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"Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen von Holzspänen"
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen
von Holzspänen, bestehend aus einem zylindrischen, an einem Ende einen Mischgutzuführstutzen
und am anderen Ende einen Mischgutaustrittsstutzen aufweisenden Mischbehälter, in
dem koaxial eine mit vergleichsweise hoher Drehzahl antreibbare, zumindest teilweise
hohl ausgebildete Mischwerkswelle angeordnet ist, die in einer dem Mischgutzuführstutzen
zugeordneten Einzugszone mit einen Mischgutring aufbauenden und eine axiale Mischgutförderung
bewirkenden Einzugswerkzeugen, in einer nachgeordneten Beleim- und Mischzone mit
mit ihren Auslauföffnungen in den Mischgutring eintauchenden und als Mischwerkzeuge
dienenden Leimschleuderrohren und in einer nachgeordneten, dem Mischgutaustrittsstutzen
zugeordneten Auswurf zone mit Auswurfwerkzeugen versehen ist.
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Bei einer derartigen, aus der DT-AS 20 57 594 bekannten Vorrichtung
besteht die zwischen dem Materialzuführstutzen und dem Materialaustrittsstutzen,
also innerhalb des geschlossenen, zylindrischen Bereichs des Mischbehälters befindliche
Beleim- und Mischzone,aus einer sich über mindestens 202 der wirksamen Mischbehälterlänge
erstreckenden Beleimzone und einer nachgeschalteten, sich bis zur Auswurfzone erstreckenden
Nachmischzone. In der Beleimzone sind in den Mischgutring eintauchende Leimschleuderrohre
vorgesehen, denen der Leim durch die hohl ausgebildete Mischwerkswelle zugeführt
wird. Dieser aus den Auslauföffnungen der Leimschleuderrohre austretende Leim wird
direkt auf die einzelnen Mischgutpartikel, also einzelne Holzspäne unterschiedlicher
Größe, abgegeben und dann in der Nachmischzone, in der die Mischwerkswelle mit reinen
Mischwerkzeugen besetzt ist, einem kurzen, aber sehr intensiven Nachmischprozeß
auf den Holzspänen verteilt.
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Wegen der hohen Energieeinleitung, insbesondere in der Nachmischzone
und der daraus resultierenden Erwärmung ist der Mischbehälter mit einem Kühlmantel
versehen. Weiterhin werden die in der Nachmischzone und in der Auswurfzone befindlichen
reinen Mischwerkzeuge bzw. Auswurfwerkzeuge gekühlt. Diese Vorrichtung hat sich
in der Praxis ganz hervorragend bewährt, da mit ihr eine äußerst gleichmäßige Benetzung
der Holzspäne mit Leim und damit eine leimsparende Beleimung bei hohen Durchsatzleistungen
bezogen auf die Größe der Vorrichtung erreicht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Vorrichtung
in konstruktiver Hinsicht zu vereinfachen und den erforderlichen Betriebsaufwand
zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mischwerkswell-e
in der gesamten Beleim- und Mischzone im wesentlichen nur mit Leimschleuderrohren
versehen ist. Dies bedeutet, daß praktisch die gesamte Nachmischzone entfällt, und
daß die gesamte Leimverteilung auf den einzelnen Partikeln unmittelbar im Bereich
der Leimzugabe mit den Leimschleuderrohren erfolgt. Der Erfindung liegt unter anderem
die Erkenntnis zugrunde, daß die Leimverteilung, d.h. das Ausbreiten des Leims auf
den einzelnen Spanpartikeln fast ausschließlich durch Verwischen erfolgt, und zwar
in dem Augenblick, in dem jeweils der entsprechende Spanpartikel mit hoher Relativgeschwindigkeit
an der Auslauföffnung eines entsprechenden Leimschleuderrohres sich vorbeibewegt
bzw.
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unmittelbar danach durch Aneinanderreiben von Holzspänen, die untereinander
ständig wechselnde hohe Relativgeschwindigkeiten aufgrund des ständigen Beschleunigens
der Späne durch die Leimschleuderrohre und das nachfolgende Abbremsen an der haben.
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Innenwand des Mischbehältersf Dieser Fortfall der Nachmischzone durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat zur Folge, daß ein beträchtlicher Anteil
der sonst für das Nachmischen aufzuwendenden Energie eingespart wird, was außer
dem wirtschaftlichen Vorteil noch den zusätzlichen Vorteil mit sich
bringt,
daß das Mischgut, also die beleimten Späne einerseits und damit auch der Mischbehälter
weniger erwärmt wird. Da somit auch die Gefahr, daß auf der Mischbehälterwand Leim
anbackt und aushärtet, geringer ist, kann der sonst zwingend erforderliche Kühlmantel
für den Mischbehälter entfallen, was nicht nur eine konstruktive Vereinfachung der
Vorrichtung mit sich bringt, sondern insbesondere den Entfall der hohen Kosten für
eine Frischwasserkühlung. Da keine mit ausschließlich zum Mischen dienenden Mischwerkzeugen
bestückte Nachmischzone mehr vorhanden ist, entfällt auch die Notwendigkeit einer
Kühlung dieser Mischwerkzeuge. Die als Mischwerkzeuge dienenden Leimschleuderrohre
werden durch den hindurchfließenden Leim ausreichend gekühlt. Die Tatsache, daß
das Mischgut und auch die Leimschleuderrohre insgesamt etwas wärmer werden, als
wenn der Mischbehälter und die Welle mit Mischwerkzeugen gekühlt ist, bringt weitere
Vorteile mit sich, da nämlich der Leim etwas stärker erwärmt wird und damit niedriger
viskos wird, was wiederum zur Folge hat, daß er sich anfangs leichter auf den Spänen
verwischen läßt und danach fester an den Spänen haftet, da das in ihm enthaltene
Wasser schneller in die Späne einzieht.
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Letzteres hat wiederum zur Folge, daß die Verschmutzung des Mischbehälters
und der Mischwerkswelle samt Werkzeugen geringer wird. Da die beleimten Späne etwas
wärmer sind, brauchen sie vor dem Verpressen zu Spanplatten nicht noch zusätzlich
erwärmt zu werden, was ansonsten sehr oft der Fall ist. Selbstverständlich können
auch bei dieser erfindungsgemeßen Vorrichtung die Leimschleuderrohre
einen
unterschiedlichen radialen Abstand ihrer Auslauföffnungen zur Innenwand des Mischbehälters
aufweisen, d.h. unterschiedlich tief in den Mischgutring eintauchen, so daß eine
Fraktionsbeleimung möglich ist, was insbesondere beim Beleimen von Holzspänen von
Bedeutung ist, die aus Spänen stark differierender Größe bestehen, wobei sich aufgrund
der Zentrifugalwirkung Schichten mit jeweils etwa einheitlichen Spangrößen ausbilden.
Diese unterschiedlich lange Ausbildung der Leimschleuderrohre ist aus der DT-AS
21 13 960 bekannt.
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Die erheblich geringere Umsetzung von Energie in Wärme hat wiederum
zur Folge, daß gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der
Mischbehälter mit einem antiadhäsiven Kunststoff ausgekleidet werden kann. Derartige
Kunststoffe sind an sich bekannt; es handelt sich hierbei beispielsweise um Polypropylen,
Polyäthylen und Polytetrafluoräthylen, wobei letzteres zwar in besonders ausgeprägtem
Maße antiadhäsiv ist, dagegen aber zum einen sehr teuer und zum anderen verhältnismäßig
wenig verschleißfest. Es hat sich gezeigt, daß aufgrund der intensiven Reibung der
Späne an der Innenwand des Mischbehälters auf diese auftreffender Leim sofort von
den Spänen wieder abgerieben wird. Lediglich beim Abstellen der Maschine unvermeidbarer
Nachlauf von Leim führt zu einer geringen Leimbenetzung der Innenwand des Mischbehälters.
Dieser Leim läßt sich sogar nach dem Aushärten leicht von dem Kunststoff
abheben.
Die Erkenntnis, daß der Einsatz von antiadhäsiven Kunststoffen möglich ist, wurde
als besonders überraschend angesehen, da bereits bei Wurf- und Schleudermischern
früher der Einsatz von Kunststoffauskleidungen - erfolglos - versucht wurde.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Auskleidung
auswechselbar ist. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, daß die
obere Hälfte und die untere Hälfte des Mischbehälters jeweils mit einer Schale aus
Kunststoff ausgekleidet sind, die nach dem Aufklappen des Mischbehälters einfach
herausgenommen und gegebenenfalls durch eine neue ersetzt werden können. Da der
Verschleiß in der Beleim- und Mischzone besonders groß ist, ist es von Vorteil,
die Schalen derart zu teilen, daß dort gesonderte Teilschalen vorgesehen sind.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In der Zeichnung
zeigt Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
und Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Schnittlinie
II-II in Fig. 1.
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Ein in der Zeichnung dargestellter Mischer weist einen horizontal
und axial geteilten, zylindrischen Mischbehälter 1 auf, dessen untere Hälfte 2 ortsfest
über ein Gestell 3 gegenüber dem Boden abgestützt ist. Die obere Hälfte 4 des Mischbehälters
1 ist gegenüber der unteren Hälfte 2 bzw. dem Gestell 3 über Arme 5 und koaxiale
Bolzengelenke 6 aufklappbar. Im Bereich der Ränder der Hälften 2 bzw. 4 des Mischbehälters
1 sind umlaufende, sich nach außen erstreckende Flansche 7 bzw. 8 angebracht. Im
Mischbehälter 1 ist koaxial eine Mischwerkswelle 9 angeordnet, die sich durch Stirnseiten
10, 11 des Mischbehälters 1 hindurch nach außen erstreckt, wo sie in Lagern 12,
13 gelagert ist. Zwischen den Stirnseiten 1o und 11 und den zugeordneten Lagern
12, 13 können Aust7uchtscheiben 14, 15 auf der Mischwerkswelle 9 angebracht sein.
Die Mischwerkswelle 9 ist über eine auf ihr befestigte, von einem Riemenschutz 16
abgedeckte Keilriemenscheibe 17 von einem Motor 18 über einen Riementrieb 19 antreibbar.
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An einem Ende des Mischbehälters 1 ist ein tangential in diesen einmündender
Mischgutzuführstutzen 20 vorgesehen, während am anderen Ende des Mischbehälters
1 ein tangential ausmündender Mischgutaustrittsstutzen 21 angebracht ist.
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Durch den Mischgutzuführstutzen 20 wird das Mischgut, in der Regel
Holzspäne, in den Mischbehälter eingegeben und
in Förderrichtung
22 in Form eines sich schraubenlinienförmig bewegenden Mischgutringes 23 durch den
Mischbehälter 1 zum Mischgutaustrittsstutzen 21 gefördert, durch den es den Mischbehälter
1 wieder verläßt.
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Zum anfänglichen Aufbau eines solchen Mischgutringes 23 sind im Einzugsbereich
A, d.h. im Bereich des Mischgutzuführstutzens 20 schaufelartige, zur Förderrichtung
22 geneigte Einzugswerkzeuge 24 an der Mischwerkswelle 9 befestigt, die dem eintretenden
Mischgut axiale und starke tangentiale Impulse erteilen.
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Im Bereich des Mischgutaustrittsstutzens 21, also in einer Austragszone
C, sind schaufelartige Auswurfwerkzeuge 25 an der Mischwerkswelle 9 angebracht,
die dem Mischgut lediglich tangentiale Impulse verleihen, es also aus dem Mischgutaustrittsstutzen
herausschleudern.
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Die Mischwerkswelle 9 ist hohl ausgebildet, wobei in dem Hohlraum
26 koaxial ein Leimzugaberohr 27 sich erstreckt, das von der dem Antrieb abgewandten
Seite her in die Mischwerkswelle 9 eingeschoben ist. Aus Austrittsöffnungen 28 des
Leimzugaberohres fließt von außen dosiert zugeführter Leim auf die Innenwand 29
der Mischwerkswelle 9,
von wo der Leim aufgrund der hohen Drehzahl
der Mischwerkswelle 9 durch etwa radial von dieser abstehende Leimschleuderrohre
30 ausgeschleudert wird. Die Leimschleuderrohre 30 sind über die zwischen der Einzugszone
A und der Austragszone C befindliche Beleim- und Mischzone B auf der Mischwerkswelle
9 in axialer Richtung verteilt angeordnet. Hierbei handelt es sich also um die Zone,
in der der zylindrische Mischbehälter 1 keine Durchbrechungen o. dgl. aufweist.
Die Austrittsöffnungen 28 im Leimzugaberohr sind gleichermaßen über die Beleim-
und Mischzone B verteilt am Leimzugaberohr 27 angebracht. An dem in Förderrichtung
22 gesehen hinteren Ende der Beleim- und Mischzone B ist der Hohlraum 26 der Mischwerkswelle
9 mittels eines Trennstopfens 31 verschlossen. Gleichermaßen ist am vorderen Ende
der Beleim-und Mischzone B im Hohlraum 26 der Mischwerkswelle 9 ein Trennring 32
angebracht. Der Trennstopfen 31 und der Trennring 32 verhindern, daß aus den Austrittsöffnungen
28 ausfließender Leim in den vorderen bzw. hinteren Bereich des Hohlraums 26 der
Mischwerkswelle 9 gelangt.
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Die Leimschleuderrohre 30 sind mittels eines entsprechenden Gewindes
in an der Außenseite der Mischwerkswelle 9 angebrachten Gewindestutzen 33 eingeschraubt
und mittels Kontermuttern 34 gesichert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann der
Leim aus demHohlraum 26 der Mischwerkswelle 9 durch den Kanal 35 jedes Leimschleuderrohres
30 bis zu dessen Auslauföffnung 36 fließen, die sich jeweils im Bereich des radial
äußeren Endes jedes Leimschleuderrohres 30 befindet. Die Leimschleuderrohre 30 sind
so lang ausgebildet,
daß sie in den Mischgutring 23 eintauchen,
d.h.
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sie wirken auch als Mischwerkzeuge, die das sich auf der Innenwand
des Mischbehälters 1 abbremsende Mischgut immer wieder beschleunigen. Die Auslauföffnungen
36 liegen im Mischgutring 23, so daß der ausgeschleuderte Leim direkt auf die einzelnen
Mischgutpartikelchen abgegeben wird.
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Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich ist, können die Auslauföffnungen
36 verschiedener Leimschleuderrohre 30 einen unterschiedlichen radialen Abstand
von der Innenwand des Mischbehälters 1 haben, so daß eine Schicht- bzw.
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Fraktionsbeleimung des Mischgutes erfolgt.
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Die obere Hälfte 4 und die untere Hälfte 2 des Mischbehälters 1 sind
auf ihrer Innenseite mit einer Auskleidung aus antiadhäsivem Kunststoff versehen.
In einfachster Weise besteht diese Auskleidung aus zwei halbzylindrischen Scha-37,
37, 38, die stirnseitig jeweils geschlossen sein können und flanschartige Stege
39,40 aufweisen, die in der Trenneb ene 41 des Mischbehälters 1 gegeneinandergepreßt
werden.
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Diese flanschartigen Stege 39, 40 liegen in entsprechenden Ausnehmungen
der unteren Hälfte 2 und der oberen Hälfte 4 des Mischbehälters 1 im Bereich seiner
Flansche 7, 8, wie aus Fig. 2, rechte Hälfte hervorgeht. Anstelle durch die Stege
39,40 können die Schalen 37, 38 auch durch ihre Ränder übergreifende Haltebleche
42 in der oberen Hälfte 4 und der unteren Hälfte 2 des Mischbehälters 1 gehalten
werden, die mittels Schrauben 43 an den jeweiligen Flanschen 7, 8 angeschraubt werden,
wie aus Fig. 2, linke Hälfte hervorgeht. Außerdem können die Schalen 37, 38 geteilt
sein, wie in Fig. 1 mittels gestrichelter Linien 44, 45 angedeutet ist, so daß bei
Verschleiß nur in der Beleim-und Mischzone B Teilschalen 37', 38' ausgewechselt
zu werden brauchen.
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Als geeignete Kunststoffe für die aus den Schalen 37, 38 bestehende
Auskleidung kommen insbesondere Polypropylen, Polyäthylen und Tetrafluoräthylen
in Betracht, wobei sich insbsesondere Polypropylen dadurch auszeichnet, daß es äußerst
verschleißfest ist und andererseits in hohem Maße antiadhäsiv, d.h. nicht klebend,
gegenüber den üblicherweise verwendeten Leimen, nämlich Harnstoffharz oder Phenolharz
ist.
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Wie aus der Zeichnung weiterhin erkennbar ist, ist der Mischbehälter
1 nicht mit einem Kühlmantel versehen. Desgleichen weist die Mischwerkswelle 9 keinen
gesonderten Kühlkreislauf auf. Im gesamten Bereich der Beleim- und Mischzone B,
also über den gesamten Bereich des Mischbehälters 1, in dem ein geschlossener Mischgutring
23 während des Betriebes vorhanden ist, sind ausschließlich auch als Mischwerkzeuge
dienende Leimschleuderrohre 30 vorgesehen, die durch den hindurchfließenden Leim
gekühlt werden.Sonstige Mischwerkzeuge sind in dieser Beleim- und Mischzone B nicht
vorhanden. Die zum Aufbau des Mischgutringes 23 dienenden Einzugswerkzeuge 24 in
der Einzugszone A und die zum Ausschleudern des beleimten Mischgutes, also in der
Regel der beleimten Holzspäne dienenden Auswurfwerkzeuge 25 in der Austragszone
C können ebenfalls mit dem gleichen antiadhäsiven Kunststoff beschichtet sein oder
aus ihm bestehen, wobei dann zweckmäßigerweise diese Mischwerkzeuge aus Festigkeitsgründen
armiert sind. Eine solche Ausgestaltung, bei-der diese Mischwerkzeuge entweder mit
antiadhäsivem Kunststoff beschichtet sind oder aus ihm bestehen, kommt insbesondere
für die zum Auswerfen des bereits beleimten Mischgutes dienenden Auswurfwerkzeuge
25 in Betracht.
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Die Mischwerkswelle wird mit weit überkritischer, d.h.
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mit etwa 1o- bis 2o-facher kritischer Drehzahl angetrieben, wobei
die kritische Drehzahl (nkrit)als die Drehzahl definiert ist, bei der an der Innenwand
des Mischbehälters mit dem Durchmesser D Zentrifugalbeschleunigungen von der Größe
der Erdbeschleunigung (g) auftreten. Rechnerisch gilt: "krit = 42,3 : 6 LUmdrehungen
pro Minute.
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Die erfindungsgemäße Lehre läßt sich auch bei Ringmischern mit sogenannter
Außenbeleimung anwenden, wie sie beispielsweise aus dem DT-GM 71 12 402 bekannt
sind.
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L e e r s e i t e