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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trockenbeleimung von Teilchen
in Form von Fasern und/oder Spänen
aus vorzugsweise lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Materialien
oder aus Kunststoff, Glasfaser oder dgl., nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Die
Beleimung von Fasern, die zur Herstellung von MDF- oder HDF-Platten
oder anderen plattenähnlichen
Werkstoffen verwendet werden, kann sowohl im nassen Zustand der
Fasern als auch nach dem Trocknungsprozess der Fasern erfolgen.
Vorteile der Beleimung der Fasern im trockenen Zustand bestehen
darin, dass der Verbrauch an Leim im Vergleich zu der Beleimung
im Nasszustand geringer ist und dass der Leim in seiner Reaktionszeit
aggressiver eingestellt werden kann, weil eine thermische Belastung
im Trockner nicht auftritt. Bei einer kürzeren Reaktionszeit des Leims
können
auch die Presszeiten im nachgeschalteten Pressformensystem verkürzt und
damit die Produktionskapazitäten
erheblich erhöht
werden. Ein weiterer Vorteil der Trockenbeleimung besteht in der
möglichen
Reduzierung der Pufferchemikalien in der Leimflotte, wodurch die
Umwelt weniger belastet wird. Mit der Trocknung von beleimten Fasern
ist eine erhöhte
Emission von aus dem Leim herrührendem
Formaldehyd verbunden.
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Bei
einer aus der Praxis bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung werden die
Teilchen dem Hohlkörper
von oben in einem Teilchenstrom zugeführt, der im Wesentlichen in
einem rechten Winkel in den Hohlkörper mündet. Durch die an der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers
zugeführte
Transportluft wird der Teilchenstrom in Förderrichtung der Welle umgelenkt.
Durch eine Reihe von ringförmig
an der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers
angeordneten Belei mungsdüsen
wird auf den Teilchenstrom in dessen Umlenkbereich Leim aufgesprüht.
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Nachteilig
dabei ist, dass der Teilchenstrom nicht gleichmäßig beleimt wird, da die sich
in dem von den Beleimungsdüsen
abgewandten Abschnitt des Teilchenstroms befindenden Teilchen weniger Leim
bekommen als die Teilchen, die sich in dem den Beleimungsdüsen zugewandten
Abschnitt befinden. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf,
wenn die Vorrichtung mit einem relativ hohen Teilchendurchsatz betrieben
wird.
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Aus
der
DE 21 65 878 C3 ist
eine Beleimungsvorrichtung bekannt, bei der die Teilchen zwar radial
in eine zylindrische Mischkammer gegeben werden. Die Leimzufuhr
findet aber erst statt, nachdem die Teilchen in Förderrichtung
einer in der Mischkammer angeordneten Welle umgelenkt worden sind.
Das Problem einer ungleichmäßigen Beleimung
wie bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung tritt
bei dieser Vorrichtung nicht auf. Die bei der Vorrichtung zusätzlich zu
Zugaberöhrchen
für Flüssigleim
vorgesehenen Beleimungsmittel dienen ausschließlich dazu, nach erfolgter
Beleimung mit Flüssigleim
eine bestimmte Restmenge an Pulverleim aufzutragen.
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Aus
der
DE 27 38 971 A1 ist
eine Beleimungsvorrichtung für
Holzspäne
bekannt, bei der ein Leimzuführrohr
direkt in einem Teilcheneinlassschacht angeordnet ist. Nur alternativ
können
bei dieser Vorrichtung Leimzuführrohre
in Förderrichtung
direkt hinter dem Teilcheneinlassschacht angeordnet sein.
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Ein
horizontaler Trommelmischer, bei dem von der rückwärtigen Stirnseite des Hohlkörpers aus eine
Besprühung
der Teilchen mit Leim vorgesehen ist, ist aus "Modern Particleboard & Dry-Process Fiberboard
Manufacturing" von
Thomas M. Maloney, Miller Freeman, 1977, San Francisco, USA, S.
445 – 446,
bekannt. Da die zu beleimenden Teilchen schräg vor den Düsen entlang in den Hohlkörper geführt werden,
ist auch bei Verwendung dieser Vorrichtung eine ungleichmäßige Beleimung
wahrscheinlich.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die eine möglichst
gleichmäßige Beleimung
der Teilchen erlaubt.
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Die
Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Benachbart
zu dem Einlassschacht für
die Teilchen ist ein Beleimungsschacht so angeordnet, dass er von
der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers
aus gesehen hinter dem Einlassschacht in den Hohlkörper mündet, d.h.
im Umlenkbereich des Teilchenstroms. Der Beleimungsschacht weist
im Bereich der Einmündung
in den Hohlkörper
mindestens eine zweite Beleimungsdüse auf und ist so ausgebildet,
dass durch ihn hindurch zusätzlich
zu der Transportluft weitere Luft in den Hohlkörper geführt werden kann. Diese im Folgenden
als Beleimungsluft bezeichnete weitere Luft ist vorzugsweise erwärmt und
sorgt dafür,
dass die Teilchen, die durch die Mischwerkzeuge der Welle verwirbelt
werden, nicht in den Beleimungsschacht gelangen. Vielmehr kann der
Teilchenstrom in seiner Form durch die Beleimungsluft im Umlenkbereich
kontrolliert werden, was die Effektivität der Beleimung insgesamt bzw.
der Beleimung durch die zweiten Beleimungsdüsen erhöht. Im Folgenden werden die
ersten Beleimungsdüsen als äußere Beleimungsdüsen und
die zweiten Beleimungsdüsen
als innere Beleimungsdüsen
bezeichnet.
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Der
Beleimungsschacht kann eine zum Einlassschacht benachbarte Wandung
aufweisen, die höhenverstellbar
ist. Auf diese Weise kann ebenfalls der Verlauf des Teilchenstroms
in dem Umlenkbereich beeinflusst werden. Durch eine Verschiebung der
Wandung des Beleimungsschachts zu der Welle hin, wird erreicht,
dass die Teilchen in einem geringeren Abstand zu der Welle umgelenkt
werden. Dies bedeutet, dass die Teilchen, wenn sie die inneren Beleimungsdüsen passieren,
einen größeren Abstand zu
diesen aufweisen als bei einer Wandung, die in einem größeren Abstand
zu der Welle endet und somit den Teilchen eine Umlenkung in die
horizontale Richtung in einem größeren Abstand
von der Welle, aber in einem geringeren Abstand von den inneren
Beleimungsdüsen
ermöglicht.
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Vorzugsweise
ist die dem Einlassschacht benachbarte Wandung des Beleimungsschachts
eine gemeinsame Trennwand der beiden Schächte. Dabei ist vorzugsweise
vorgesehen, dass ein Abschnitt der Trennwand, der die Einmündung des
Beleimungsschachts in den Hohlkörper
begrenzt, parallel verschiebbar ist. Durch eine Verschiebung des
Abschnitts in Richtung der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers
wird ein unterer Abschnitt des Einlassschachts in seinem Querschnitt
verengt, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit
der Teilchen in diesem verengten Bereich zunimmt. Dies hat wiederum
zur Folge, dass die Teilchen eine höhere Energie aufweisen, wenn
sie in den Hohlkörper
eintreten. Aufgrund der höheren
Energie werden sie in einem geringeren Abstand zu der Welle umgelenkt.
Somit können
die Teilchen also durch eine Verschiebung des Wandungsabschnitts ähnlich beeinflusst
werden wie durch eine Höhenverstellung
der Wandung.
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Die
inneren Beleimungsdüsen
sind vorzugsweise ringförmig
um einen Teilbereich des Hohlkörperumfangs
angeordnet. Die inneren Beleimungsdüsen können vorzugsweise sowohl in
der Längs-
als auch in der Querebene in ihrem Winkel zum Hohlkörper einstellbar
sein. Vorzugsweise sind sowohl die äußeren als auch die inneren
Beleimungsdüsen druckluftbetrieben.
In diesem Fall können
die inneren Beleimungsdüsen
auf einer Druckluftringleitung angeordnet sein, deren Abstand von
dem Hohlkörperumfang
einstellbar ist. Möglich
ist auch eine individuelle Einstellbarkeit der Beleimungsdüsen.
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Entsprechendes
gilt für
die äußeren Beleimungsdüsen. Diese
können
insbesondere vor der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers
entlang des gesamten Hohlkörperumfangs
oder entlang eines Teilbereichs des Hohlkörperumfangs auf einer horizontal
verschiebbaren Druckluftringleitung angeordnet sein.
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Vorzugsweise
sind die äußeren und
die inneren Beleimungsdüsen
jeweils als Gesamtheit in ihrem Leimausstoss regelbar. Hierzu können getrennte Beleimungssysteme
für die
Beleimung mit den äußeren Beleimungsdüsen und
für die
Beleimung mit den inneren Beleimungsdüsen vorgesehen sein. Je nach Beleimungszustand
der Teilchen kann durch eine entsprechende Regelung des Leimausstosses
der äußeren und
der inneren Beleimungsdüsen
der Beleimungszustand der Teilchen beeinflusst werden.
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Im
Bereich des Auslasses des Hohlkörpers kann
eine tangential zum Innenumfang des Hohlkörpers ausgerichtete Luftzuführung so
angeordnet sein, dass durch sie hindurchgeführte Luft den Teilchenaustritt
durch den Hohlkörperauslass,
der in einem rechten Winkel zu der Welle angeordnet ist, unterstützt.
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Ferner
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Hohlkörper einen mittleren Grundkörper aufweist, an
den ein Einfallabschnitt der Vorrichtung mit dem Einlassschacht,
dem Beleimungsschacht sowie der Transportluftzuführung angeflanscht ist. Entsprechend
kann ein den Auslass aufweisender Ausfallabschnitt der Vorrichtung
an den Grundkörper
angeflanscht sein. Auf diese Weise ist die Herstellung der Vorrichtung
gegenüber
einer einstückigen
Herstellung vereinfacht und daher kostengünstig möglich. Der Grundkörper weist
vorzugsweise einen gekühlten
Mantel auf. Auf diese Weise kann eine Kondensatbildung an der Innenwandung
des Hohlkörpers bewirkt
werden. Durch einen Kondensatfilm auf der Innenwandung wird ein
Ansetzen von Teilchen an der Wandung verhindert.
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Vorzugsweise
ist die Transportluftzuführung so
ausgebildet, dass die Transportluft tangential in Drehrichtung der
Welle in den Hohlkörper
geleitet wird. Die Transportluft kann aber auch in Längsrichtung
des Hohlkörpers
zugeführt
werden.
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Ferner
sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, um dem Hohlkörper derartig
als Sperrluft bezeichnete Luft zuzuführen, dass diese sich im Wesentlichen parallel
an der Innenwandung des Hohlkörpers
entlang mit vorzugsweise höherer
Geschwindigkeit als die Transportluft oder mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die Transportluft bewegt. Diese Sperrluft kann an einem Teil
oder der gesamten Fläche
der Innenwandung des Hohlkörpers,
insbesondere in der gesamten unteren Hälfte der Innenwandungsfläche, vorgesehen
sein. Sie dient dazu, eine Luftpolsterschicht an der Innenwandung
zu schaffen, die ein Anbacken von Teilchen an der Innenwandung verhindert.
Somit ist eine Reinigung des Hohlkörpers nur in größeren Abständen erforderlich.
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Durch
die Merkmale des Anspruchs 16 sind besonders geeignete Mittel zur
Erzeugung der Sperrluft in der unteren Hälfte des Hohlkörpers gegeben, wobei
die von oben in den jeweiligen Ringkanal eingeleitete Sperrluft
sich je nach Breite des Ringspalts beispielsweise über ca.
5 mm von der Innenwandung zum Inneren des Hohlkörpers hin erstreckt. Durch
die gemäß Anspruch
17 vorgesehene Verjüngung
der Ringkanäle
zu einem tiefsten Punkt des Querschnitts des Hohlkörpers ist
gewährleistet,
dass die Sperrluft über
die gesamte Erstreckung des jeweiligen Ringspalts mit gleichem Druck
ausgestoßen
wird.
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Vorzugsweise
weist der Grundkörper
des Hohlkörpers
eine Klappe auf, über
die ein Zugang zum Inneren des Hohlkörpers zur Reinigung und zur Wartung
leicht möglich
ist.
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Bei
der Transportluft, der Luft zur pneumatischen Teilchenzuführung, der
Sperrluft und der Beleimungsluft kann es sich um erwärmte Luft
von 20° C bis
zu einer leimabhängigen
Obergrenze handeln. Die Obergrenze ist definiert durch die Temperatur,
bei der eine unerwünschte
Härtung
des auf die Teilchen aufgetragenen Leims stattfindet. Die erwärmte Transportluft,
die Luft zur pneumatischen Teilchenzuführung und die Beleimungsluft
können
zumindest teilweise direkt rückgeführte Abluft
eines Zyklons sein, dem die Teilchen nach Austritt aus der Trockenbeleimungsvorrichtung
zugeführt
werden, beispielsweise gemäß dem in
der deutschen Patentanmeldung 100 32 592.0 beschriebenen Verfahren.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei
auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Trockenbeleimung
von Fasern und Spänen,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung im Wesentlichen des Teilbereichs
A gemäß 1,
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3 einen
Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 2,
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4 einen
Schnitt entlang der Linie B-B gemäß 1,
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5 einen Schnitt entlang der Linie C-C
gemäß 1 und
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6 einen
Schnitt entlang der Linie D-D der Vorrichtung gemäß 5.
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Die
Trockenbeleimungsvorrichtung weist gemäß 1 einen
im Wesentlichen zylinderförmigen Hohlkörper 1 mit
einem mittleren Grundkörper 2 sowie
einen Einfallabschnitt 3 und einen Ausfallabschnitt 4 auf.
Der Einfallabschnitt 3 und der Ausfallabschnitt 4,
die jeweils mit einem Teilbereich Endabschnitte des Hohlkörpers 1 bilden,
sind jeweils über
Flansche 5 und 6 mit dem Grundkörper 2 verschraubt.
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In
dem Hohlkörper 1 ist
eine Welle 7 mit einer Vielzahl von Mischwerkzeugen 8 (siehe 2)
angeordnet. Die Welle 7, die mit Wasser gekühlt wird, weist
zwei Lager 9 und 10 und einen Antrieb 11 auf.
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Der
Hohlkörper 1 weist
eine Doppelwandung 12 (siehe 3) auf, über die
er ebenfalls mit Wasser gekühlt
werden kann, wozu Flanschüberbrückungsschläuche 16 und 17 vorgesehen
sind. An dem Hohlkörper 1 ist
ein Einlassschacht 13 zur pneumatischen Zuführung der
Fasern bzw. Späne
in den Hohlkörper 1 sowie
ein Auslass 14 angeordnet.
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An
der rückwärtigen Hohlkörper-Stirnseite, die
dem Einlassschacht 13 benachbart ist, ist eine Reihe von
Beleimungsdüsen 15 angeordnet,
die als äußere Beleimungsdüsen bezeichnet
werden. Bei den äußeren Beleimungsdüsen 15 handelt
es sich um druckluftbetriebene Düsen,
die auf einer Druckluftringleitung 19 angeordnet sind und über eine Leimzufuhr 20 flüssigen Leim
aus einem nicht gezeigten Leimreservoir erhalten (siehe 2).
Die Druckluftringleitung 19 ist in Längsrichtung der Welle 7 verschiebbar,
wie durch Pfeil 18 bzw. 18' angedeutet ist. Darüber hinaus
sind die einzelnen äußeren Beleimungsdüsen 15,
wie durch den Pfeil 21 in 2 angedeutet,
in ihrem Winkel zu der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers 1 in
der Schnittebene einstellbar und ferner auch in der Querebene.
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An
der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers 1 ist
eine Transportluftzuführung 22 angeordnet. Die
Transportluftzuführung 22 begrenzt
eine Öffnung,
in der die äußeren Beleimungsdüsen 15 und teilweise
das Wellenlager 9 angeordnet sind, und weist ferner zwei
seitlich sich gegenüberliegende Öffnungen 23 und 23' auf zur Zufuhr
von Transportluft gemäß den Pfeilen 24 bzw. 24' in einem rechten
Winkel zur Welle 7 in den Hohlkörper 1, wie in 5 dargestellt ist. Bei dieser Transportluft
handelt es sich vorzugsweise um erwärmte Luft mit einer Temperatur von
mehr als 20 °C.
Die Öffnungen 23 und 23' sind jeweils
mit einem Flansch 25 und 25' versehen.
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Ferner
weist der Einfallabschnitt 3 zwei gegenüberliegende Ringkanäle 26 und 26' auf, die sich von
einem Einlass 27 bzw. 27' bis zu einem tiefsten Punkt 28 des
Hohlkörpers 1 erstrecken.
Soweit die Ringkanäle 26, 26' sich über die
untere Hälfte
des Hohlkörpers 1 erstrecken,
weisen sie jeweils einen Ringspalt 29 (siehe 6;
nur einer ist gezeigt) auf. Durch die Ringspalte 29 tritt
die Sperrluft gemäß Pfeil 30 in
den Hohlkörper 1 ein
und bewegt sich aufgrund relativ hoher Geschwindigkeit entlang dessen
Innenwandung. Damit der Druck der Sperrluft über die gesamte Erstreckung
der Ringspalte 29 gleichmäßig ist, verjüngen sich
die Ringkanäle 26, 26' über den den
Ringspalt 29 aufweisenden Abschnitt bis zu dem tiefsten
Punkt 28 des Hohlkörpers 1.
Die Ringspalte 29 weisen etwa eine Ausdehnung von 4 bis
5 mm auf. Wie in 6 dargestellt ist, wird die
Transportluft über
ein Gitter 31 dem Bereich an der rückwärtigen Stirnseite des Hohlkörpers 1 zugeführt.
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Benachbart
zu der der rückwärtigen Stirnseite
des Hohlkörpers 1 abgewandten
Seite des Einlassschachts 13 ist ein Beleimungsschacht 35 zu
einer Zufuhr weiterer Luft in den Hohlkörper 1 angeordnet.
Wie in 2 detailliert dargestellt ist, weisen der Beleimungsschacht 35 und
der Einlassschacht 13 eine gemeinsame Trennwand 36 auf.
Diese Trennwand 36 ist mittels zweier Gelenke 37 und 37' und einer Verstellspindel 38 über den
größeren Teil
ihrer Länge
parallel verschiebbar.
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Ferner
weist die Trennwand 36 einen unteren Abschnitt 39 auf,
der höhenverstellbar
ist, wodurch das untere Ende der Trennwand 36 in seiner Höhe bzw.
in seinem Abstand zu der Welle 7 einstellbar ist, wie durch
Pfeil 40 angedeutet ist.
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In
dem Beleimungsschacht 35 ist eine Reihe von weiteren Beleimungsdüsen 43 angeordnet,
die als innere Beleimungsdüsen
bezeichnet werden. Die inneren Beleimungsdüsen 43 sind ebenfalls
druckluftbetrieben und auf einer Druckluftringleitung 44 angeordnet,
die sich entlang eines Teilbereichs des Hohlkörperumfangs erstreckt. Die
Druckluftringleitung 44 ist in ihrem Abstand zu dem Hohlkörperumfang,
wie durch die Pfeile 45 bzw. 45' angedeutet ist, einstellbar. Darüber hinaus
sind die einzelnen inneren Beleimungsdüsen 43 in der Schnittebene
in ihrem Winkel zum Hohlkörper 1,
wie durch die Pfeile 46 und 46' angedeutet, einstellbar und ferner
auch in der Querebene. Über
eine Leimzufuhr 47 wird den inneren Beleimungsdüsen 43 flüssiger Leim
zugeführt.
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Der
Beleimungsschacht 35 weist eine Klappe 48 in der
der Trennwand 36 gegenüberliegenden Wand
auf, um einen einfachen Zugang zu dem Beleimungsschacht 35 für Reinigungs-
und Wartungsarbeiten zur Verfügung
zu haben. Ebenfalls für
Reinigungs- und Wartungsarbeiten ist in dem Grundkörper 2 eine
Klappe 49 vorgesehen.
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In
dem Ausfallabschnitt 4 der Vorrichtung ist eine Luftzuführung 53 so
angeordnet, dass Luft tangential zum Innenumfang des Hohlkörpers 1 in
diesen eingeführt
werden kann, wie in 4 durch Pfeil 54 angedeutet
ist. Durch die so eingeführte
Luft werden der Austritt der beleimten Fasern bzw. Späne aus dem
Hohlkörper 1 über den
Auslass 14 unterstützt,
Faseranbackungen und Leimklumpenbildungen verhindert.
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Bei
der durch den Beleimungsschacht 35 eingeführten Luft
handelt es sich ebenfalls vorzugsweise um erwärmte Luft mit einer Temperatur
von mehr als 20 °C.
Durch diese Luft wird verhindert, dass Fasern bzw. Späne in den
Beleimungsschacht 35 gelangen.
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Wie
in 2 durch den Pfeil 55 angedeutet ist,
wird der Bewegungsverlauf der Fasern bzw. Späne entscheidend durch die Position
des unteren Endes der Trennwand 36 bestimmt. Diese Position
kann sowohl durch eine parallele Verschiebung der Trennwand 36 als
auch durch eine Höhenverstellung
des unteren Abschnitts 39 der Trennwand 36 bestimmt werden.
Die inneren Beleimungsdüsen 43 sorgen
effektiv für
eine Beleimung der Fasern bzw. Späne, die in einem Bereich des
Stroms der Fasern bzw. Späne liegen,
der von den äußeren Beleimungsdüsen 15 abgewandt
ist. Durch das Zusammenwirken der äußeren und der inneren Beleimungsdüsen 15 bzw. 43 kann
eine gleichmäßige Beleimung
der Fasern bzw. Späne
erreicht werden. Die äußeren und
die inneren Beleimungsdüsen 15 bzw. 43 sind
jeweils als Gesamtheit in Bezug auf ihren Leimausstoss regelbar, indem
für sie
getrennte Beleimungssysteme vorgesehen sind. Je nach Beleimungszustand
der Fasern bzw. Späne
kann durch eine entsprechende Regelung des Leimausstosses der äußeren und
der inneren Beleimungsdüsen 15 bzw. 43 der
Beleimungszustand der Teilchen beeinflusst werden.