一种纤维素产品的肘节压制模块及其使用方法

技术领域

本公开涉及一种纤维素产品的肘节压制模块，其用于由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品。本公开还涉及一种使用纤维素产品的肘节压制模块由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的方法。

根据本公开的纤维素产品的肘节压制模块将主要关于具有集成纤维分离模块、纤维素坯料空气成型模块等的示例纤维素产品成型单元进行描述，但是纤维素产品的肘节压制模块和使用该模块的关联方法不限于该特定实施方式，并且可以替代地在许多其他类型的纤维素产品制造系统中实施和使用。

背景技术

纤维素纤维通常用作用于生产或制造产品的原材料。由纤维素纤维形成的产品可以在需要具有可持续产品的许多不同情形中使用。广泛范围的产品可以由纤维素纤维生产，并且一些示例为一次性的盘子和杯子、餐具、盖子、瓶盖、咖啡包和包装材料。

成型模具通常在由纤维素纤维原材料制造纤维素产品时使用，并且传统上纤维素产品是湿法成型的。通常用于湿法成型纤维素纤维产品的材料是湿法模制的纸浆。湿法模制的纸浆具有被视为可持续包装材料的优势，因为它是由生物材料生产的并且可以在使用后回收。因此，湿法模制的纸浆在不同应用中已经快速流行起来。湿法模制的纸浆制品通常通过将抽吸成型模具浸没到包含纤维素纤维的液体或半液体纸浆悬浮液或浆料中来形成，并且当施加吸力时，通过将纤维沉积到成型模具上，纸浆的主体形成有期望产品的形状。对于所有的湿法成型技术，需要对湿法模制的产品进行干燥，其中干燥是生产中非常耗时且耗能的部分。对于纤维素产品的美学、化学和机械特性的要求越来越高，并且由于湿法成型的纤维素产品的特性，机械强度、柔性、材料厚度的自由度以及化学特性受到限制。在湿法成型过程中，也难以高精度地控制产品的机械特性。

生产纤维素产品的领域中的一个发展是在干法成型过程中形成纤维素纤维，而不使用湿法成型。代替由液体或半液体纸浆悬浮液或浆料形成纤维素产品，使用空气成型的纤维素坯料结构来形成纤维素产品。将空气成型的纤维素坯料结构插入到成型模具中，并且在纤维素产品的成型期间，纤维素坯料结构在成型模具中经受高成型压力和高成型温度。

通过空气成型的纤维素坯料结构的压缩模制来制造纤维素产品可以在生产线或产品成型单元中执行。制造装备通常包括包含成型模具的压制模块。其它模块和部件被布置成连接到压制模块，例如进给模块和坯料干法成型模块。压制模块通常是高容量压制模块，比如大型液压或伺服动力压制机器，其可以用于形成其它材料，比如钢板，因为这些模块能够作为独立的现成机械获得。

使用为通用目的开发的标准压制模块的一个缺点是通常与常规的高容量液压或伺服动力压制机器相关联的高成本，以及由它们在运输、装配、维护和工厂规模方面的大尺寸和重量引起的问题。

此外，通常投资于纤维素产品成型单元的客户被称为加工者(Converter)，并且通常在开发和集成用于完整纤维素产品成型单元的必要模块所需的工程中没有或很少具有技术，因此加工者希望能够购买完整的、完全集成的、标准化的生产成型单元，其可以容易地运输、装配和运行。

因此，需要一种用于由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的低成本、紧凑且重量较轻的纤维素产品压制模块，以及一种使用这种纤维素产品压制模块由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的方法。还需要一种纤维素产品压制模块，其使得能够开发和制造低成本、紧凑、完全集成、标准化的纤维素产品成型单元，该纤维素产品成型单元可以容易地运输、装配和运行。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的纤维素产品压制模块，以及使用这种压制模块由空气成型的纤维素形成非扁平纤维素产品的关联方法，其中避免了先前提到的问题。该目的至少部分地通过独立权利要求所述的特征来实现。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于由空气成型的纤维素坯料结构制造非扁平纤维素产品的产品成型单元。产品成型单元包括具有可移动的成型线材的坯料干法成型模块、具有肘节压制器和成型模具的肘节压制模块、以及可操作地连接到成型线材和肘节压制器的电子控制系统；其中，坯料干法成型模块被配置成用于将纤维素坯料结构空气成型到成型线材上；其中，肘节压制器包括在压制方向上可移动地布置的压制构件、驱动地连接到压制构件的肘节机构、驱动地连接到肘节机构的压制致动器组件；其中，成型模具包括附接到压制构件的可移动的第一模具部分和第二模具部分；其中，电子控制系统被配置成用于控制压制致动器组件的操作，用于执行压制操作，其包括借助于肘节机构在压制方向上驱动压制构件，从而通过使第一模具部分压靠第二模具部分而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品；并且其中，电子控制系统进一步被配置成用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于在产品成型单元中由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的方法，所述产品成型单元包括具有可移动的成型线材的坯料干法成型模块、具有肘节压制器和成型模具的肘节压制模块、以及可操作地连接到成型线材和肘节压制模块的电子控制系统。肘节压制器包括在压制方向上可移动地布置的压制构件、驱动地连接到压制构件的肘节机构、驱动地连接到肘节机构的压制致动器组件。成型模具包括附接到压制构件的可移动的第一模具部分和第二模具部分。方法包括：借助于坯料干法成型模块将纤维素坯料结构空气成型到成型线材上；将空气成型的纤维素坯料结构进给到由间隔开的第一和第二模具部分限定的压制区域中；借助于电子控制系统来控制压制致动器组件的操作以用于执行压制操作，其包括借助于肘节机构在压制方向上驱动压制构件，从而通过使第一模具部分压靠第二模具部分而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品；以及借助于电子控制系统控制成型线材的操作，用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材。

肘节机构夹具在注射成型的领域中是众所周知的，其中例如液相的塑料材料以高压被注射到由闭合模具形成的空腔中。在注射模制的技术领域中，肘节机构夹具的目的仅仅是使注射模具部分闭合并施加足够的夹紧力以避免模具部分由于模具内的内部注射压力而分离。

然而，肘节机构不太常用于压缩模制应用，其中压力水平通常是必须以一定准确度控制的相关参数，部分原因是由于肘节机构的指数放大特性，压制力的控制更复杂，部分原因是所产生的压制力不能容易地以良好的准确度确定。例如，当肘节机构接近力均衡位置时，由肘节机构上的压制致动器组件产生的压制力接近零，从而使得压制致动器组件的压制力对于确定压制力不太有用。

另一方面，与常规的高容量液压或伺服压制器相比，肘节压制器具有相对紧凑和低成本的优点，这是由于输入压制力要求低。换句话说，相对小容量的致动器，比如小容量的液压或气动线性致动器，即缸-活塞布置，或低功率电动马达驱动的滚珠丝杠线性致动器，可能足以用于驱动肘节机构，从而产生明显更大的压制力。

此外，与常规的高容量液压或伺服压制器相比，肘节压制器还具有固有的高度有益的速度-力特性，其使得能够显著减少纤维素产品成型循环的循环时间。具体地，肘节机构的固有力放大特性导致从待命位置开始在初始循环时间期间压制构件的相对快的速度，而当接近肘节机构的最大行程状态时，速度逐渐降低，这有利于增加最大压制力。因此，压制构件的初始运动与高速度和低最大压制力相关联，并且压制构件在实际压制动作期间的运动与低速度和高最大压制力相关。

此外，通过具有被配置成用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材的电子控制系统，消除了对布置在坯料干法成型模块和压制模块之间的区域中的相对较大、复杂且昂贵的缓冲器设备的需要，从而进一步有助于降低产品成型单元的总体成本。

此外，肘节压制器的紧凑尺寸和低重量使得能够开发非常紧凑、完整、完全集成、标准化的纤维素产品成型单元，其可以容易地运输、装配和运行，并且肘节压制器的低成本有助于将纤维素产品成型单元的总成本保持在低水平。

通过实施从属权利要求的特征中的一个或若干个来实现进一步的优点。例如，在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，所述压制操作包括通过将肘节机构设定为最大伸出操作位置(即肘节机构的对准的第一和第二连杆构件)而在压制方向上驱动压制构件。这使得能够简化用于驱动肘节机构的致动器组件的控制，因为可以使用例如压制构件的位置或类似地能够容易检测的参数作为反馈信号来执行控制。此外，与例如在与肘节压制器的非对准连杆构件操作区域相关联的渐近操作区域附近工作相比，当在肘节压制器的对准连杆构件操作区域中操作时，目标压制力相对容易且稳健地实现。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，肘节压制器被装配或布置成用于被装配成压制构件的压制方向主要布置在水平方向上，具体地压制构件的压制方向布置在与水平方向成20度的范围内，更具体地压制方向与水平方向平行。肘节压制器的主要水平定向实现了纤维素产品成型单元的低构建高度以及连续空气成型的纤维素坯料结构的从坯料干法成型模块到压制模块的非直线材料流。非直线的材料流，例如连续空气成型的纤维素坯料结构在第一方向上(例如向上)和随后在第二方向(例如向下)的路线，通常使得能够开发和制造更紧凑的纤维素产品成型单元。由于纤维素纤维材料的幅材通常以与压制模块的压制方向大约成直角的方式供应到压制模块，所以肘节压制器的主要水平定向通常与纤维素坯料结构的主要竖直布置的供应流相关联。因此，很明显，当开发具有从坯料干法成型模块到压制模块的空气成型的纤维素坯料结构的非直线材料流的紧凑纤维素产品成型单元时，主要水平布置的压制模块是高度有益的。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，电子控制系统被配置成用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材，使得成型线材在随后的压制操作之间的时间段期间以相对高速度周期性地操作，并且在与压制操作一致的时间段期间以相对低速度或零速度操作。从而，可以消除对布置在坯料干法成型模块和压制模块之间的区域中的相对较大、复杂且昂贵的缓冲器设备的需要，从而进一步有助于降低产品成型单元的总体成本。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，电子控制系统被配置成用于成型线材和肘节压制器的同步操作，使得成型线材在肘节压制器处于非压制状态的时间段期间被操作或以相对高速度操作，并且使得成型线材在肘节压制器处于压制状态的时间段期间处于静止状态或以相对低速度操作。因此，降低了对布置在坯料干法成型模块和压制模块之间的区域中的相对较大、复杂且昂贵的缓冲器设备的需要，从而进一步有助于降低产品成型单元的总体成本。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，电子控制系统被配置成用于控制成型线材和肘节压制器的操作，使得成型线材的进给速度(特别是在完整的压制循环中)等于或至少基本上等于空气成型的纤维素坯料结构进入成型模具的进给速度。因此，消除了对布置在坯料干法成型模块和压制模块之间的区域中的相对较大、复杂且昂贵的缓冲器设备的需要，从而进一步有助于降低产品成型单元的总体成本。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，产品成型单元没有布置在坯料干法成型模块和肘节压制模块之间的缓冲模块。缓冲模块的省略导致更具成本效益的产品成型单元。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，肘节压制器进一步包括：压制力指示组件；调节机构，其用于在使肘节机构处于非移动操作状态时允许在压制方向上调节第一和第二模具部分之间的距离；以及调节致动器组件，其被配置成用于驱动调节机构，其中，电子控制系统可操作地连接到压制力指示组件，并且被配置成基于从压制力指示组件接收的压制力指示反馈信息来控制调节致动器组件的操作。因此，肘节压制器的操作位置可以被调节以更好地配合和/或适应纤维素坯料结构和成型模具形状的具体特征。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，电子控制系统被配置成控制调节致动器组件的操作，用于在连续压制动作之间的时间段期间调节第一和第二模具部分之间的距离，使得压制构件在下一压制循环期间的目标是提供更接近预定目标压制力的压缩力。因此，肘节压制器的操作位置可以被调节以更好地配合和/或适应纤维素坯料结构和成型模具形状的具体特征。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，压制力指示组件包括以下传感器中的一个或更多个：负载元件、变形传感器或应变计力传感器，并且其中所述一个或更多个传感器位于成型模具处或位于其内、或者位于肘节机构上、或者位于肘节机构和肘节压制器的刚性框架结构的后部结构之间、或者位于肘节机构和成型模具之间、或者位于肘节压制器的刚性框架结构、或者位于肘节压制器的中间线性导向组件的系杆处。因此，可以确定对所产生的压制力的可靠且准确的估计。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，肘节压制器进一步包括前部结构和后部结构，其中肘节机构连接到后部结构，其中第二模具部分附接到前部结构，并且其中机械调节机构使得能够在压制方向上调节前部结构和后部结构之间的距离，用于允许在使肘节机构处于非移动操作状态时调节第一和第二模具部分之间的距离。

这使得能够实现紧凑且具有成本效益的压制模块。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，第一和第二模具部分中的每一个包括主要刚性板状主体，其具有被配置成用于面向另一个模具部分的表面和限定用于形成纤维素产品的一个或更多个成型空腔的至少一个压制表面，并且具有或不具有附加的次要部分，比如弹簧加载的切割装置和/或模具对准装置等，其中第一和第二模具成型部分的主要刚性板状主体的所述表面在压制循环期间不会相互直接接触。因此，成型模具可以用于以一定的成型压力对非扁平纤维素产品进行压制成型，而在所述表面之间不会有不希望的干涉。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，成型模具被配置成用于通过将纤维素坯料结构加热到100-300℃的范围内的成型温度并以1-100MPa的范围内、优选4-20MPa的成型压力压制纤维素坯料结构而由纤维素坯料结构形成纤维素产品。这些参数提供了纤维素产品的有效成型，其中形成了强氢键。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，坯料干法成型模块进一步包括磨制器和成型室，其中成型线材被布置成连接到成型室，其中磨制器被配置成用于从纤维素原材料中分离纤维，其中成型室被配置成用于将分离的纤维分配到成型线材的成型部段上，用于形成纤维素坯料结构。磨制器和成型室使得能够在不需要预制纤维素坯料结构的情况下形成紧密连接到压制模块的纤维素坯料结构，从而可以实现紧凑的布局，并且产品成型单元的操作在纤维素原材料用作纤维素坯料结构的在线生产的输入材料的情况下是高效的。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，成型线材的成型部段在向上的坯料成型方向上延伸。这使得能够设计更紧凑且更短的产品成型单元，因为空气成型的纤维素坯料结构至少最初是向上布线的，因此不仅仅是在水平方向上。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，坯料干法成型模块被配置成用于将离散的纤维素坯料空气成型到成型线材上，或者其中坯料干法成型模块被配置成用于将连续的纤维素坯料结构空气成型到成型线材上。在某些实施方式中，将离散的纤维素坯料成型到成型线材上可以导致成型之后残余材料的水平降低，从而降低原材料的成本。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，压制操作是单次压制操作。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，产品成型单元适于在第一进给方向上通过成型线材从坯料干法成型模块间歇地进给纤维素坯料结构，并且适于在第二进给方向上将纤维素坯料结构间歇地进给到压制模块，其中第二进给方向不同于第一进给方向，具体地，其中第二进给方向与第一进给方向相反或基本相反。不同的进给方向使得模块能够被集成到一个单个的单元或机械中，可以在货运集装箱中运输，放置在加工者的工厂地板上，连接并在几个月内开始生产，而不需要或很少需要加工者所需的模块工程技术。进一步的优点是不同的进给方向使得产品成型单元的布局和构造更加紧凑。利用这种配置，模块可以以非常规方式相对于彼此定位，以实现高效且紧凑的布局。此外，集成的模块设计使得生产成型单元的重量比当今的单元轻若干倍，其中离散的分开购买的模块被排列成定制的工业线。机械的重量通常与购买价格有关，这也是该解决方案将加工者的投资成本降低数倍的原因。较低的投资成本使得能够更快地转化为由纤维素原材料而不是塑料材料制成的产品。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，第一进给方向是向上的方向，而第二进给方向是向下的方向。这实现了产品成型单元的智能且高效的布局，其中该单元可以在竖直方向上构建以实现紧凑的布局。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，产品成型单元进一步包括纤维素坯料运送装置，特别是传送带和/或一组进给辊，其被配置成用于将空气成型的纤维素坯料结构从坯料干法成型模块的成型线材运送到肘节压制模块的成型模具，其中电子控制系统被配置成用于提供成型线材和运送装置的基本同步的操作。因此，可以消除对昂贵的纤维素坯料缓冲器装置的需要。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，电子控制系统被配置成连续操作磨制器；以及将纤维素原材料连续地进给到磨制器，或者将纤维素原材料间歇地进给到磨制器。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，产品成型单元进一步包括坯料回收模块，其被配置成用于将纤维素坯料结构的残余部分从压制模块运送到坯料干法成型模块。残余部分的运送确保了纤维素坯料结构的未使用部分可以被再次使用。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，坯料回收模块包括回收压实单元，其被配置成用于在从压制模块运送到坯料干法成型模块时在回收压实单元中压实纤维素坯料结构的残余部分。通过压实残余部分，实现了磨制器的高效操作。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，方法包括借助于电子控制系统控制成型线材的操作，用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材，使得成型线材在随后的压制操作之间的时间段期间以相对高速度周期性地操作，并且在与压制操作一致的时间段期间以相对低速度或零速度操作。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，方法包括控制成型线材和压制致动器组件的操作，用于成型线材和肘节压制器的同步操作，使得成型线材在肘节压制器处于非压制状态的时间段期间被操作或以相对高速度操作，并且使得成型线材在肘节压制器处于压制状态的时间段期间处于静止状态或以相对低速度操作。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，方法包括借助于电子控制系统控制成型线材和肘节压制器的操作，使得成型线材的进给速度等于或至少基本上等于空气成型的纤维素坯料结构进入成型模具的进给速度。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，方法包括控制调节致动器组件的操作，用于在连续压制动作之间的时间段期间调节第一和第二模具部分之间的距离，使得压制构件在下一压制循环期间的目标是提供更接近预定目标压制力的压缩力。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，在坯料干法成型模块中由纤维素原材料空气成型纤维素坯料结构的步骤包括：在磨制器中从纤维素原材料分离纤维，并将分离的纤维分配到坯料干法成型模块的成型线材上，用于形成纤维素坯料结构，并在向上的坯料成型方向上运送成型的纤维素坯料结构。成型部段的非常规向上延伸使得产品成型单元的布局紧凑，因为纤维素坯料结构可以在向上的方向上成型，并随后改变方向，用于运送到压制模块。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，纤维素坯料结构在干法成型模块中被空气成型为离散的纤维素坯料，或者其中纤维素坯料结构在干法成型模块中被空气成型为连续的纤维素坯料。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，纤维素坯料结构在第一进给方向上通过成型线材从坯料干法成型模块间歇地运送，并且在第二进给方向上间歇地运送到压制模块，其中第二进给方向不同于第一进给方向，具体地，其中第二进给方向与第一进给方向相反或基本相反。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，方法进一步包括步骤：连续地操作磨制器；以及将纤维素原材料连续地进给到磨制器，或者将纤维素原材料间歇地进给到磨制器。因此，所产生的气流成网(air-laid)的纤维素坯料结构的组成可以根据具体情况进行改变和调整。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，成型线材包括被布置成连接到成型室的成型室开口的成型部段，其中方法进一步包括步骤：将纤维素坯料结构空气成型到成型部段上。成型部段控制纤维素坯料结构到成型线材上的成型，并且成型部段可以用于将纤维素坯料结构成形为合适的配置。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，产品成型单元包括坯料回收模块，其中方法进一步包括步骤：将纤维素坯料结构的残余部分从压制模块运送到坯料干法成型模块。

在可以与上述实施例中的任何一个或更多个组合的一些示例实施例中，坯料回收模块包括回收压实单元，其中方法进一步包括步骤：在从压制模块运送到坯料干法成型模块时在回收压实单元中压实纤维素坯料结构的残余部分。

本公开还涉及一种纤维素产品的肘节压制模块，其用于由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品。肘节压制模块包括：肘节压制器，其包括在压制方向上可移动地布置的压制构件、驱动地连接到压制构件的肘节机构、驱动地连接到肘节机构的压制致动器组件，用于控制肘节机构在缩回操作位置和伸出操作位置之间的运动；成型模具，其包括附接到压制构件的可移动的第一模具部分和第二模具部分；调节机构，用于允许在使肘节机构处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分之间的距离，以及调节致动器组件，其被配置成用于驱动调节机构；压制力指示组件；以及可操作地连接到压制力指示组件、压力致动器组件和调节致动器组件的电子控制系统；其中，电子控制系统被配置成用于控制压制致动器组件的操作，以通过将肘节机构设定在伸出操作位置而在压制方向上驱动压制构件，从而通过使第一模具部分压靠第二模具部分而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品，并且其中，电子控制系统被配置成用于基于从压制力指示组件接收的压制力指示反馈信息来控制调节致动器组件的操作。

来自从属权利要求的各个上述方面当然也可以与该纤维素产品的肘节压制模块组合。

本公开还涉及一种用于在肘节压制模块中由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的方法，其包括：肘节压制器，其包括在压制方向上可移动地布置的压制构件、驱动地连接到压制构件的肘节机构、驱动地连接到肘节机构的压制致动器组件，用于控制肘节机构在缩回操作位置和伸出操作位置之间的运动；成型模具，其包括附接到压制构件的可移动的第一模具部分和第二模具部分；调节机构，用于允许在使肘节机构处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分之间的距离，以及调节致动器组件，其被配置成用于驱动调节机构；压制力指示组件；以及可操作地连接到压制力指示组件、压力致动器组件和调节致动器组件的电子控制系统。方法包括：借助于坯料干法成型模块将纤维素坯料结构空气成型到成型线材上；将空气成型的纤维素坯料结构进给到由间隔开的第一和第二模具部分限定的压制区域中；控制压制致动器组件的操作，用于执行压制操作，其包括通过将肘节机构设定在伸出操作位置而在压制方向上驱动压制构件，从而通过使第一模具部分压靠第二模具部分而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品；以及基于从压制力指示组件接收的压制力指示反馈信息而控制调节致动器组件的操作。

来自从属权利要求的各个上述方面当然可以与用于形成非扁平纤维素产品的该方法组合。

当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合本公开的不同特征以创建除了上文和下面明确描述的实施例之外的实施例。

附图说明

下面将参照附图详细描述根据本公开的用于形成非扁平纤维素的产品成型单元和相关联的方法，其中

图1a示出了根据本公开的产品成型单元的示意性布局，

图1b示意性示出了根据本公开的产品成型单元的透视图，

图1c以透视图示意性地示出了根据本公开的坯料干法成型模块，

图1d-e示意性地示出了根据本公开的产品成型单元内的纤维素坯料结构的路线的两个示例实施例；

图2a-b示出了反映用于操作根据本公开的产品成型单元的替代控制策略的两个时序图，

图3a示意性地示出了根据本公开的压制模块的透视图，

图3b-e示意性地示出了根据本公开的成型模具内的纤维素成型过程的侧视图，

图4a-b示意性地示出了根据本公开的压制模块的侧视图，

图5示出了压制循环的主工艺步骤，

图6a-b示意性地示出了根据本公开的压制模块的替代定向的侧视图，

图7a-b示意性地示出了根据本公开的肘节机构的替代设计的侧视图，

图8a-c示意性地示出了根据本公开的压制模块的调节机构的替代操作设定的侧视图，

图9示出了压制力曲线，

图10a-b示意性地示出了根据本公开的压制模块的替代控制系统，

图11示出了根据本公开的产品成型单元的替代示意性布局，

图12a-b示意性地示出了根据本公开的另一个示例实施例的压制模块的侧视图，以及

图13-14示意性地示出了根据本公开的各种方法的一些基本步骤。

具体实施方式

下文将结合附图描述本公开的各个方面，以说明本公开并且不限制本公开，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且所描述的方面的变型不限于具体示出的实施例，而是可应用于本公开的其他变型。

图1a和图1b示意性地示出了用于由空气成型的纤维素坯料结构2制造纤维素产品1的产品成型单元U的示例实施例的不同示意图。图1a示出了产品成型单元U的示意性布局，并且图1b示出了产品成型单元U的透视侧视图。产品成型单元U在水平方向或平面D

纤维素产品1在产品成型单元U中由纤维素坯料结构2形成。压制模块6包括一个或更多个成型模具3，用于在压制操作中由纤维素坯料结构2形成纤维素产品1。纤维素坯料结构2在坯料干法成型模块4中被空气成型到成型线材4c上，并被进给到压制模块6的一个或更多个成型模具3。因此，纤维素产品1的成型在压制模块6中完成。纤维素产品1是非扁平的。非扁平产品是指具有三维延伸的产品，其不同于类似坯料或片材的扁平产品。

空气成型的纤维素坯料结构2是指由纤维素纤维生产的基本上空气成型的纤维幅材结构。纤维素纤维可以来源于合适的纤维素原材料R，比如纸浆材料。合适的纸浆材料例如是绒毛纸浆、纸结构或包含纤维素纤维的其他结构。纤维素坯料结构2的空气成型是指在干法成型过程中形成纤维素坯料结构，其中纤维素纤维经空气成型以生产纤维素坯料结构2。当在空气成型过程中空气成型纤维素坯料结构2时，纤维素纤维由作为承载介质的空气承载并且形成为纤维坯料结构2。这与普通的造纸过程或传统的湿法成型过程不同，其中当形成纸或纤维结构时，水被用作纤维素纤维的承载介质。

在空气成型过程中，如果需要，可以将少量的水或其他物质添加到纤维素纤维，以便改变纤维素产品的特性，但是在成型过程中空气仍然用作承载介质。如果合适的话，纤维素坯料结构2可以具有主要与空气成型的纤维素坯料结构2周围的大气中的环境湿度相对应的干燥度。作为替代方案，可以控制纤维素坯料结构2的干燥度，以便在形成纤维素产品1时具有合适的干燥度水平。

在图1a和图1b中示出的实施例的坯料干法成型模块4(其在图1c中单独示出)具有纤维素纤维F从磨制器4a通过成型室4b到成型线材4c的水平分布方向。因此，水平空气流将纤维素纤维F从磨制器4a进给到成型部段4d，其不同于具有竖直空气流的传统干法成型系统。由成型室4b内部的空气流携带的纤维距离的长度需要足够长，以使湍流最小化和/或产生纤维素纤维F的均匀流动。因此，坯料成型模块4的长度因此取决于由空气流携带的纤维距离。

向上的坯料成型方向D

纤维素坯料结构2可以在干法成型模块4中被空气成型为离散的纤维素坯料。离散的纤维素坯料形成为彼此分离的离散的材料件，并且可以例如成形为合适的配置，以避免成型之后的残余材料，这使所使用的纤维素材料的量最小化。可替换地，纤维素坯料结构2可以在干法成型模块4中被空气成型为连续的纤维素坯料2b。依据空气成型工艺，空气成型的纤维素坯料结构2的基重可以是均匀的或变化的。

参照图1a-1c，坯料干法成型模块4包括磨制器4a、成型室4b和被布置成连接到成型室4b的成型线材4c。来自纤维素原材料R的纤维F在磨制器4a中与纤维素原材料R分离，并且分离的纤维F被分配到成型室4b中、到成型线材4c上，用于形成纤维素坯料结构2。磨制器4a被配置成用于从纤维素原材料R中分离纤维素纤维F，并且成型室4b被配置成用于将分离的纤维F分配到成型线材4c的成型部段4d上，用于形成纤维素坯料结构2。成型部段4d被布置成连接到成型室4b的成型室开口4e。在所示实施例中，成型部段4d在向上的坯料成型方向D

所用的纸浆结构20可以例如是绒毛纸浆的包、片或卷、纸结构或其他合适的包含纤维素纤维的结构，其被进给到磨制器4a中。磨制器4a可以是任何常规类型，例如锤式磨制器、锯齿式磨制器或其他类型的纸浆脱纤机器。纸浆结构20通过入口开口被进给到磨制器4a中，并且分离的纤维F通过磨制器4a的出口开口被分配到成型室4b，其被布置成连接到成型室4b。

成型室4b被布置成用于将分离的纤维分配到成型线材4c上，用于空气成型纤维素坯料结构2。成型室4b被布置为连接到成型线材4c的罩结构或隔室。成型室4b包围一个容积，在该容积中，分离的纤维F从磨制器4a分配到成型线材4c。纤维素纤维F通过由磨制器4a生成的空气流分布，并且空气流将成型室4b中的纤维从磨制器4a运送到成型线材4c。

成型线材4c可以是任何合适的常规类型，并且可以形成为环带(endlessbelt)结构，如图1a-b中所示。真空箱4f可以被布置成连接到成型线材4c和成型室4b，用于控制成型室4b中的空气流，并且用于将分离的纤维F分配到成型线材4c上。成型线材4c具有面向成型室4b的第一侧S1和面向真空箱4f的第二侧S2。在将负压P

例如图1a-1c所示的坯料干法成型模块4被布置在压制模块6的上游。压制模块6包括肘节压制器6a，成型模具3安装其中。肘节压制器6a以具有两个主要阶段的往复运动操作：打开阶段，在此期间纤维素坯料结构2可以被进给到成型模具中，以及压制阶段，在此期间成型模具内的纤维素坯料结构2不移动。因此，纤维素坯料结构2需要被间歇地运送到压制模块6的成型模具3。

根据本公开，纤维素坯料结构2到压制模块6的成型模具3的间歇进给也通过间歇地并且以与压制模块6同步的方式操作坯料干法成型模块4的成型线材4a来解决。

在图1a的示例实施例中，产品成型单元U另外包括布置在坯料干法成型模块4和压制模块6之间的中间进给装置16。中间运送或进给装置16(其可以是传送带和/或一组进给辊等)然后也可以被布置成间歇地并且以与压制模块6同步的方式操作。

换句话说，产品成型单元U可以进一步包括纤维素坯料运送装置16，特别是传送带、一组进给辊、真空带、细长牵引带进给器等，其被配置成用于将空气成型的纤维素坯料结构2从坯料干法成型模块4的成型线材4c运送到肘节压制模块6的成型模具3，其中电子控制系统6h被配置成用于提供成型线材4c和运送装置的基本同步的操作。因此，成型线材4c和运送装置基本上总是以相同的运送速度操作。

因此，纤维素坯料结构2到压制模块6的间歇运送在图1a的示例实施例中部分地布置有成型线材4a，并且部分地布置有合适的进给装置16，其被间歇地控制以将纤维素坯料结构2进给到压制模块6。当操作压制模块6以将成型压力P

换句话说，纤维素坯料结构2到一个或更多个第一模具部分3a和一个或更多个第二模具部分3b之间的成型位置的进给是在模具部分处于打开状态时发生的，从而允许纤维素坯料结构2牢固地定位在一个或更多个第一模具部分3a和一个或更多个第二模具部分3b之间，而没有来自模具部分的任何干扰相互作用。

因此，本公开涉及一种用于由空气成型的纤维素坯料结构2制造非扁平纤维素产品1的产品成型单元U，其中产品成型单元U包括具有可移动的成型线材4c的坯料干法成型模块4、具有肘节压制器6a和成型模具3的肘节压制模块6、以及可操作地连接到成型线材4c和肘节压制器6a的电子控制系统6h。坯料干法成型模块4被配置成用于将纤维素坯料结构2空气成型到成型线材4c上。此外，肘节压制器6a包括在压制方向D

可移动的成型线材4c例如是空气可渗透的传送带。

空气成型的纤维素坯料结构2例如是由纤维素纤维生产的空气成型的纤维幅材结构。

在图1a的示例实施例中，电子控制系统6h可操作地连接到成型线材4c的驱动马达5和肘节压制器6a的压制致动器组件6f。

在压制操作之后，电子控制系统6h被配置成用于控制压制致动器组件6f的操作，用于在与压制方向D

关于图2a更详细地描述了用于操作产品成型单元U的第一示例实施例，其示出了产品成型单元U的短操作序列的时序图，包括成型线材4c随时间变化的操作速度V

在第一时间段t1期间，成型模具3处于打开状态，并且成型线材4c被暂时激活，用于将纤维素坯料结构2的新部段进给到成型模具3中。在第一时间段t1期间，成型线材4c的操作速度V

在第二时间段t2期间，在所示的示例性实施例中，除了与第一时间段t1的结束有小的重叠之外，其在第一时间段t1之后，压制构件6d被控制以向前移动用于关闭成型模具3，并开始纤维成型事件。在第二时间段t2期间，压制构件6d的操作速度V

在第二时间段t2之后的随后的第三时间段t3期间，成型线材4c和压制构件6d都被控制以暂时保持操作位置，即保持在非移动状态。在第三时间段期间，成型模具3闭合，并且肘节压制器6a在成型模具上施加全压缩力。换句话说，第三时间段t3对应于位于成型模具3中的纤维素坯料结构2的纤维成型事件。

在第三时间段t3之后的第四时间段t4期间，压制构件6d被控制以向后移动用于打开成型模具3。在第四时间段t4期间，压制构件4c的操作速度V

在第四时间段t4的结束区域处，或者在此之后，成型线材4c的操作速度V

图2a的时序图清楚地示出了电子控制系统6h被配置成用于间歇地进给成型线材4c，因为成型线材4c的操作速度V

此外，图2a的时序图清楚地示出了电子控制系统6h被配置成用于在随后的压制操作之间(即在第三时间段t3之前和之后)进给成型线材4c。

图2a示出了电子控制系统6h被配置成用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材4c，使得成型线材4c在随后的压制操作t3之间的时间段t1期间以相对高的速度V1周期性地操作，并且在与压制操作一致的时间段t3期间以零速度操作。

关于图2b更详细地描述了用于操作产品成型单元U的第二示例实施例，其示出了产品成型单元U的短操作序列的时序图，包括成型线材4c随时间变化的操作速度V

在该示例实施例中，压制构件6d的操作序列和操作速度V

在与压制操作一致的所述时间段t3期间，成型线材4c的操作速度V

参照图2b，在第一时间段t1期间，成型模具3处于打开状态，并且成型线材4c被控制，用于将纤维素坯料结构2的新部段进给到成型模具3中。在第一时间段t1期间，成型线材4c的操作速度V

在第二时间段t2期间，在所示的示例性实施例中，除了与第一时间段t1的结束有小的重叠之外，其在第一时间段t1之后，压制构件6d被控制以向前移动用于关闭成型模具3，并开始纤维成型事件。在第二时间段t2期间，压制构件6d的操作速度V

在第二时间段t2之后的随后的第三时间段t3期间，成型线材4c和压制构件6d都被控制以暂时保持操作位置，即保持在非移动状态。因此，这对应于位于成型模具3中的纤维素坯料结构2的纤维成型事件。

在第三时间段t3之后的第四时间段t4期间，压制构件6d被控制以向后移动用于打开成型模具3。在第四时间段t4期间，压制构件4c的操作速度V

一旦成型模具3打开，缓冲器中的纤维素坯料结构2就可以被供应到成型模具3。

在第四时间段t4结束时，操作序列以时间段t1再次开始。

图2b的时序图清楚地示出了电子控制系统6h可以被配置成用于间歇地进给成型线材4c，因为成型线材4c的操作速度V

此外，图2b的时序图清楚地示出了电子控制系统6h被配置成用于在随后的压制操作之间(即在第三时间段t3之前和之后)进给成型线材4c。

此外，图2b示出了电子控制系统6h可以被配置成用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型金属丝4c，使得成型金属丝4c在随后的压制操作t3之间的时间段t1期间以相对高的速度V1周期性地操作，并且在与压制操作一致的时间段t3期间以相对低的速度操作。

换句话说，成型线材4c的驱动马达5根据周期性序列操作，其包括相对高速度的第一时间段，随后是相对低速度或零速度的第二时间段。

因此，根据一些示例实施例，电子控制系统6h被配置成用于成型线材4c和肘节压制器6a的同步操作，使得成型线材4c在肘节压制器6a处于非压制状态的时间段期间被操作或以相对高速度操作，并且使得成型线材4c在肘节压制器6a处于压制状态的时间段期间处于静止状态或以相对低速度V2操作。

换句话说，电子控制系统6h可以被配置成用于控制成型线材4c和肘节压制器6a的操作，使得成型线材的进给速度(特别是在完整的压制循环t5中)等于或至少基本上等于空气成型的纤维素坯料结构2进入成型模具3的进给速度。

此外，产品成型单元U可以没有布置在坯料干法成型模块4和肘节压制模块6之间的缓冲模块。这尤其涉及参照图2a描述的产品成型单元U。

由于成型单元U可以被布置成不具有任何缓冲模块或类似布置，或者至少布置成仅具有相对较小的缓冲容量，因此纤维素坯料结构到压制模块的间歇运送需要与坯料干法成型模块4中的纤维素坯料结构2的空气成型同步。

应当理解的是，在压制操作期间，成型压力可以仅在一个压制步骤中施加到纤维素坯料结构2，如上面参照图2a-2b所述。可替换地，在压制操作期间，成型压力可以在两次或更多次重复的压制步骤中施加，并且以这种方式，模具部分将成型压力重复地施加到纤维素坯料结构上。

合适地，压制操作是单次压制操作，其中在压制操作期间，成型压力仅在一个压制步骤中施加到纤维素坯料结构2。因此，单次压制操作是指在压制模块6在一个单次压制步骤中由纤维素坯料结构2形成纤维素产品1。在单次压制操作中，一个或更多个第一模具部分3a和一个或更多个第二模具部分3b与彼此相互作用，用于在单次操作接合步骤期间建立成型压力和成型温度。在单次压制操作中，在两次或更多次重复的或随后的压制操作中，成型压力和成型温度不施加到纤维素坯料结构2。

如上所述，产品成型单元U因此包括电子控制系统6h，该电子控制系统被布置成用于控制坯料干法成型模块4和肘节压制模块6的操作，特别是用于控制用于驱动坯料干法成型模块4的成型线材4c的一个或更多个驱动马达的操作，以及用于控制用于驱动肘节压制模块6的压制致动器组件6f的操作。

依据在坯料干法成型模块4中被空气成型的纤维素坯料结构2的配置，磨制器4a可以以不同的方式操作。磨制器4a适当地连续操作。在一个实施例中，纤维素原材料R被连续进给到磨制器4a。在替代实施例中，纤维素原材料R改为间歇地进给到磨制器4a。

如图1a-b所示，空气成型的纤维素坯料结构2可以在常规的空气成型工艺中或者在坯料干法成型模块4中由纤维素纤维形成，并且可以以不同的方式配置。例如，纤维素坯料结构2可以具有这样的组成，即其中纤维是相同来源的或者可替换地包含两种或更多种类型的纤维素纤维的混合物，这取决于纤维素产品1的期望特性。在纤维素坯料结构2中使用的纤维素纤维在纤维素产品1的成型过程期间利用氢键彼此牢固地结合。纤维素纤维可以与其它物质或化合物混合至一定量，如将在下面进一步描述的。纤维素纤维是指任何类型的纤维素纤维，比如天然纤维素纤维或人造纤维素纤维。纤维素坯料结构2可以具体地包括至少95％的纤维素纤维或者更具体地包括至少99％的纤维素纤维。

空气成型的纤维素坯料结构2可以具有单层或多层配置。具有单层配置的纤维素坯料结构2是指由包含纤维素纤维的一个层形成的结构。具有多层配置的纤维素坯料结构2是指由包含纤维素纤维的两个或更多个层形成的结构，其中所述层可以具有相同的或不同的组成或配置。

纤维素坯料结构2可以包括包含纤维素纤维的加强层，其中该加强层可以被布置为纤维素坯料结构2的一个或更多个其他层的承载层。加强层可以具有比纤维素坯料结构2的其他层更高的拉伸强度。当纤维素坯料结构2的一个或更多个空气成型层具有低拉伸强度的组成时，这是有用的，以便避免纤维素坯料结构2在纤维素产品1的成型期间断裂。具有较高拉伸强度的加强层以这种方式充当纤维素坯料结构2的其他层的支撑结构。加强层可以具有与纤维素坯料结构的其余部分不同的组成，例如包含纤维素纤维的组织层、包含纤维素纤维的气流成网结构或其他合适的层结构。因此，加强层不必是空气成型的。如果合适的话，纤维素坯料结构2可以包括多于一个的加强层。

纤维素坯料结构2可以进一步包括一个或更多个屏障层或被布置成连接到一个或更多个屏障层，所述屏障层赋予纤维素产品保持或耐受液体的能力，例如当纤维素产品1用于与饮料、食品和其它含水物质接触时。一个或更多个屏障层可以具有与纤维素坯料结构2的其余部分不同的组成，例如组织屏障结构。

纤维素坯料结构2的一个或更多个空气成型层是蓬松且通气的结构，其中形成该结构的纤维素纤维相对于彼此相对松散地排列。蓬松的纤维素坯料结构2用于纤维素产品1的有效成型，从而允许纤维素纤维在成型过程期间以有效的方式形成纤维素产品1。

产品成型单元U可以进一步包括布置在压制模块6上游的屏障施加模块。屏障施加模块被配置成用于在一个或更多个成型模具3中形成纤维素产品1之前将屏障组合物施加到纤维素坯料结构2上。

纤维素产品1的一个优选特性是保持或耐受液体的能力，例如当纤维素产品用于与饮料、食品和其它含水物质接触时。屏障组合物可以是在生产纤维素产品时使用的一种或更多种添加剂，例如AKD或胶乳、或其它合适的屏障组合物。另一种合适的屏障组合物是AKD和乳胶的组合，其中试验表明，当形成纤维素产品1时，通过添加到空气成型的纤维素坯料结构2的AKD和乳胶的组合，可以实现独特的产品特性。当使用AKD和胶乳的组合时，可以实现高水平的疏水性，从而导致纤维素产品1具有耐受液体(比如水)的高能力，而不会负面影响纤维素产品1的机械特性。

屏障施加模块可以被布置为连接到纤维素坯料结构2的罩结构，并且该罩结构包括将屏障组合物连续地或间歇地喷射到纤维素坯料结构2上的喷射喷嘴。以这种方式，屏障组合物在屏障施加模块中被施加到纤维素坯料结构2上。屏障组合物可以仅施加在纤维素坯料结构的一侧上，或者可替换地施加在两侧上。屏障组合物可以进一步施加在纤维素坯料结构2的整个表面或多个表面上，或者仅施加在纤维素坯料结构2的一个或多个表面的部分或区域上。屏障施加模块的罩结构防止屏障组合物扩散到周围环境中。用于施加屏障结构的其他应用技术可以例如包括狭缝涂布和/或丝网印刷。

产品成型单元U进一步适于通过将纤维素坯料结构2加热到成型温度TF并用成型压力压制纤维素坯料结构2而在一个或更多个成型模具3中由纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1。一个或更多个成型模具3被配置成用于通过将纤维素坯料结构2加热到100-300℃的范围内的成型温度TF并用1-100MPa、优选4-20Mpa的范围内的成型压力压制纤维素坯料结构2而由纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1。

不同的第一进给方向D

产品成型单元适于在第一进给方向上通过成型线材从坯料干法成型模块间歇地进给纤维素坯料结构，并且适于在第二进给方向上将纤维素坯料结构间歇地进给到压制模块，其中第二进给方向D

在一些示例实施例中，第二进给方向D

将第二进给方向D

在所示实施例中，第一进给方向D

图1a-b的示例实施例的纤维素坯料结构2的进给路线和进给方向是为了清楚起见在图1d中示意性地示出，并且当与纤维素产品压缩成型过程的常规直线水平路线相比时，通过首先主要向上、然后主要水平以及随后主要向下来引导纤维素坯料结构2而实现的产品成型单元U的紧凑配置和布局是能够清楚理解的。

可替换地，在将纤维素坯料结构2向上、然后主要水平以及随后主要向下引导到压制模块6之前，坯料干法成型模块4可以被布置成具有纤维素坯料结构2的进给路线和进给方向的主要水平定向，即在成型室开口4e的区域中具有成型线材4c的主要水平定向，如图1e中示意性所示。产品成型单元U的这种布局还可以用于提供紧凑的产品成型单元U。

参照图1d-e，当不考虑坯料回收模块7时，坯料干法成型模块4通常形成进给路线的起点，并且压制模块6通常形成进给路线的终点。诸如屏障施加模块等的其它模块位于干法成型模块4和压制模块6之间的任何合适的位置，即干法成型模块4的下游和压制模块6的上游，并且不一定位于图1a-b的实施例的示例位置。

纤维素坯料结构在通过压制模块6时的主要向下路线在简化纤维素坯料结构2的进给以及在完成成型过程之后(即在离开压制模块6时)简化纤维素产品1掠取(Plundering)的方面是有益的。

具体地，纤维素坯料结构2从干法成型模块4到压制模块6的高速间歇进给可能难以实现，同时损坏或改变纤维素坯料结构2的特性，比如纤维素坯料结构2的厚度等。然而，通过将肘节压制器布置在基本水平方向D

此外，在完成成型过程之后对成品的和排出的纤维素产品1的掠取也可以借助于纤维素坯料结构2穿过成型模具3的主要竖直路线来简化，因为重力在这里也可以有助于和简化成品的和排出的纤维素产品1从成型模具3的移除以及随后运送到储存室或传送带等。

压制模块6包括一个或更多个成型模具3，如图1a-b和3a所示，并且每个成型模具3包括第一模具部分3a和第二模具部分3b。在压制模块6中形成非扁平纤维素产品1期间，相应的第一和第二模具部分彼此协作。每个第一模具部分3a和相应的第二模具部分3b相对于彼此可移动地布置，并且第一模具部分3a和第二模具部分3b被配置成用于在压制方向D

在图1a-b和图3a-e所示的实施例中，第二模具部分3b是固定的，并且第一模具部分3a在压制方向D

在替代实施例中，第一模具部分3a可以是固定的，而第二模具部分3b相对于第一模具部分3a可移动地布置，或者第一模具部分3a和第二模具部分3b都可以相对于彼此可移动地布置。

压制模块6可以是单个空腔配置或者可替换地是多个空腔配置。单个空腔压制模块仅包括具有第一和第二模具部分的一个成型模具3。多个空腔压制模块包括两个或更多个成型模具3，每个具有协作的第一和第二模具部分。在图1a-b和图3a所示的实施例中，压制模块6被布置为多个空腔压制模块，该多个空腔压制模块包括具有第一和第二模具部分的多个成型模具3，其中模具部分的移动适当地同步，用于同时的成型操作。图3b-e中所示的压制模块6的一部分示出了单个空腔配置或者可替换地具有一个成型模具3的多个空腔配置的一部段。在下文中，将结合多个空腔压制模块来描述压制模块6，但是本公开同样可适用于单个空腔压制模块。

应当理解，对于根据本公开的所有实施例，在压制方向D

为了在产品成型单元U中由空气成型的纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1，首先从合适的来源提供纤维素坯料结构2。纤维素坯料结构2可以由纤维素纤维空气成型并且布置在辊上或堆叠布置。此后，辊或叠堆可以被布置成连接到成型模具系统S。作为替代，纤维素坯料结构2可以在产品成型单元U的坯料干法成型模块4中由纤维素纤维空气成型并直接进给到压制模块6。

通过将纤维素坯料结构2加热到100-300℃的范围内的成型温度TF并用1-100MPa、优选4-20MPa的范围内的成型压力压制纤维素坯料结构2，在一个或更多个成型模具3中由纤维素坯料结构2形成纤维素产品1。第一模具部分3a被布置成用于通过与相应的第二模具部分3b相互作用来形成非扁平纤维素产品1，如图3b-e所示。在纤维素产品1的成型期间，纤维素坯料结构2在每个成型模具3中被施加1-100MPa的范围内、优选4-20MPa的范围内的成型压力以及100-300℃的范围内的成型温度TF。因此，通过将纤维素坯料结构2加热到100-300℃的范围内的成型温度TF并且通过用1-100MPa的范围内、优选4-20Mpa的范围内的成型压力压制纤维素坯料结构2，在第一模具部分3a和相应的第二模具部分3b中的每一个之间由纤维素坯料结构2形成纤维素产品1。当形成纤维素产品1时，在布置在第一模具部分3a和第二模具部分3b之间的纤维素坯料结构2中的纤维素纤维之间形成强氢键。温度和压力水平例如是利用合适的传感器在成型过程期间在纤维素坯料结构2中测量的，所述合适的传感器布置在纤维素坯料结构2中的纤维素纤维中或与其连接。

压制模块6可以进一步包括加热单元。加热单元被配置成用于将成型温度TF施加到每个成型模具3中的纤维素坯料结构2上。加热单元可以具有任何合适的配置。加热单元可以被集成在或铸造到第一模具部分3a和/或第二模具部分3b中，并且合适的加热装置是例如电加热器(比如电阻器元件)或流体加热器。还可以使用其他合适的热源。

当纤维素坯料结构2布置在第一模具部分3a和第二模具部分3b之间的成型位置时，如图3b所示，第一模具部分3a在压制方向D

纤维素产品1的成型可以进一步包括在压制模块6中的边缘成型操作和切割或分离操作，其中边缘形成在纤维素产品1上，并且其中在纤维素产品1的成型期间纤维素产品1从纤维素坯料结构2分离。模具部分可以例如布置有用于这种操作的边缘成型装置和切割或分离装置，或者可替换地边缘可以在产品切割或分离操作中形成。一旦纤维素产品1已经在成型模具系统S中形成，第一模具部分3a就在远离第二模具部分3b的方向上移动，如图3e中所示，并且纤维素产品1可以从压制模块6移除，例如通过使用顶杆或类似装置。

用于建立成型压力的变形元件E可以被布置成连接到每个第一模具部分3a和/或第二模具部分3b。在图3b-e所示的实施例中，变形元件E附接到第一模具部分3a。通过使用变形元件E，成型压力可以被配置为均衡成型压力。

第一模具部分3a和/或第二模具部分3b可以包括变形元件E，并且变形元件E被配置成用于在纤维素产品1的成型期间在成型空腔C中在纤维素坯料结构2上施加成型压力。变形元件E可以通过合适的附接手段(例如胶水或机械紧固构件)附接到第一模具部分3a和/或第二模具部分3b。在纤维素产品1的成型期间，变形元件E变形以在成型空腔C中在纤维素坯料结构2上施加成型压力，并且通过变形元件E的变形，即使纤维素产品1具有复杂的三维形状或者如果纤维素坯料结构2具有变化的厚度，也能够实现均匀的压力分布。为了在纤维素坯料结构2上施加所需的成型压力，变形元件E由当施加力或压力时能够变形的材料制成，并且变形元件E适当地由能够在变形之后恢复尺寸和形状的弹性材料制成。变形元件E可以进一步由具有合适特性的材料制成，其承受在形成纤维素产品1时使用的高成型压力和成型温度TF水平。

某些弹性或可变形材料在暴露于高压力水平时具有类似流体的特性。如果变形元件E由这种材料制成，则在成型过程中可以实现均匀的压力分布，其中从变形元件E施加在成型空腔C中的纤维素坯料结构2上的压力在模具部分之间的所有方向上相等或基本相等。当处于压力下的每个变形元件E处于其类似流体的状态时，可以实现均匀的类似流体的压力分布。因此，成型压力是利用这种材料从所有方向施加到纤维素坯料结构2的，并且变形元件E在纤维素产品1的成型期间以这种方式在纤维素坯料结构2上施加均衡成型压力。每个变形元件E可以由一种或多种弹性材料的合适结构制成，并且作为示例，变形元件E可以由凝胶材料、硅橡胶、聚氨酯、氯丁橡胶或硬度在20-90肖氏A范围内的橡胶的块状结构或基本上呈块状的结构制成。

此外，在图1a-b所示的实施例中，产品成型单元U包括用于回收纤维素纤维的坯料回收模块7。坯料回收模块7被配置成用于在形成纤维素产品1之后将纤维素坯料结构2的残余部分2c从压制模块6进给回到坯料干法成型模块4。坯料回收模块7被布置成用于将残余的纤维素坯料纤维材料从压制模块6运送到磨制器4a。在成型模具3中形成纤维素产品1之后，可能存在包含纤维素坯料纤维材料的纤维素坯料结构的残余部分2c。利用坯料回收模块7，残余的或其余的纤维素纤维可以被回收并重新用于与来自纤维素原材料的纤维一起形成新的纤维素坯料结构2。在图1a-b中，示意性地示出了坯料回收模块7的示例实施例。坯料回收模块7包括进给结构7a，比如进给带、传送器结构或用于将残余部分2c从成型模具3运送到磨制器4a的其他合适器件。磨制器4a可以被布置成具有用于残余材料的单独的入口开口，其中纤维素坯料结构2的残余部分2c被进给到磨制器4a中。

坯料回收模块7可以包括回收压实单元7b。回收压实单元7b在纤维素坯料结构2的残余部分2c从压制模块6运送到坯料干法成型模块4时将其压实。合适地，回收压实单元7b被布置为一对协作辊，其压实纤维素坯料结构2的残余部分2c，如图1a所示。

在未示出的实施例中，坯料回收模块7可以替代地包括具有被布置成连接到成型模具3的入口部分的通道结构，并且纤维素坯料结构的残余部分2c可以被吸到入口部分中，用于进一步运送到磨制器4a。通道结构可以进一步布置有合适的组合式磨制器和风扇单元，其用于在进一步运送到与磨制器4a相连的出口部分之前至少部分地分离残余材料。

坯料回收模块7可以进一步包括缓冲组件51，其具有目的是在将残余部分2c供应到磨制器4a之前将离开压制模块6a的残余部分2c的间歇进给运动转换成连续进给运动。当残余部分2c具有连续幅材结构的形式时，这是特别相关的。就残余部分2c的更均等的供应速率而言，将残余部分2c连续进给到磨制器4a可能是有利的，并且因此在成型线材4c中形成更均等厚度的纤维素坯料结构2。然而，由于压制模块6的间歇操作，来自压制模块6a的残余部分2c的间歇供应需要转换成连续进给，而不破坏残余部分2c的幅材结构。为了实现这一点，缓冲装置51可以包括残余部分2c进给系统，其被配置成用于将残余部分2c间歇地进给到缓冲装置51并从缓冲模块5连续地进给残余部分2c。

缓冲组件5可以以形成残余部分2c的连续结构的悬挂部段的形式实施。在悬挂部段中，残余部分2c缺少来自传送带等的竖直支撑，并且因此可以自由悬挂，其中通过使残余部分2c或多或少地悬挂在悬挂部段中的深处来实现缓冲效果。缓冲组件5可以可替换地以具有由致动器控制的一个或更多个移动部分的机械装置的形式来实施。

利用上述模块，实现产品成型单元U的紧凑构造，并且模块可以集成到一个单个产品成型单元U中，其可以在货运集装箱中运输，并且以简单的方式放置在加工者的工厂地板上。不同的进给方向使得产品成型单元U的布局和构造更加紧凑。

下面参照图3a和图4a-b中的示意图更详细地描述压制模块6的一些示例实施例，其中图4a示出了处于打开状态的肘节压制器6a，并且图4b示出了在压制动作期间的同一肘节压制器6a。

纤维素产品的肘节压制模块6特别适合于由空气成型的连续纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1，因为连续纤维素坯料结构2能够简化坯料结构2到肘节压制器6a的处理和进给以及简化纤维素坯料结构2的残余部分2c到坯料回收模块7的进给。然而，纤维素产品的肘节压制模块6还适合于由空气成型的非连续纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1，比如空气成型的纤维素坯料结构2的单独片材件。

压制致动器组件6f可以例如包括单个或多个液压或气动线性致动器，比如缸-活塞致动器。可替换地，具有旋转输出轴的马达(比如电动、液压或气动马达)可以用于驱动机械致动器，特别是线性机械致动器，比如滚珠丝杠、螺纹杆致动器、齿条和小齿轮致动器等。更可替换地，压制致动器组件6f可以包括高转矩电动马达，其经由旋转-线性传动装置(比如偏心机构或曲轴布置)驱动地连接到肘节机构6e。更进一步可替换地，压制致动器组件6f可以包括一个或更多个高转矩电动马达，其整体安装在肘节机构6e中并与肘节机构6e的枢转连杆或旋转构件直接驱动地连接。

可移动的第一模具部分3a可以直接地或间接地附接到压制构件6d。这意味着，例如可以在可移动的第一模具部分3a和压制构件6d之间布置中间构件，例如用于检测压制力的负载元件等。

固定的第二模具部分3b在压制动作期间通常是固定的，但是在连续压制动作之间的时间段内仍然能够在压制方向D

在一些示例实施例中，肘节压制器6a包括前部结构6b和后部结构6c，其中肘节机构6e还连接到后部结构6c，并且其中固定的第二模具部分3b附接到前部结构6b。

固定的第二模具部分3b可以直接地或间接地附接到前部结构6b。这意味着，例如可以在固定的第二模具部分3b和前部结构6b之间布置中间构件，例如用于检测压制力的负载元件等。

肘节压制器6a的前部和后部结构6b、6c表示两个刚性且结构相关的部分，其必须通过某种结构刚性构造相互连接，用于确保前部和后部结构6a、6c在压制动作期间不会彼此分离。前部和后部结构6b、6c可以具有许多不同的形式，这取决于具体情况。例如，前部和后部结构6b、6c可以具有板状形状，特别是矩形板状形状，从而能够成本有效地制造，并且可以使用板状前部和后部结构6b、6c的角部区域来附接到共同的刚性框架结构。

事实上，肘节压制器6a通常包括由前部结构6b、后部结构6c和将前部结构6b与后部结构6c连接的中间框架结构限定的刚性框架结构。

在一些示例实施例中，肘节压制器6a包括由前部结构6b、后部结构6c和将前部结构6b与后部结构6c连接的中间线性导向组件14限定的刚性框架结构，其中压制构件6d可移动地附接到线性导向组件14并且在压制方向D

换句话说，中间框架结构可以由中间线性导向组件14提供，其具有双重功能，即向肘节压制器6a提供结构强度和刚度、在前部和后部结构6b、6c之间提供刚性连接以及另外提供用于引导压制构件6d的中间线性导向组件14。

为了实现肘节压制器6a的成本有效且坚固的框架结构，中间线性导向组件14可以包括四个系杆37，其中一个布置在板状前部和后部结构6b、6c的每个角部区域中。系杆例如是圆柱形的，并且相应的圆柱形孔洞可以设置在板状前部和后部结构6b、6c的角部区域中，用于接收所述系杆。

压制构件6d可以具有任何结构形状。然而，在一些示例实施例中，压制构件还至少部分地具有板状形状，特别是矩形板状形状，从而能够成本有效地制造，并且可以使用板状压制构件6d的角部区域来附接到中间线性导向组件14。因此，肘节压制器6a在一些示例实施例中可以被称为三压板压制器。

肘节压制器6a被装配或被布置成用于被装配成压制构件6d的压制方向主要被布置或定向成在水平方向D

肘节压制器6a例如被装配成压制构件6d的压制方向D

此外，如图6a-b所示，当肘节压制器6a的后部结构6c位于比肘节压制器的前部结构6b更高的位置时(如图6a所示)和当肘节压制器6a的前部结构6b位于比肘节压制器的后部结构6c更高的位置时(如图6b所示)都能够获得实现纤维素产品成型单元U的紧凑总体设计和低构建高度的有益方面。仅作为示例，在图6a中，用于压制致动器组件6f的电源39被示出为装配在支撑框架38下方，并且在图6b中，例如产品掠取组件48被示出为装配在支撑框架38下方。

在一些示例实施例中，肘节压制器6a进一步包括进给装置16，用于将空气成型的纤维素坯料结构2间隙进给到位于第一和第二模具部分3a、3b之间的压制区域15中，其中进给装置16被布置成用于将空气成型的纤维素坯料结构2主要竖直向下地进给到压制区域15中、具体地用于以与竖直方向成小于20度的进给角度49将空气成型的纤维素坯料结构2向下进给到压制区域15中、更具体地用于将空气成型的纤维素坯料结构竖直向下地进给到压制区域15中。

如上所述，术语“主要垂直地”在这里意味着在比水平更竖直布置的方向上进给坯料结构。换句话说，进给装置16的线性部分被定向成用于与竖直方向限定0-44度、特别是0-20度范围内的角度49。因此，进给装置16可以被认为是主要位于成型模具3上方。

此外，压制模块6的下放(laid-down)布置使得压制方向D

根据一些示例实施例，用于将空气成型的纤维素坯料结构2进给到压制区域15中的进给装置16可以包括机动进给辊或机动进给辊对、或细长的真空带式进给器或细长的牵引带式进给器等，并且预期进给方向主要布置在竖直方向D

肘节压制器6a的肘节机构6e可以具有多种设计和实施方式。肘节机构6e的基本要求是生成压制力放大，从而能够在压制力方面使用相对低成本和低容量的压制致动器组件6f。压制力放大是通过压制模块的压制速度的相应降低来实现的。因此，与压制致动器组件6f的力/速度相比，肘节机构6e放大和减慢了压制力/速度。

一般来说，并且参照图1a-b、图3a和图4a-b的示例实施例，肘节机构6e包括第一连杆构件18和第二连杆构件19，其中压制致动器组件6f直接地或间接地驱动连接到第一或第二连杆构件18、19，使得压制致动器组件6f的致动导致压制构件6d的运动。

更详细地，肘节机构6e在一些示例实施例中可以包括第一连杆构件18和第二连杆构件19，每个都具有第一和第二枢转连接件18a、18b、19a、19b，其中第一连杆构件18的第一枢转连接件18a可枢转地连接到后部结构6c，其中第二连杆构件19的第一枢转连接件19a可枢转地连接到压制构件6d，其中第一连杆构件18的第二枢转连接件18b可枢转地连接到第二连杆构件19的第二枢转连接件19b，并且其中压制致动器组件6f直接地或间接地驱动连接到第一或第二连杆构件18、19，用于调节第一和第二连杆构件18、19之间的对准的水平，使得压制致动器组件5f的致动导致压制构件6d的运动。

第一连杆构件18的第二枢转连接件18b可枢转地连接到第二连杆构件19的第二枢转连接件19b的事实意味着第一连杆构件18的第二枢转连接件18b与第二连杆构件19的第二枢转连接件19b相同。

调节第一和第二连杆构件18、19之间的对准的水平的效果在图4a-b中示出。第一和第二连杆构件18、19之间的对准由第一和第二连杆构件18、19的纵向方向限定的对准角度22确定，如根据图4a和图4b的侧视图中所见，其中第一连杆构件18的纵向方向18d由穿过第一连杆构件的第一和第二枢转连接件18a、18b的直线限定，并且第二连杆构件19的纵向方向19d由穿过第二连杆构件19的第一和第二枢转连接件19a、19b的直线限定。

在图4b中，对准角度22为180度，其对应于第一连杆构件18与第二连杆构件19的对准。肘节机构6e的该致动位置可以被称为力均衡位置。力均衡位置是所有力处于平衡状态并且力的效果彼此抵消的位置。换句话说，在力均衡位置，压制致动器组件6f所需的力等于零。

在一些示例实施例中，依据肘节机构6e的具体设计，所述压制操作包括控制压制致动器组件6f，用于将肘节机构6e设定在所述力均衡位置。

在肘节机构设计的一些示例实施例中，例如图4a和图4b所示，力均衡位置对应于肘节机构6e的最大伸出操作位置。

在图4a-b的示例实施例中示出的肘节机构6e可以被称为五点双肘节机构，这意味着有并排布置的两个单独的肘节机构，用于向压制构件6d提供更好的力压制力分布，并且其中所述两个单独的肘节机构中的每一个包括五个枢转点。

具体地，在图4a-b的示例实施例中，压制致动器组件6f驱动地连接到单个十字头20，并且十字头连杆构件21具有可枢转地连接到十字头20的第一连接件21a和可枢转地连接到第一连杆构件18的第三枢转连接件18c的第二连接件21b。

换句话说，图4a-b的示例实施例的肘节机构6e包括驱动并排布置的第一和第二单独肘节机构的单个十字头，每个包括第一连杆构件18、第二连杆构件19和十字头连杆构件21，其中第一连杆构件18可枢转地连接到第二连杆构件19和后部结构6c，其中第二连杆构件19可枢转地连接到压制构件6d，其中十字头连杆构件21可枢转地连接到第一连杆构件18和十字头20。

在本公开的范围内，肘节机构6e的许多替代设计是可能的。例如，十字头连杆构件21可以可枢转地连接到第二连杆构件19和十字头20。此外，第一连杆构件18的第二和第三枢转连接件18b、18c可以可替换地是共同的枢转连接件。

此外，肘节机构6e可以是如图6a所示的三点单肘节机构，其中肘节机构6e包括可枢转地连接到第二连杆构件19的第一连杆构件18，其中第一连杆构件18也可枢转地连接到后部结构6c，并且第二连杆构件19可枢转地连接到前部结构6d，并且压制致动器组件6f直接地或间接地驱动连接到第一或第二连杆构件18、19，使得压制致动器组件6f的致动导致压制构件6d的运动。

肘节机构6e的又一示例设计在图7a中示意性地示出，其示出了三点双肘节机构，即如参照图6a所述的两个三点单肘节机构，并且具有直接地或间接地驱动连接到两个所述单肘节机构的第一和/或第二连杆构件18、19的压制或拉动致动器组件6f。此外，在该示例实施例中，电动伺服马达被描绘为致动器组件6f。

根据又一个示例实施例，如图7b中示意性示出的肘节机构6e包括三点双肘节机构，即如参照图6a所述的两个三点单肘节机构，但是这里在相反的方向上操作，并且具有布置在两个所述单肘节机构的第一和/或第二连杆构件18、19之间并且直接地或间接地驱动连接到这两个连杆构件的致动器组件6f。

再次参照图3a和图4a-b，在一些示例实施例中，肘节压制器6a进一步包括：压制力指示组件6g；调节机构23，其用于允许在使肘节机构6e处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离；以及调节致动器组件25，其被配置成用于驱动调节机构23，其中，电子控制系统6h可操作地连接到压制力指示组件6g，并且被配置成基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息来控制调节致动器组件25的操作。

例如，机械调节机构23可以包括四个齿轮26a-d，每个具有内螺纹，用于螺纹安装在线性导向组件14的系杆的相应螺纹端部部分上，并且每个26a-d具有外部齿轮齿，用于由调节致动器组件25的一个或更多个马达驱动。

例如，如图3a和图4a-b所示，机械调节机构23的所述四个齿轮26a-d中的每一个可以与单个中心齿轮27接触并由其驱动，其由调节致动器组件25的单个马达提供动力。

调节致动器组件25的操作使得机械调节机构23在压制方向上改变前部和后部结构6b、6c之间的距离24，以便允许在使肘节机构6e处于非移动操作状态时调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离。这意味着所述距离的调节不是由肘节机构的移动引起的，而是由前部和后部结构6b、6c之间的距离的变化引起的。

在图3a和图4a-b的示例实施例中，机械调节机构23的操作使后部结构6c相对于线性导向组件14移位，用于改变前部和后部结构6b、6c之间的距离24。

可替换地，机械调节机构23的操作使前部结构6b相对于线性导向组件14移位，用于改变前部和后部结构6b、6c之间的距离24。

电子控制系统6h通常被配置成控制调节致动器组件25的操作，用于在连续压制动作之间的时间段期间调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离，使得压制构件6d在下一压制循环期间的目标是提供更接近预定目标压制力的压缩力。

图5示意性地示出了压制模块6在正常操作期间的主要工艺步骤。压制操作流程图通常从在与缩回的肘节机构和打开的压制模具3相关联的待命位置S处处于静止的压制构件开始，如图4a中示意性所示。在接收到启动压制循环的命令或指令时，执行流程图的第二步骤F，其包括激活压制致动器组件6f，用于向前F推动压制构件6d，直到成型模具3变得闭合，并且在主要工艺的第三步骤P中将大约1-100Mpa、特别是4-20Mpa的成型压力施加到纤维素坯料结构。此后，执行流程图的第四步骤R，其包括启动压制构件6d朝向开始位置(即待命位置S)的返回运动。

在高速制造的情况下，该工艺可以跳过步骤S，即在再次启动流程图的第二步骤F之前跳过完全返回到待命位置S。

本文使用的术语最大行程状态，也称为“最大伸出操作位置”，在本文指的是当未被成型模具、纤维素坯料结构或其它部分阻挡时能够由肘节机构获得的最大向前位置，例如如图4b中所示的第一和第二连杆构件18、19的对准状态。

在一些示例实施例中，第一和第二模具部分3a、3b中的每一个包括主要刚性板状主体，其具有被配置成用于面向另一个模具部分的通常基本平坦的表面和限定用于形成纤维素产品1的一个或更多个成型空腔C的至少一个压制表面3c、3d，并且具有或不具有附加的次要部分，比如弹簧加载的切割装置和/或模具对准装置等，其中第一和第二模具成型部分3a、3b的主要刚性板状主体的所述基本平坦的表面在压制循环期间不会相互直接接触。因此，主要刚性板状主体的所述表面不旨在相互接触，并且不会阻止第一和第二成型模具部分3a、3b的进一步压制运动。然而，第一和第二模具部分3a、3b的其他部分在压制动作期间仍然可以相互接触，比如弹簧加载的切割装置和/或模具对准装置等，其不是第一和第二模具部分3a、3b的所述表面的一部分。

图8a-b示意性地示出了如何使用机械调节机构23来调节肘节压制器6a以在最大伸出致动位置处获得不同水平的压制力，并且图8c示出了当前部和后部结构6b、6c之间的距离太小时会发生什么，并且图9示出了这些情况中的每一种情况下所产生的压制力的示意图。图9的图中的竖直轴线示出了由肘节压制器6a提供的压制力，并且图9的图中的水平轴线示出了肘节压制器6a的前部和后部结构6b、6c之间的距离24。在前部和后部结构6b、6c之间的距离24相对较短的情况下，肘节机构的第一和第二连杆构件在达到肘节压制器6a的最大压制能力时仍将不对准，而在前部和后部结构6b、6c之间的距离24相对较大的情况下，肘节机构的第一和第二连杆构件将容易达到对准位置，但由于成型模具3中相对较大的剩余模具间隙53，不会在该位置处产生较大的压制力。

在图8a中，前部和后部结构6b、6c之间的距离24被调节得相对较长，从而当压制板6d到达最大伸出致动位置时提供相对较低的压制力。在该示例实施例中，当第一和第二连杆构件18、19对准时，获得肘节机构6e的最大伸出致动位置。在机械调节机构23的该调节位置处所产生的压制力在图9中用点A标记。

在图8b中，前部和后部结构6b、6c之间的距离24减小，从而当压制板6d到达最大伸出致动位置时提供较高的压制力。在机械调节机构23的该调节位置处所产生的压制力在图9中用点B标记。

当前部和后部结构6b、6c之间的距离24被调节得非常短时，肘节机构6e可能被阻止达到力均衡位置，即第一和第二连杆构件18、19不对准，如图8c中所示。在机械调节机构23的该调节位置处所产生的压制力在图9中用点C标记。

压制模块6的压制操作可以以多种方式执行。例如，肘节压制器6a可以以开环方式操作，其中不需要诸如压制力或压制构件位置等的参数的反馈。

适合于以开环方式控制肘节压制器6a的控制系统40的示例实施例在图10a示意性地示出。在该示例实施例中，压制致动器组件6f是由螺线管操作的方向控制阀41流体控制的液压缸，其流体连接到可变排量液压泵42和流体罐43。此外，提供进给装置16(此处为电动马达的形式)用于控制成型线材4c的操作，并且提供压制构件位置检测装置44用于确保压制构件在每次压制事件中被操作以到达肘节机构6e的最大向前位置。方向控制阀41的操作状态的控制以及进给装置16的速度可以由电子控制系统6h控制，从而在肘节压制器6a的随后的压制操作之间提供成型线材4c的期望间歇进给。

压制构件位置检测布置可以例如是被配置成检测压制构件6d的位置的线性位置编码器，或者是用于检测肘节机构6e的致动位置的位置编码器，或者是用于检测压制致动器组件6f的致动位置的位置编码器，等等。

根据可替换的控制策略，控制系统40可以被配置成用于以闭环方式控制肘节压制器6a，如图10b中示意性所示。根据该控制策略，压制致动器组件6f可以被控制以简单地将压制构件6d移位到最大向前位置，即180度的对准角度或肘节机构6e的最大行程状态，并且预先调节肘节压制器6a的前部和后部结构6b、6c之间的距离24，使得所产生的压制力等于目标压制力。电子控制系统6h可以被配置成基于来自压制力检测或指示组件的反馈数据来控制压制操作，并且在连续压制操作之间调节肘节压制器6a的前部和后部结构6b、6c之间的距离24，用于将所产生的压制力保持在目标压制力。因此，可以更好地考虑工艺参数的变化，用于确保纤维素产品1的质量提高。

除了参照图10a所述的特征之外，图10b还示出了被配置成用于驱动机械调节机构23的调节致动器组件25。调节致动器组件25例如可以是电动或液压马达。此外，图10b的系统另外示出了压制力检测装置6g，用于向电子控制系统6h提供反馈。

因此，在一些示例实施例中，肘节压制器6a进一步包括压制力指示组件6g，其中电子控制系统6h可操作地连接到压制力指示组件6g并且被配置成基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息来控制压制力致动器组件6f的操作。

压制力指示组件6g通常包括某种类型的测量装置，用于测量压制力参数的水平。因此，压制力指示反馈信息通常包括肘节压制器6a的测量过程变量或从该测量过程变量导出。

基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息对压制致动器组件6f的操作控制可以例如包括压制力反馈控制、位置反馈控制或在连续压制循环之间具有自动自调整的开环控制。

压制力指示组件可以例如对应于位于压制模块6上的一个或更多个合适位置处的某种类型的一个或更多个压制力传感器。例如，诸如应变计力传感器等的负载元件可以设置在成型模具3处或在其内、或者在肘节机构6e和后部结构6c之间、或者在肘节机构6e和成型模具6之间。

可替换地，或者与以上组合，压制力指示组件可以对应于变形传感器，比如应变计传感器，其被配置成用于感测中间线性导向组件14的例如一个、两个或所有系杆的变形。可替换地，可以提供诸如应变计传感器、激光传感器等的变形传感器，用于感测前部结构6b、或后部结构6c、或压制构件6d、或肘节机构6e的变形。

电子控制系统在一些示例实施例中可以被配置成控制调节致动器组件25，例如用于调节用于特定纤维素坯料结构的肘节压制器的最大压制力。

因此，肘节压制器可以包括压制力指示组件6g，并且电子控制系统6h可以可操作地连接到压制力指示组件6g，并且控制系统可以被配置成用于基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息来控制调节致动器组件的操作，以便在连续压制动作之间的时间段期间在压制方向上调节前部结构和后部结构之间的距离。因此，电子控制系统可以调节最大压制力。

这是例如通过在第一压制循环期间从压制力指示组件6g接收压制力指示反馈信息实现的，确定当前操作位置(即肘节压制器的前部和后部结构6b、6c之间的距离24)的调节是否合适，并且如果不合适，通过调节致动器组件25的合适操作来调节前部和后部结构6b、6c之间的距离24，使得下一压制循环期间的操作位置和/或压制力与目标操作位置和/或压制力更加一致。换句话说，电子控制系统不需要主动控制和调节由压制致动器组件6f提供的对肘节机构6e的输入力，用于适应压制构件6d的压制力，而是可以仅依赖于调节致动器组件25的主动控制。

该控制策略可以通过调节前部和后部结构6b、6c之间的距离24来实施，使得肘节压制模块6在达到肘节机构6e的最大行程状态的情况下达到目标压制力。换句话说，电子控制系统被配置成用于在肘节压制器6a的所述正常运行的压制动作期间从压制力指示组件6g获得压制力指示信息，并且当例如压制力指示信息指示压制力PF在一组压制循环内持续高于目标压制力时，肘节压制器6a的前部和后部结构6b、6c之间的距离24将在连续压制动作期间被调节，使得所产生的压制力等于目标压制力。

根据本公开的产品成型单元U的替代示例实施例，产品成型单元U的各个方面可以具有另一种设计、功能和/或布局，如图11中示意性所示。

例如，成型线材4c可以一直延伸到压制模块6，从而有效地消除了对中间运送装置16的需要。

此外，成型线材4c的成型部段4d可以布置成用于在水平方向D

此外，在图11示出的实施例的坯料干法成型模块4具有纤维素纤维F从磨制器4a通过成型室4b到成型线材4c的竖直分布方向。因此，竖直空气流将纤维素纤维F从磨制器4a进给到成型部段4d。

此外，肘节压制器6a被装配成压制构件6d的压制方向D

与使用大容量的常规无肘节液压压制器相比，使用肘节压制模块以由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品具有许多优点，比如低成本、低重量、快速循环操作和紧凑性。因此，肘节压制模块6在某些情况下可以是常规竖直立式液压压制器的有用替代方案。

图12a-b中示意性所示的肘节压制模块6对应于上面参照图4a-b所述的肘节压制模块6，并且关于肘节压制模块6的细节，参照了与图4a-b相关的公开内容，除了压制致动器组件6f，其在这里示意性地实施为电动滚珠丝杠线性致动器。滚珠丝杠线性致动器可以例如包括杆50，其驱动地连接到电动马达并且具有用于保持滚动珠的螺旋轨道，滚动珠可以在十字头20中的轨道中循环。

下面参照图13描述了在产品成型单元U中由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的方法的基本步骤。产品成型单元U包括具有可移动的成型线材4c的坯料干法成型模块4、具有肘节压制器6a和成型模具3的肘节压制模块6、以及可操作地连接到成型线材4c和肘节压制模块6的电子控制系统6h；其中肘节压制器6a包括在压制方向上可移动地布置的压制构件6d、驱动地连接到压制构件6d的肘节机构6e、驱动地连接到肘节机构6e的压制致动器组件6f；并且其中成型模具3包括附接到压制构件6d的可移动的第一模具部分3a和第二模具部分3b。所述方法包括借助于坯料干法成型模块4将纤维素坯料结构2空气成型到成型线材4c上的第一步骤S1。所述方法进一步包括将空气成型的纤维素坯料结构2进给到由间隔开的第一和第二模具部分3a、3b限定的压制区域中的第二步骤S2。此外，所述方法包括借助于电子控制系统6h控制压制致动器组件6f的操作以用于执行压制操作的第三步骤S3，其包括借助于肘节机构6e在压制方向上驱动压制构件6d，从而通过使第一模具部分3a压靠第二模具部分3b而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品。最后，所述方法包括第四步骤S4，即借助于电子控制系统6h控制成型线材4c的操作，用于在随后的压制操作之间间歇地进给成型线材4c。

控制压制致动器组件6f的操作的所述第四步骤S4可以以许多不同的方式执行，同时仍然解决使用低成本、紧凑且低重量的纤维素产品压制模块由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的问题。

参照图14，根据一些示例实施例，肘节压制器6a进一步包括：压制力指示组件6g；调节机构23，其用于允许在使肘节机构6e处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离；以及调节致动器组件25，其被配置成用于驱动调节机构23。除了参照图13所述的步骤S1-S4之外，所述方法可以进一步包括基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息控制调节致动器组件25的操作的第五步骤S5。

具体地，控制调节致动器组件25的操作的第五步骤S5可以包括在连续压制动作之间的时间段期间调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离，使得压制构件6d在下一压制循环期间的目标是提供更接近预定目标压制力的压缩力。

反馈控制器6h可以以多种替代方式实施，如本领域技术人员已知的，例如P控制器、PI控制器、PID控制器、最优控制，例如线性二次(LQ)控制器等。

例如，PID(比例-积分-微分)控制器是一种采用反馈的控制回路机制，用于提供对待控制的过程的连续调制控制。反馈控制器，例如PID控制器，连续计算作为期望的设定点(SP)和测量的过程变量(PV)之间的差的误差值，并基于所述误差值的比例、积分和微分项应用校正。设定点(SP)例如可以是特定的预定压缩力，并且测量的过程变量(PV)例如可以是由位于肘节压制器6a的系杆37上的应变计力传感器检测到的测量的压制力。

根据本公开的纤维素产品的肘节压制模块6对于由空气成型的纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1也非常有用，即使没有坯料干法成型模块4的成型线材4c的间歇操作过程。因此，在具有布置在坯料干法成型模块4和压制模块6之间的缓冲器的纤维素产品的肘节压制模块中，并且其中坯料干法成型模块4和相关联的成型线材4c以或多或少恒定的操作速度连续操作，根据本公开的纤维素产品的肘节压制模块仍然可以提供各种有利方面，比如紧凑性、成本效率和快速操作循环。

这例如由用于由空气成型的纤维素坯料结构2形成非扁平纤维素产品1的纤维素产品的肘节压制模块6提供，其中肘节压制模块6包括肘节压制器6a，其包括在压制方向上可移动地布置的压制构件6d、驱动地连接到压制构件6d的肘节机构6e、驱动地连接到肘节机构6e的压制致动器组件6f，用于控制肘节机构在缩回操作位置和伸出操作位置之间的运动。肘节压制模块6进一步包括：成型模具3，其包括附接到压制构件6d的可移动的第一模具部分3a和第二模具部分3b；以及调节机构23，其用于允许在使肘节机构6e处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离；以及调节致动器组件25，其被配置成用于驱动调节机构23。肘节压制模块6另外包括压制力指示组件6g，以及可操作地连接到压制力指示组件6g、压制致动器组件6f和调节致动器组件25的电子控制系统6h。电子控制系统6h被配置成用于控制压制致动器组件6f的操作，以通过将肘节机构6e设定在伸出操作位置而在压制方向上驱动压制构件6d，从而通过使第一模具部分3a压靠第二模具部分3b而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品，并且电子控制系统被配置成用于基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息来控制调节致动器组件25的操作。

类似地，本公开包括用于在肘节压制模块6中由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品的相应方法。met肘节压制模块6包括：肘节压制器6a，其包括在压制方向上可移动地布置的压制构件6d、驱动地连接到压制构件6d的肘节机构6e、驱动地连接到肘节机构6e的压制致动器组件6f，用于控制肘节机构在缩回操作位置和伸出操作位置之间的运动；成型模具3，其包括附接到压制构件6d的可移动的第一模具部分3a和第二模具部分3b；调节机构23，用于允许在使肘节机构6e处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离，以及调节致动器组件25，其被配置成用于驱动调节机构23；压制力指示组件6g；以及可操作地连接到压制力指示组件6g、压力致动器组件6f和调节致动器组件25的电子控制系统6h。所述方法包括：借助于坯料干法成型模块4将纤维素坯料结构2空气成型到成型线材4c上；将空气成型的纤维素坯料结构2进给到由间隔开的第一和第二模具部分3a、3b限定的压制区域中；控制压制致动器组件6f的操作，用于执行压制操作，其包括通过将肘节机构6e设定在伸出操作位置而在压制方向上驱动压制构件6d，从而通过使第一模具部分3a压靠第二模具部分3b而由空气成型的纤维素坯料结构形成非扁平纤维素产品；以及基于从压制力指示组件6g接收的压制力指示反馈信息而控制调节致动器组件25的操作。

在使肘节机构6e处于非移动操作状态时在压制方向上调节第一和第二模具部分3a、3b之间的距离意味着该调节不是由肘节机构的移动引起的，而是由一些其它特征引起的。

此外，通过控制压制致动器组件的操作以通过将肘节机构设定在伸出操作位置而在压制方向上驱动压制构件的步骤通常包括将肘节机构设定在最大伸出操作位置。

应当理解，以上描述本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制本公开、其应用或用途。虽然已经在说明书中描述了具体示例并且在附图中示出了该具体示例，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离权利要求中所定义的本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等效物来代替其元素。此外，本文所述的示例实施例的特征可以与本文所述的其他示例实施例的特征组合。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行修改以使特定的情形或材料适应本公开的教导。因此，本公开的意图不限于附图中示出的并且在说明书中被描述为当前设想用于实施本公开的教导的最佳模式的特定示例，而本公开的范围将包括落在前述描述和所附权利要求内的任何实施例。权利要求中提到的附图标记不应被视为限制权利要求所保护的内容的范围，并且它们的唯一功能是使权利要求更容易理解。

附图标记

1：纤维素产品

2：纤维素坯料结构

2c：残余部分

3：成型模具

3a：第一模具部分

3b：第二模具部分

4：坯料干法成型模块

4a：磨制器

4b：成型室

4c：成型线材

4d：成型部段

4e：成型室开口

5：成型线材的驱动马达

6：压制模块

6a：肘节压制器

6b：前部结构

6c：后部结构

6d：压制构件

6e：肘节机构

6f：压制致动器组件

6g：压制力指示组件

6h：电子控制系统

7：坯料回收模块

7a：进给结构

9：坯料进给辊

10：致动器

11：中间辊

13：肘节压制器的装配角度

14：线性导向组件

15：压制区域

16：进给装置

17：进给装置的伸长方向

18：第一连杆构件

19：第二连杆构件

20：十字头

21：十字头连杆构件

22：对准角度

23：机械调节机构

24：前部和后部结构之间的距离

25：调节致动器组件

26a-d：齿轮

27：单个中心齿轮

28：最大压制力曲线

29：模具间隙

30：操作窗口

31：中心压制力-模具间隙曲线

32：右侧压制力-模具间隙曲线

33：左侧压制力-模具间隙曲线

34：第一个箭头

35：渐近区域

36：第二个箭头

37：系杆

38：支撑框架

39：电源

40：控制系统

41：阀

42：泵

43：罐

44：位置检测装置

46：第一压制力-模具间隙曲线

47：第二压制力-模具间隙曲线

48：掠取组件

49：进给角度

50：螺纹杆

51：缓冲组件

53：模具间隙

54a第一单独肘节机构

54b：第二单独肘节机构

55：阶梯状下降

C：成型空腔

D

D

D

D

D

D

E：变形元件

F：纤维

M

M

M

N：示例最大压制力

PF：压制力

PF

R：纤维素原材料

T

U：产品成型单元

V

V