application of heat and grinding pressure causes the wood fibers to detach from one another. Furthermore, methods are also known in which wood chopping tendons are first cooked in chemicals and then crushed and ground in grinders.
Such processes have found their way into practice, but are either quite cumbersome and expensive or lead to fiber mass unusable for the production of molded bodies. So have known cardboard plates that were made from wood pulp on conventional paper machines, not be satisfied. In addition, wood grinding requires a lot of effort. The starting material used is mostly wood that is around 0.5 to 1 m long and subjected to the grinding process. The chip grinders developed for grinding smaller waste (ZVDI 68, 1924, p.1319) have not proven their worth. The resulting wood pulp is freed from the splinters and broken down into different fractions.
In addition to the fine sanding aimed for in paper production and less desirable in the production of sheets and moldings, wood sanding always contains certain amounts of flour and mucilage and thus substances that are not seen in normal felting processes due to the short fiber length. participate more, but reduce the dewatering and drying speeds of the moldings even more than Feinschliff and pollute the waste water.
The processes that cause the wood to shred or tear through the action of steam require the wood to be shredded into chips of about 2 X 5 cm in size beforehand and the material to be sifted for the purpose of separating out too coarse and too fine fractions. The wood chips who are then subjected to a steaming process and additional Lich a squeezing process, or higher steam pressures are applied from the outset and the fraying is brought about by their sudden relaxation.
Like the aforementioned heat treatments, boiling leads to soft fibers, but on the other hand they also cause fiber damage and release wood components that might be desirable in the production of moldings and instead pollute the waste water.
The present invention now makes it possible to simplify the production of feltable wood fibers and thus also the production of molded articles to be produced therefrom and to arrive at wood fibers that are well suited for the purposes mentioned without additional treatment by means of heat, steam or the like being required or an accumulation of substances harmful to fittings or polluting wastewater would have to be accepted.
The present invention is based on the idea of fiberizing the chips until they can be felted. According to the invention, this is achieved by cutting chopped up wood without further pretreatment using cutting tools into at least predominantly longitudinally fibred wood chips in the form of rectangular strips and needles, the strips being compressed transversely to their longitudinal direction and thus inclination exhibit to disintegrate into needles, while the needles are at least partially split and crimped in the longitudinal direction,
and that the chips obtained in this way are then fiberized in a wet grinding device until they can be felted, so that they can be processed into shaped bodies, optionally with the addition of binders or other agents.
Two particularly advantageous examples of implementation of the inventive method are explained below with reference to the drawing.
According to one of these two particularly useful embodiments, the wood is machined in such a way that chips are lifted from it perpendicular to its fiber direction by means of rotating peeling tools, which attack the wood tangentially to the flight circle and where either the Tools or the wood can be moved in the plane of the flight circle.
According to the second of these two particularly useful embodiments, the wood is chipped by means of circling cutting tools, which attack the wood both in the plane of the flight circle and tangentially to the flight circle with a peeling and chiselling effect, either the tool or the wood depending on the respective desired chip design different can be moved to the flight circle plane.
In the first case, the greater part of the essentially longitudinally fibered wooden spindles is obtained in the form of approximately rectangular strips, i.e. essentially in two-dimensional design, which strips are stuck transversely to their longitudinal fibers and thus longitudinal brittleness and the tendency to disintegrate into longitudinally fibered ones Needles show which needles are incurred but in smaller quantities.
In the second case, the greater part of the wood chips, which are essentially longitudinally fiberized, will have a needle-shaped design, that is, have a one-dimensional design, and will be more or less split and crinkled in the longitudinal direction. The strip chips accumulate in smaller quantities.
If a normal milling head is attached to wood that is to be chipped, chopped up but otherwise not further pretreated, so that its grain direction runs parallel to the drive shaft of the head, and the wood or milling head is advanced in such a way that the feed direction is perpendicular to The direction of the grain or tangential to the flight circle planes of the milling head results in rectangular-strip-shaped chips, corresponding in the side lengths of the knife length and the provision of the wood, which tend to disintegrate into needles with longitudinal fibers.
As an exemplary embodiment, FIG. 1 shows, schematically, an arrangement which is advantageous for this machining process and consists of two drive shafts with the same dimensioned milling heads. A number of milling heads 2 are attached to the upstream shaft 1 in such a way that gaps remain between the milling heads which correspond to the length of the milling cutter 3 or are a little shorter.
On the downstream shaft -1, the milling heads 5 are arranged in such a way that they are on Liieke to the milling heads of the upstream shaft. If now the Zerspanungsgut @l, whose growth, that means. The fiber direction runs parallel to the drive shafts, in the direction (or opposite direction) of the arrow 6, i.e. transversely to its direction of growth or tangentially to the flight circles of the milling heads.
If the milling head arrangement is moved in the opposite direction (or in the direction) of arrow 6, a section corresponding to position 7 is processed from the material to be machined and the material to be machined is mainly chipped into rectangular, strip-shaped chips, the length of which is that of the milling cutter corresponds. Here, the milling knives of the downstream shaft 4 work off the tracks of the material to be machined that remained in the gaps in the milling heads when passing the upstream shaft, so that the same process can then start again with the same or an adjacent tool.
The ratio of the feed speed to the speed of the milling heads, taking into account the number of knives on them, determines the chip thickness, so that by regulating this ratio, the thin slice can be achieved, which facilitates the disintegration of the chip strips into needles with long fibers.
The disintegration of the shavings into needles with lengthways fibers can also be promoted by other measures. In Fig. 2, a chip is shown under a, which is obtained when normally grown wood is applied to the device as shown in Fig. 1 (growth direction exactly parallel to the drive shafts). In contrast, a chip is shown in Fig. 2 under b, which is obtained when the material to be machined is displaced obliquely by a small amount in the device. is introduced in such a way that one end of a beam, round timber or the like leads the other end somewhat.
The chip c shown in FIG. 2 is obtained when the cutting tool is introduced in such a way that the (imaginary) straight line extension of its main growth direction when passing each milling head shaft forms an acute angle with the extension of this outside the apparatus. These two measures can also be used together.
With such inclined positions of the material to be machined, individual or a few annual rings are cut to the length of the chip, depending on the dimension chosen for the inclination, the offset and the lead; However, the chipping always takes place mainly in the main fiber direction of the machined material. In cases in which the material to be machined shows irregularities in the course of its growth (curvatures, distortions, twisted growth, etc.), even without these measures, chips are produced in which one or several annual rings are cut along the length of the chip. Such shavings mostly disintegrate into needles with lengthways fibers during manufacture.
All of the chips obtained by means of this machining process are extremely uniform and of the same type in and of one another, they do not require any major subsequent grinding work in order to be completely frayed, and the grinding process results in a largely uniform fiber mixture.
Likewise, very even and similar chips can be sieved by means of peeling and chiselling tools at the same time. Such a peeling and stem-mendes tool is z. B. the saw. The cutting edge of each saw tooth, which (with unset teeth) runs in the plane of the saw blade, works in a peeling manner, while the cutting edge, which is more or less perpendicular to it and whose length corresponds to the thickness of the saw blade, has a bracing effect. The shape of the teeth, their set, any grinding, etc. does not in principle change the peeling or bracing effect of these cutting edges.
As an exemplary embodiment for the produc- tion of chips of the type mentioned, a rope saw is chosen in one application. as in Fi-. 3 and -1.
In Fig. 3 \, S denotes the blade of a wobble saw which is fastened to the shaft 9 in a known manner. As seen by the viewer, the teeth Sa are set on the right and the teeth 8b on the left. The Zerspanungsglit A is provided in the direction of arrow 10. Its main divider direction runs perpendicular to the drawing plane, that is, perpendicular to the drive shaft 9 and tangential to the flight circles of the individual teeth. In FIG. 3 this is with a direction of rotation according to arrow 11.
from the right set teeth to their point of attack to be covered piece of their respective flight circle is drawn in dashed lines and extended up to the double arrow 12, 13 ver. The material to be machined is generally fed in the direction of growth.
The machining and the design of the saw blade can also be modified to influence the chip character, for. B. to adapt to the type of wood used, and to achieve even finer and more even and more homogeneous chips, as he will be explained in more detail below. During the wobbling movement of the saw blade in the direction of arrow 12 in FIG. 3, the right-hand set teeth 8a and in the wobbling movement in the direction of arrow 13, the left-hand set teeth 8b act on the material to be machined.
Finer and more even chips are obtained if all teeth of the effective saw blade half circle of the wobble movement to the right (arrow 12) only to the right and all teeth of the semicircle of the opposite wobble movement (arrow 13) only to the left.
In Fig. 4, 8 again represents the blade of the wobble saw attached to the shaft 9. The material to be machined A is laid out as in FIG. 3 with respect to its growth direction. The direction of advance (arrow 16) is here, however, in contrast to that indicated in FIG. 3, which would correspond to the arrow 14 in FIG. 4, a resultant of the components 14 and 15. An enlargement of the component 15 increases the peeling effect of the cutting tool, an order that is to be used to modify the Spancharak age to z. B. from which different types of wood each bring out the chip that is best suited for further shredding or fiberization in a wet grinding device.
From the flight circle segments shown in broken lines in FIG. 3, it can be seen that the distances between the flight circles of adjacent teeth are different, depending on whether the teeth are closer or further away from a turning point of the wobbling movement of the saw blade. On closer inspection of the flight circle distances it becomes clear that the flight circle distances of the teeth of each quadrant of the saw blade (from the wobble point to the cooling point of the semicircle of the saw blade defined by the two wobble points etc.) obey the sine law.
Equal flight circle distances are therefore created when the distances between the teeth on the Qua dranten or each semicircle are regulated in the sense of this regularity, as z. B. is shown in FIG. Since the flight circle distances between adjacent teeth are so smaller, the closer the teeth are to one of the two turning points of the tumbling movement (see FIG. 3), their distances on the saw blade are accordingly increased ver, as z. B. is shown in Fig. 5, in which a saw blade semicircle with set in the same direction and bezügliclx the distance be adjacent teeth such regulated teeth NEN in the plan and in side view is provided.
The same flight circle spacing of adjacent teeth can also be achieved by setting the teeth to different degrees and / or grinding the teeth to different degrees.
From the same pitch circle distances of sensitive teeth on the blade of the wobble saw, chips with an excellent similar character result, which are broken down into a largely uniform shredded product through further treatment in a wet grinding device.
Those generated by the arrangement and method described. Chips have a shape that can be influenced by the modification of the process, in the form of a spindle or thread, and depending on the modification, they are more or less frayed and fibrillated; they occur mainly in the longitudinal direction of the grown wood; individual annual rings are cut.
As a result of these properties, these chips also tend to disintegrate into smaller aggregates and into the individual fibers that have been retained in their length, and they can therefore be put into the feltable fibers by remarkably low grinding influences. Chopped up wood of various types can be used as the starting material. Above all, wood waste, such as rinds, hems, Spreiselholz, billets, branches can be used as the starting material.
The wood chips produced with cutting tools without further pretreatment, wholly or at least predominantly longitudinally fibred, have the property of being able to be divided into fibers by the subsequent simple treatment in the Dutchman or in another wet grinding device, which matting and also very well otherwise have properties that have the most beneficial effect on the quality values of the molded bodies built up from them, such as plates.
Thus, in the longitudinally fibered or at least predominantly longitudinally fibered chips, that is, those in which the longitudinal direction of the chips coincides entirely or almost with the fiber direction of the wood, the vast majority of the fibers in the wood are not cut, so that during the subsequent defibration no fibers that are too short or that are not very suitable for the felting processes in the formation of the molded bodies are obtained. It may happen that during the machining process explained, there are chips in which several annual rings are attached over a chip length of, for example, a few centimeters.
In the subsequent aftertreatment, such chips generally disintegrate more easily into fibers or fiber bundles than those whose length coincides entirely with the direction of growth. Chips of this type can also be used for the production of shaped bodies, since the strips tend to disintegrate the wood as a result of their compression and the needles as a result of their splitting in the longitudinal direction and the curling. These properties can be enhanced by adapting and setting the cutting tools to be used.
One advantage of achieving an essentially longitudinally fiberized wood chip is that the machining of the wood in its longitudinal direction requires the least amount of force and thus promotes the economy of the process.
Another advantage of the type of machining explained is the easily achievable, extensive similarity of the wood chips. For every type of processing of wood chips, such a similarity is an essential precondition, which cannot be fulfilled when using waste chips, that the chips can be subjected to the same influences and accordingly also disintegrate into largely similar products, and that their degree of fineness is regulated by the regulation precisely these influences can be determined.
Regardless of how the subsequent influences are metered, the described types of machining always produce a splinter-free and also flour and mucilage-free product, and the disadvantages and difficulties that otherwise arise are also eliminated.
The chips obtained are then further shredded or fiberized in the Hollander or other wet-working 1VIah1- devices of the paper industry until the desired degree of division or the desired felting capacity is achieved. Grinding time and grinding pressure: are therefore dependent on the desired crushing quality or the desired matting capacity and thus, of course, also indirectly on the type of chip and wood presented.
During the shredding or fiberizing process, binders and / or other additives, if provided, can already be added to the Hollander, pan mill or similar grinding devices for mixing or other processing, so that at this point applied force is also used for such measures. The processed contents of the grinding device ge then reached in the usual way for further processing on the end product or the shaped body to be produced.
Essentially longitudinally fibrous wood chips, which are compressed in an approximately rectangular strip shape transversely to their longitudinal direction and thus show longitudinal brittleness and the tendency to disintegrate into longitudinally fibered needles, and those that have a needle shape and more or less split and curled in the longitudinal direction are, can be produced according to different Spanerzeu generation principles, such. B such peeling, originating, scraping, milling species.