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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Beleimen von zur Herstellung von Faserplatten
vorgesehenen, getrockneten Fasern nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bzw. des Anspruchs 12. Die Fasern sind vorzugsweise aus lignozellulose-
und/oder zellulosehaltigen Materialien. Bei den Faserplatten handelt
es sich um leichte, mitteldichte oder hochdichte Faserplatten.
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Es ist üblich, Fasern, die zur Herstellung
von MDF- oder HDF-Platten vorgesehen sind, im nassen Zustand zu
beleimen. Mit dieser sogenannten Blow-Iine-Beleimung wird das Bindemittel in ein
im Eingangsbereich des Rohrtrockners endendes Blasrohr hinter einem
Refiner auf die nassen, noch heißen Fasern gesprüht. Anschließend werden
die Fasern getrocknet. Die Blow-line-Beleimung ermöglicht eine
gleichmäßige Faserbeleimung
und damit eine Vermeidung von Klumpenbildung durch Fasern und Leim.
Ein wesentlicher Nachteil der Blow-line-Beleimung liegt jedoch in
einem relativ hohen Leimverbrauch (siehe z.B.: Buchholzer, P., „Leimverlusten
auf der Spur", S.
22 – 24,
MDF-Magazin 1999). Der erhöhte
Verbrauch an Leim ist dadurch verursacht, dass ein Teil der Reaktivität des Leims
während
des Trocknungsprozesses der Fasern aufgrund der hohen Temperaturen
verloren geht. So ist in dem Trocknersystem die Emission von Formaldehyd,
das aus dem Leim herrührt,
erheblich, wodurch eine aufwendige Schadstoftminimierung erforderlich
ist.
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Die Nachteile der Blow-line-Beleimung
können
durch eine Beleimung der Fasern im trockenen Zustand vermieden werden.
So ist bekannt, getrocknete Fasern in einem Mischer zu beleimen.
Die Trockenbeleimung von Fasern in Mischern weist jedoch den Nachteil
auf, dass Faseragglomerate und -verfilzungen entstehen, die zu einer
ungleichmäßigen Faserbeleimung
und einer uner wünschten
Ausbildung von Leimflecken in den Plattenoberflächen führen (siehe a.a.O.). Eine Trockenbeleimungsmaschine,
bei der Mischwerkzeuge vorgesehen sein können, ist z.B. in der
EP 0 744 259 B1 beschrieben.
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Aus der
EP 0 728 562 A2 ist ein
Verfahren zur Trockenbeleimung von Fasern bekannt, bei dem in einer pneumatischen
Förderleitung
durch Erzeugung einer hohen Turbulenz eine Auflockerung des Faserstromes aufgrund
reduzierter Strömungsgeschwindigkeit
erfolgt und die Fasern in dieser Auflockerungszone durch Besprühen benetzt
werden.
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In der
DE 199 30 800 A1 ist ein
Verfahren zur Trockenbeleimung von Fasern beschrieben, bei dem die Beleimung
in einem Endabschnitt eines Rohrtrockners erfolgt. Über dieses
Verfahren liegen u.E. noch keine Erfahrungen aus einer industriellen
Erprobung vor. Nachteilig erscheint bei diesem Verfahren, dass ein
sehr hoher Heißgas-
und Wasserdampfanteil zusammen mit den Fasern die Beleimungszone
durchlaufen muss, da es zwingend notwendig ist, dass der Leim beim
Eindüsen
in die Beleimungszone auf kleinste Teilchen zerstäubt wird.
Bei diesem hohen Heißgas-
und Wasserdampfanteil, der bei dem Verfahren unmittelbar nach dem Beleimungsprozess
mittels eines Zyklons von den Fasern getrennt wird, ist anzunehmen,
dass ein Teil des Leims mit dem Heißgas und dem Wasserdampf aus
dem Fasergemisch in die Atmosphäre
entweicht. Weiterhin können
bei diesem bekannten Verfahren Probleme in Bezug auf die Gleichmäßigkeit
der Beleimung angesichts der erzeugten, dem Zufall unterworfenen
Luftturbulenzen gegeben sein. Ferner erscheint es bei diesem Verfahren
schwierig, die Trocknungsfeuchte der Fasern innerhalb der für den weiteren
Prozess sehr wichtigen Toleranzen von +/- 0,5 % des Sollwertes unter
Kontrolle zu halten.
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Ferner sei noch erwähnt, dass
seit geraumer Zeit Beleimungsvorrichtungen vom Typ des sog. "roller blenden" bekannt sind, bei
denen Leim mittels Walzen auf Holzpartikel aufgebracht wird (Maloney,
Thomas M., "Modern
Particleboard & Dryl-Process
Fiberboard Manufacturing",
S. 439 f, Miller Freeman Publ. 1977, San Francisco, Ca., USA).
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Aus der
WO 02/14038 sind ein gattungsgemäßes Verfahren
und eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt.
Dabei werden die Fasern im Bereich der Austrittsöffnung des Schachtabschnitts
beleimt, womit gute Erfolge erzielt werden. Insbesondere wird mit
hoher Gleichmäßigkeit
möglichst
viel Oberfläche
der Fasern mit Bindemittel benetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine innere Verschmutzung eines pneumatischen Transportschachts,
in den die Fasern von der Austrittsöffnung des Schachtabschnitts
gelangen, zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich des
Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei werden
die Fasern von einer Dosiereinrichtung durch einen mit Unterdruck
beaufschlagten Zuführschacht
einer Faserwalze zugeführt
die auf ihrer Oberfläche
mit einer Vielzahl von Stiften versehen ist, die sich vorzugsweise
in radialer Richtung konisch verjüngen. Die Faserwalze rotiert
so, dass die Fasern durch die Stifte umgelenkt und entlang einem
Schachtabschnitt geführt
werden, der durch einen Teilabschnitt des Umfangs der Faserwalze
und durch eine gegenüberliegende
Wandung begrenzt ist. Dabei werden die Fasern durch die Stifte und
durch einen durch diese erzeugten Luftstrom auf annähernd die
Umfangsgeschwindigkeit der Faserwalze beschleunigt. Vorzugsweise
entfernen sich die Fasern durch die Zentrifugalkraft von der Faserwalze
und legen sich gegen einen Abschnitt der Wandung, wobei die Fasern
mit den Stiften nicht mehr in Berührung kommen.
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Die Fasern verlassen in einem Faserstrom
den Zuführschacht
und treffen auf die Faserwalze. Durch die Einwirkung der auf der
schnell rotierenden Faserwalze angeordneten Stifte werden die Fasern
nicht nur umgelenkt, sondern auch stark beschleunigt, wodurch Ungleichmäßigkeiten
wie Faseragglomerate beseitigt werden. Ferner wird der Faserstrom
durch die Beschleunigung der Fasern in Strömungsrichtung um ein Vielfaches
im Vergleich zu den Fasern in dem Zuführschacht gestreckt. Gleichzeitig
steigt durch den Druck, mit dem die Fasern während des Transportes durch
den Schachtabschnitt gegen die Wandung gepresst werden, das Schüttgewicht
der Fasern, beispielsweise auf den dreifachen Wert des Schüttgewichts
der Fasern innerhalb des Zuführschachts.
Entsprechend ist bei erhöhtem
Schüttgewicht
die Faserstromhöhe
reduziert.
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In dieser Form gelangen die Fasern
in einen pneumatischen Transportschacht mit einem wellenkurvenähnlichen
Abschnitt. Der wellenkurvenähnliche
Abschnitt setzt sich aus einem ersten Bogenabschnitt und einem sich
an diesen anschließenden
zweiten Bogenabschnitt mit entgegengesetzter Krümmung zusammen. Es kann sich
bei dem wellenkurvenähnlichen
Abschnitt um einen wellenförmigen
Abschnitt handeln, insbesondere um einen sinuskurvenähnlichen
Abschnitt, d.h. einen Abschnitt, der im Wesentlichen die Gestalt
einer Sinuskurve aufweist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die
beiden Bogenabschnitte, oder zumindest einer der beiden Bogenabschnitte,
im Wesentlichen halbkreisförmig
sind. Erfindungsgemäß ist auch
die Möglichkeit eingeschlossen,
dass die beiden Bogenabschnitte nicht symmetrisch zueinander ausgestaltet
sind.
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Der die Fasern durch den pneumatischen
Transportschacht transportierende Luftstrom weist eine solche Geschwindigkeit
auf, dass die Fasern aufgrund der Zentrifugalkraft gegen einen äußeren Wandungsabschnitt
des ersten Bogenabschnitts gepresst werden. Unter dem äußeren Wandungsabschnitt
wird der Teil der Wandung des Transportschachts verstanden, der
gegenüber
einem inneren Wandungsabschnitt den größeren Radius aufweist. Die
Fasern werden durch ein erstes Leitblech, das etwa in dem Übergangsbereich
von dem ersten zu dem zweiten Bogenabschnitt angeordnet und rampenartig
geneigt ist, zu einem gegenüberliegenden Wandungsabschnitt
des Transportschachts gelenkt. Vorzugsweise kann das erste Leitblech
nach einer Krümmung
von 180° des
Transportschachts angeordnet sein, wo sich die Krümmungsrichtung ändert, d.h.
am Wendepunkt der Wellenkurve. Das erste Leitblech kann aber auch
etwas vor oder hinter dem Wendepunkt angeordnet sein, nämlich so,
dass die Fasern zu dem gegenüberliegenden
Wandungsabschnitt gelenkt werden und dort zunächst aufgrund der Zentrifugalkraft
bleiben.
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Vorzugsweise gelangen die Fasern
in einem millimeterdünnen,
in der Oberfläche
geschlossenen Faserfilm zu dem ersten Leitblech und verlassen in dieser
Form das erste Leitblech. Das erste Leitblech ist vorzugsweise im
Winkel zur Strömungsrichtung
der Fasern einstellbar, so dass die Fasern in optimaler Weise zu dem
gegenüberliegenden
Wandungsabschnitt des Transportschachts, nämlich dem äußeren Wandungsabschnitt des
zweiten Bogenabschnitts des Transportschachts gelenkt werden können. Kurz
nachdem die Fasern das erste Leitblech verlassen haben, also von
der Schachtwandung abgehoben und freischwebend sind, werden sie
von einer Seite beleimt. Dies geschieht mittels mindestens einer
ersten Leimdüse,
bei der es sich vorzugsweise um eine Sprühdüse handelt, die in Transportrichtung
benachbart zu dem ersten Leitblech angeordnet ist.
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Der auf diese Weise einseitig beleimte
Faserstrom tritt anschließend
in den zweiten Bogenabschnitt des Transportschachts ein. Durch die
Zentrifugalkraft wiederholt sich in dem zweiten Bogenabschnitt entsprechend
der Vorgang in dem ersten Bogenabschnitt. Der Faserstrom wird, vorzugsweise
wiederum in einem millimeterdünnen
Faserfilm, gegen den äußeren Wandungsabschnitt
des zweiten Bogenabschnitts gepresst. Dabei liegen die Fasern bzw.
der Faserstrom mit der unbeleimten Seite gegen den äußeren Wandungsabschnitt des
zweiten Bogenabschnitts an. Anschließend werden die Fasern durch
ein zweites Leitblech, das an dem äußeren Wandungsabschnitt des
zweiten Bogenabschnitts angeordnet ist, wiederum zu dem gegenüberliegenden
Wandungsabschnitt des Transportschachts gelenkt. Nach Verlassen
des zweiten Leitblechs werden die Fasern erneut einem Beleimungsschritt
unterzogen, wobei nun die unbeleimte Seite der Fasern bzw. des Faserstroms
beleimt wird. Auch dies geschieht vorzugsweise wiederum über mindestens
eine Sprühdüse.
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Dadurch, dass die Fasern zu einem
millimeterdünnen
Faserfilm auseinandergezogen sind, ist die Auftragung eines sehr
dünnen
Leimfilms auf die Fasern ausreichend. Dieser dünne Leimfilm trocknet bei dem pneumatischen
Transport durch den Transportschacht in Bruchteilen von Sekunden,
so dass der bei dem ersten Beleimungsschritt aufgetragene Leim weitgehend
oder vollständig
getrocknet ist, wenn die Fasern mit der beleimten Seite im Anschluss
an den zweiten Beleimungsschritt gegen den gegenüberliegenden Wandungsabschnitt des
Transportschachts anliegen. Auf diese Weise wird eine Verschmutzung
der Wandung des Transportschachts durch Leimanbackungen verhindert.
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Erfindungsgemäß ist der Strömungsverlauf
der beleimten Fasern aufgrund der Leitbleche und der wechselweisen
Zentrifugalkraft so ausgerichtet, dass unmittelbar nach der Beleimung
kein Kontakt der beleimten Faserfläche mit der Wandung des Transportschachts
stattfindet. Auf diese Weise hat der vorzugsweise mikrometerdünne Leimfilm
Gelegenheit, durch die Transportluft abzutrocknen, bevor die beleimte
Seite der Fasern mit der Wandung des Transportschachts in Berührung kommt.
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Der Bereich des Transportschachts,
in dem beleimte Fasern transportiert werden, ist vorzugsweise mit einem
wassergekühlten
Kühlmantel
vollständig
ummantelt. Der Kühlmantel
hat die Aufgabe, die Innenflächen des
Transportschachts auf eine Temperatur zu bringen, die ein Kondensieren
der Feuchtigkeit der Transportluft auslöst. Der dadurch an den Innenflächen entstehende
Kondenswasserfilm verhindert Leimanbackungen. Dies ist eine zusätzliche
Maßnahme,
die einer inneren Verschmutzung des pneumatischen Transportschachts entgegenwirkt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die
Fasern an der Austrittsöffnung
des Schachtabschnitts im Wesentlichen horizontal austreten und anschließend gesichtet
werden. Diese Sichtung geschieht dadurch, dass der Luftstrom des
pneumatischen Transportschachts durch Unterdruck erzeugt ist und
abwärts
gerichtet auf die Fasern einwirkt. Fasern, die Normalgut darstellen,
werden auf diese Weise in den Transportschacht umgelenkt, während Verunreinigungen
in Form von Grobgut weniger stark umgelenkt und einem Grobgutaustrag
zugeführt
werden. Da die Fasern zu dem Zeitpunkt dieser Sichtung noch nicht
beleimt sind, wird eine innere Verschmutzung des verwendeten Sichters
bzw. einer Eintrittsöffnung
des Transportschachts vermieden.
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Vorzugsweise werden die Fasern bei
Austritt aus dem durch die Faserwalze und eine gegenüberliegende
Wandung begrenzten Schachtabschnitt so in den Luftstrom des Transportschachts
aufgegeben, dass sie entlang des äußeren Wandungsabschnitts des
Transportschachts in den ersten Bogenabschnitt einlaufen. Dies kann
beispielsweise durch eine am Ende des Schachtabschnitts angeordnete
einstellbare Klappe erreicht werden.
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Die Luftgeschwindigkeit in dem Transportschacht
wird bevorzugt so gewählt,
dass die Fasern sich etwa ab der Mitte des ersten Bogenabschnitts
im Wesentlichen in Form eines Faserfilms gegen den äußeren Wandungsabschnitt
pressen. Die Luftgeschwindigkeit kann durch einen regelbaren Schieber
in dem Transportschacht einstellbar sein.
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Ferner ist bevorzugt, dass das zweite
Leitblech etwa am Ende des zweiten Bogenabschnitts angeordnet ist.
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Der Transportschacht ist vorzugsweise
im Querschnitt rechteckig.
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Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass
die Breite des Transportschachts nach jedem Beleimungsschritt zunimmt,
um zu verhindern, dass Seitenwandbereiche des Transportschachts
unmittelbar nach der Beleimung mit dem beleimten Fasermaterial in
Kontakt kommen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Faserstrom
kurz vor jedem Beleimungsschritt durch entsprechende Führungsbleche
seitlich eingeschnürt
wird.
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Als Transportluft in dem Transportschacht
kann Warmluft verwendet werden. Bei dieser Warmluft kann es sich
teilweise um von einem Zyklon rückgeführte Abluft
und teilweise um vorzugsweise aufgeheizte Frischluft handeln. Durch
die Warmluft wird ein Abkühlen
der Fasern verhindert. Dies ist gewünscht, da warme Fasern den
Prozess in der Plattenpresse verkürzen. Bei dem genannten geschlossenen
Umluftsystem aus Rückluft
und Frischluft ersetzt die Frischluft Ventilationsluft, welche erforderlich
ist, um Restfeuchtigkeit abzuführen, die
aus dem Fasermaterial auf dem Transportweg von der Trocknung zu
der Formung eines Faservlieses herausgetrocknet wird. Die Frischluft
wird dabei vorzugsweise durch derartig in dem Transportschacht angeordnete Öffnungen
eingeblasen, dass die Frischluft unterstützend dazu beiträgt, den
Faserstrom zu dem gegenüberliegenden
Wandungsabschnitt des Transportschachts zu leiten.
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Das bedeutet, dass die Frischluftöffnungen
in Transportrichtung benachbart zu der mindestens einen ersten und
der mindestens einen zweiten Leimdüse angeordnet sind.
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Der Mengendurchsatz an Fasern durch
den Transportschacht richtet sich nach den Betriebszuständen der
Plattenherstellung und unterliegt Schwankungen. Entsprechend schwankt
der Bedarf an Leim. Um ein konstantes Verhältnis der beiden Kontaktflächen von
Leim bzw. Fasern bei jeder gegebenen Durchsatzleistung zu gewährleisten,
ist vorzugsweise der erwähnte
regelbare Schieber auf der Saugseite eines Ventilators vorgesehen. Über diesen
Schieber kann das Luftvolumen und damit die Strömungsgeschwindigkeit der Fasern
im pneumatischen Transportschacht bestimmt werden. In Bezug auf
den Leim ergibt sich die Kontaktfläche aus dem Leimdurchsatz,
wobei die mittlere Tropfengröße des durch
die Leimsprühdüsen erzeugten
Leimsprühnebels
konstant bleibt. Als Leitgröße für die Transportluftregelung
wird vorzugsweise der durch eine Wägeeinrichtung der Dosiereinrichtung
gravimetrisch ermittelte Faserdurchsatz verwendet.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein,
dass der Transportschacht mehrere hintereinander angeordnete, wellenkurvenähnliche
Abschnitte aufweist. Die wellenkurvenähnlichen Abschnitte können dazu
dienen, hintereinander mehrere gleiche Beleimungsstufen durchzuführen. Indem
bei jeder Beleimungsstufe nur ein kleinerer Prozentsatz der letztlich
gewünschten
Beleimung durchgeführt
wird, kann insbesondere eine sehr schnelle Trocknung des aufgebrachten
Leimfilms gewährleistet
und somit besonders sicher eine innere Verschmutzung des Transportschachts
bzw. eines Sichters vermieden werden. Die weiteren wellenkurvenähnlichen
Abschnitte können
aber auch dazu verwendet werden, über Düsen, die entsprechend den Leimdüsen angeordnet
sind, die Fasern durch Aufsprühen
mit Additiven, wie z.B. einem Beschleuniger (Härter), zu benetzten.
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Das Verfahren zeichnet sich durch
ein hohes Maß an
Gleichmäßigkeit
in der Leimverteilung aus. Diese Gleichmäßigkeit ist dadurch gewährleistet,
dass sowohl in Bezug auf die Fasern mittels der Faserwalze als auch
in Bezug auf den Leim durch Zerstäubung sehr große Kontaktflächen zur
Verfügung
gestellt werden, die in gleichmäßiger Weise
zusammengeführt
werden. Eine Überbeleimung
von Fasern wird dadurch vermieden.
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Die oben genannte Aufgabe wird hinsichtlich
der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Hier
ergeben sich im Wesentlichen die gleichen Vorteile, wie sie zuvor
im Zusammenhang mit Anspruch 1 erwähnt wurden. Vorzugsweise Ausgestaltungen
der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 13 bis 22 aufgeführt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert, wobei
auf die Figuren Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Beleimungsvorrichtung mit einem wellenkurvenähnlichen
Abschnitt und einer Fasersichtereinheit, und
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2 eine
Beleimungsvorrichtung mit zwei Beleimungsstufen.
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Die Beleimungsvorrichtung gemäß 1 weist einen Dosierbunker 1 auf.
Der Dosierbunker 1 besitzt einen Einlass 2 zur
Befüllung
mit getrockneten Holzfasern 3. Mittels eines Bodenbandes 4 werden
die Holzfasern 3 einem Dosierbunkeraustrag mit Austragswalzen 5 zugeführt. Durch
die Austragswalzen 5 werden größere Verklumpungen der Fasern 3 aufgelöst. Das
Bodenband 4 läuft über eine
Bandwaage 6, die in kontinuierlicher Weise das laufende
Faserdurchsatzgewicht (Gewicht pro Zeiteinheit) erfasst.
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Von dem Dosierbunkeraustrag 5 gelangen
die Fasern 3 in einen aus zwei Formwänden 7 und 8 gestalteten
Zuführschacht 9,
der an einem oberen Ende eine Luftzuführung 10 aufweist. Über eine
pneumatische Transporteinrichtung, die einen im Querschnitt rechteckigen
Transportschacht 11 und einen Ventilator 12 aufweist,
wird im Zuführschacht 9 ein
Gemisch aus Fasern und Luft angesaugt, wobei sich die Fasern in
einem Faserstrom 13 entlang der Formwand 8 zu
einer Austrittsöffnung 14 des
Zuführschachts 9 bewegen.
Im Bereich der Austrittsöffnung 14 des
Zuführschachts 9 trifft
der Faserstrom 13 auf eine Faserwalze 15, die
zur Auflösung
von Ungleichmäßigkeiten
in dem Faserstrom 13 und zur Beschleunigung der Fasern
in dem Faserstrom 13 dient. Auf der Oberfläche der
Faserwalze 15 ist eine Vielzahl von Stiften 16 angeordnet,
die sich mit größer werdendem
Abstand zur Drehachse der Faserwalze 15 konisch zu einer
Spitze verjüngen.
Die Faserwalze 15 rotiert mit hoher Geschwindigkeit in
der durch den Pfeil 17 angedeuteten Drehrichtung. Die Umfangsgeschwindigkeit
der Faserwalze 15 ist variabel und kann 20 bis 100 m/sec
betragen. Der Durchmesser der Faserwalze 15 kann beispielsweise
1000 mm und die Länge
der Faserwalze 15 beispielsweise 1800 mm betragen. In diesem
Fall handelt es sich bei den konischen Stiften 16 circa
um 10.000 Stück.
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Ein Teilabschnitt 18 des
Faserwalzumfangs und eine der Faserwalze 15 gegenüberliegende
Wandung 19 begrenzen einen Schachtabschnitt 20,
der sich etwa von der Austrittsöffnung 14 des
Zuführschachts 9 bis zu
dem tiefsten Punkt der Faserwalze 15 erstreckt und dort
eine Austrittsöffnung 21 aufweist.
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Die Austrittsöffnung 21 des Schachtabschnitts 20 ist
durch eine im Winkel einstellbare Klappe 23 begrenzt.
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Etwa in einem rechten Winkel zu der
Austrittsöffnung 21 des
Schachtabschnitts 20 schließt sich an diesen der Transportschacht 11 an.
Der Transportschacht 11 weist einen wellenförmigen Abschnitt 24 auf,
der sich aus einem ersten Halbkreisabschnitt 25 und einem
zweiten Halbkreisabschnitt 26 zusammensetzt. Etwa am Wendepunkt
des wellenförmigen
Abschnitts 24 ist ein erstes Leitblech 27 in der
Wandung des Transportschachts 11 angeordnet. Das erste
Leitblech 27 ist in Transportrichtung des Transportschachts 11 rampenartig geneigt.
Diese Neigung ist einstellbar.
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In Transportrichtung benachbart zu
dem ersten Leitblech 27 ist eine Reihe von ersten Leimsprühdüsen 28 (nur
eine ist gezeigt) über
die Breite des Transportschachts 11 in einer Wandungsöffnung angeordnet.
Benachbart zu den ersten Leimsprühdüsen 28 ist
eine sich über
die Breite des Transportschachts 11 erstreckende Öffnung 29 zur
Zuführung
von Frischluft angeordnet. Die Frischluftzufuhr ist durch den Pfeil 30 angedeutet.
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Etwa am Ende des zweiten Halbkreisabschnitts 26 sind
wiederum entsprechend wie bei dem ersten Halbkreisabschnitt 25 ein
im Winkel einstellbares zweites Leitblech 27a, eine Reihe
von zweiten Leimsprühdüsen 28a sowie
eine zweite Frischluftöffnung 29a zur
Zufuhr von Frischluft 30a angeordnet.
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Auf der Saugseite des Ventilators 12 ist
ein regelbarer Schieber 31 in dem Transportschacht 11 zur Einstellung
der Strömungsgeschwindigkeit
des durch den Pfeil 32 angedeuteten Luftstroms angeordnet.
Eine Fasertransportleitung 33 führt von dem Ventilator 12 zu
einem Zyklon 34.
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In dem Zyklon 34 abgeschiedene
Fasern werden von dem Zyklon 34 in Richtung des Pfeils 35 zu
einer nicht gezeigten Faserformmaschine transportiert. Abluft verlässt den
Zyklon 34 teilweise als Ventilationsluft 36, durch
welche auf dem Wege von der nicht gezeigten Trocknung bis zu dem
Zyklon 34 aus dem Fasermaterial herausgetrocknete Feuchtigkeit
abgeführt
wird. Ferner wird Abluft des Zyklons 34 über eine
Luftzufuhrleitung 37 für
den Luftstrom 32 verwendet.
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Die Beleimungsvorrichtung weist ferner
eine Fasersichtereinheit 40 auf. Der Schachtabschnitt 20 mündet unmittelbar
in eine Eintrittsöffnung 41 des
Transportschachts 11. Benachbart zu der Eintrittsöffnung 41 und gegenüberliegend
von der Austrittsöffnung 23 ist
ein Einlass 42 eines Grobgutaustragsschachts 43 angeordnet.
Der Grobgutaustragsschacht 43 erstreckt sich in vertikaler
Richtung und weist an seinem unteren Ende einen Grobgutaustrag 44 auf.
Oberhalb des Grobgutaustrags 44 sind Luftzuführungsöffnungen 45 angeordnet. Eine
Verstellklappe 46 begrenzt oberseitig den Einlass 42 des
Grobgutaustragsschachts 43. Mit dem Bezugszeichen 47 ist
ein Flansch der Fasersichtereinheit 40 angedeutet.
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Der Beleimungsvorrichtung gemäß 1 liegt folgende Funktionsweise
zugrunde: Dadurch, dass der Faserstrom 13 im Bereich der
Austrittsöffnung 14 des
Zuführschachts 9 auf
die mit hoher Geschwindigkeit rotierende Faserwalze 15 trifft
und die Stifte 16 eine zur Bewegungsrichtung des Faserstroms 13 rechtwinklige Geschwindigkeitskomponente
aufweisen, werden zusammenhängende
oder verklumpte Fasern voneinander getrennt, wobei einzelne Fasern
durch die Faserwalze 15 kaum beschädigt werden.
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Ferner werden die Fasern durch die
Faserwalze 15 in den Schachtabschnitt 20 umgelenkt.
Im ersten Teil des Schachtabschnitts 20 findet durch die
Trägheit
der Fasern neben einem Durchkämmen
der Fasern und dem damit verbundenen Auflösen von Faserklumpen eine Beschleunigung
der Fasern auf annähernd
die Umfangsgeschwindigkeit der Fasennralze 15 statt. Diese
Fasergeschwindigkeit ist bei dieser Beleimungsvorrichtung circa
nach einem Viertel des Umfangs der Faserwalze 15 erreicht.
In diesem Bereich des Schachtabschnitts 20 sind die Fasern
in einem Faserstrom 50 auf ein Vielfaches des Faserstroms 13 in
dem Zuführschacht 9 gestreckt.
Durch die Vielzahl der konischen Stifte 16 wird in dem
Schachtabschnitt 20 ein Luftstrom erzeugt, der etwa der
Umfangsgeschwindigkeit der Faserwalze 15 entspricht. Durch
die Radialkräfte
von Luft und Fasern streben die Fasern in dem Schachtabschnitt 20 zentrifugal
nach außen
und legen sich gegen eine Innenseite der Wandung 19 des
Schachtabschnitts 20, so dass die konischen Stifte 16 der
Faserwalze 15 nach circa einem Viertel des Umfangs der
Faserwalze 15 im Schachtabschnitt 20 nicht mehr
mit den Fasern in Berührung
sind.
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Die Fasern des Faserstroms 50 werden über die
Klappe 23 und den Luftstrom 32, soweit es sich
bei den Fasern um Normalgut 51 handelt, in die Eintrittsöffnung 41 des
Transportschachts 11 gelenkt. Dabei treten die Fasern im
Wesentlichen benachbart zu der der Fasersichtereinheit 40 gegenüberliegenden
Wandung des Transportschachts 11 in diesen ein.
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Grobgut 52, welches schwerer
als das aus durchschnittlich schweren einzelnen Fasern bestehende Normalgut 51 ist,
beschreibt durch die höhere
kinetische Energie eine längere
Wurfparabel und gelangt dadurch in den Grobgutaustragsschacht 43.
Durch eine in dem Grobgutaustragsschacht 43 herrschende
geringe Luftströmung
werden Faserteilchen, die im Grenzbereich zwischen leicht und schwer
liegen, aus dem Grobgutaustragsschacht 43 in den Luftstrom 32 zurückgehoben.
Schwerteile des Grobgutes 52 fallen hingegen in den Grobgutaustrag 44.
Die Klappe 46 ist in ihrem Winkel verstellbar und dient
zur Einstellung der Geschwindigkeit und der Richtung des Luftstroms 32 in
dem Bereich der Eintrittsöffnung 41 des
Tansportschachts 11 bzw. des Einlasses 42 des
Grobgutaustragsschachts 43. Auf diese Weise kann Einfluss
genommen werden auf die Wurfparabel des Faserstroms nach dem Austritt
aus dem Schachtabschnitt 20.
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Das Normalgut 51 bewegt
sich als Faserstrom 53 entlang einem äußeren, einen größeren Radius
aufweisenden Wandungsabschnitt 54 des ersten Halbkreisabschnitts 25.
Aufgrund der in dem ersten Halbkreisabschnitt 25 bestehenden
Zentrifugalkraft wird der Faserstrom 53 zu einem millimeterdünnen, in
der Oberfläche
geschlossenen Faserfilm 55 zusammengepresst. Dieser Zustand
ist bei den üblichen
Luftgeschwindigkeiten in der Beleimungsvorrichtung nach circa 90° des ersten
Halbkreisabschnitts 25 erreicht. Nach vorzugsweise 180° wird der
Faserfilm über
das erste Leitblech 27 geführt und dadurch von dem äußeren Wandungsabschnitt 54 abgehoben.
Unmittelbar nach dem ersten Leitblech 27 werden die Fasern
mittels der ersten Leimsprühdüsen 28 beleimt,
bevor sie mit ihrer unbeleimten Seite zu einem äußeren Wandungsabschnitt 54a des zweiten
Halbkreisabschnitts 26 gelangen und im weiteren Verlauf
gegen den äußeren Wandungsabschnitt 54a als
Faserfilm gepresst werden. Nach etwa 180° Krümmung des zweiten Halbkreisabschnitts 26 erfolgt
die Beleimung der anderen Seite des Faserstroms mittels des zweiten
Leitblechs 27a und der zweiten Leimsprühdüsen 28a auf entsprechende
Weise wie zuvor die Beleimung der ersten Seite des Faserstromes.
Die Frischluftzufuhr 30 bzw. 30a sorgt zum einen für den Ersatz
der abgeführten
Ventilationsluft 36 und zum anderen unterstützt sie
das Leitblech 27 bzw. 27a in seiner Wirkung, den Faserfilm
zu dem gegenüberliegenden
Wandungsabschnitt des Transportschachts 11 zu leiten.
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Über
den regelbaren Schieber 31 kann die Stömungsgeschwindigkeit der Fasern
von dem Austrag des Dosierbunkers 1 bis zu der Fasertransportleitung 33 eingestellt
werden.
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Die Beleimungsvorrichtung gemäß 2 ist zur Beleimung von
Fasern in zwei Stufen ausgelegt. Dazu weist die Beleimungsvorrichtung
eine erste Beleimungseinheit 61 und eine zweite Beleimungseinheit 62 auf. Die
zweite Beleimungseinheit 62 entspricht der Beleimungsvorrichtung
gemäß 1 bis auf geringe Unterschiede,
wie z.B. eine seitenvertauschte Anordnung der Faserwalze und der
Fasersichtereinheit. Gleiche Merkmale der zweiten Beleimungseinheit 62 sind
mit gleichen Bezugszeichen wie bei der Beleimungsvorrichtung gemäß 1 bezeichnet.
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Die erste Beleimungseinheit 61 weist
einen Zyklon 63 auf, dem getrocknete Fasern, wie durch
den Pfeil 64 angedeutet, zugeführt werden. Der Zyklon 63 ist über eine
Faser-Querverteilungseinrichtung 65 mit einem Einlass eines
Dosierbunkers 66 verbunden. Der Dosierbunker 66 weist
ein Bodenband 67, mit einer Bandwaage 68 und Austragswalzen 69 auf.
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Holzfasern 70 gelangen aus
dem Dosierbunker 66 in einen Zuführschacht 71, der
Teil einer pneumatischen Transporteinrichtung ist und an einem oberen
Ende eine Luftzuführung 72 aufweist.
Mittels eines Ventilators 73 wird in dem Zuführschacht 71 ein
Gemisch aus Fasern und Luft angesaugt, wobei die Fasern in einem
Faserstrom 74 auf eine Faserwalze 75 treffen,
die entsprechend der Faserwalze 15 der Beleimungsvorrichtung
gemäß 1 gestaltet ist und wirkt,
bei entgegengesetzter Drehrichtung.
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Über
eine im Winkel verstellbare Klappe 76 gelangen die Fasern
von einem Schachtabschnitt 77, der dem Schachtabschnitt 20 der
Beleimungsvorrichtung gemäß 1 entspricht, in einen Kanalabschnitt 78 der pneumatischen
Transportvorrichtung, indem die Fasern durch einen gemäß Pfeil 79 in
den Kanalabschnitt 78 eingeführten Luftstrom nach unten
umgelenkt werden. In dem Bereich der Umlenkung werden die Fasern durch
zwei Reihen von Leimsprühdüsen beleimt,
von denen jeweils eine dargestellt und mit dem Bezugszeichen 80 bzw.
81 bezeichnet ist. Bei dem in den Kanalabschnitt 78 geführten Luftstrom
handelt es sich um rückgeführte Abluft
eines Zyklons 82 der zweiten Beleimungseinheit 62.
Mit dem Bezugszeichen 84 ist Ventilationsluft des Zyklons 82 angedeutet.
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Über
den Kanalabschnitt 78 der pneumatischen Transporteinrichtung
gelangen die mit Leim versehenen Fasern in den Zyklon 82.
In diesem werden die beleimten Fasern abgeschieden und über eine
weitere Faser-Querverteilungseinrichtung 83 einem Dosierbunker 1 zugeführt.
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Als Faserstrom 13 gelangen
die Fasern 3 von dem Dosierbunker 1 in einen Zuführschacht 9 und
von diesem auf eine Faserwalze 15.
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Wie bereits erwähnt entsprechen die weiteren
Merkmale der zweiten Beleimungseinheit 62 den Merkmalen
der Beleimungsvorrichtung gemäß 1. Somit werden die aus
einem Schachtabschnitt 20 austretenden Fasern in einen
Transportschacht 11 mit einem wellenförmigen Abschnitt 24 umgelenkt,
wobei eine Sichtung der Fasern stattfindet. In dem wellenförmigen Abschnitt 24 findet
eine weitere Beleimung der Fasern statt, mittels eines ersten Leitblechs 27 und
erster Leimsprühdüsen 28 sowie
eines zweiten Leitblechs 27a und zweiter Leimsprühdüsen 28a.
Ferner sind auch entsprechend 1 Öffnungen
zur Zufuhr von erwärmter
Frischluft (nicht gezeigt) vorgesehen.
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Bei der Beleimungsvorrichtung gemäß 2 wird die Beleimung der
Fasern in zwei Stufen vorgenommen, wobei sich die zweite Beleimungsstufe
wiederum unterteilt in eine Beleimung in der Mitte sowie eine Beleimung
am Ende des wellenförmigen
Abschnitts 24. Eine solche Beleimung in zwei Beleimungsstufen
führt zu einer
noch besseren Leimverteilung verglichen mit der Beleimung in einer
einzigen Beleimungsstufe. Ferner kann durch diese zweistufige Beleimung
eine weitere Reduzierung der inneren Verschmutzung der pneumatischen
Transporteinrichtung und der Fasersichtereinheit 40 erreicht
werden, weil in jeder Beleimungsstufe die Leimauftragsmenge entsprechend
reduziert sein kann und dadurch eine intensivere Abtrocknung des
nach der jeweiligen Beleimungsstufe entstehenden Leimfilmes erzielt
wird, was wiederum eine Reduzierung der Kaltklebrigkeit des Leimes
bewirkt.
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Im Folgenden wird ein Rechenbeispiel
für die
Kontaktflächen
des Fasermaterials und des aufzutragenden Leims bei der Beleimungsvorrichtung
gemäß
1 gegeben: Faserfläche
Arbeitsbreite: | 2 × 3 m |
Faserstromgeschwindigkeit:: | 35
m/sec |
Faserkontaktfläche pro Zeiteinheit: | 2 × 3 × 35 = 210
m2/sec |
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Der Faktor 2 bei der Berechnung der
Arbeitsbreite ergibt sich aus den beiden Beleimungsschritten in der
Mitte und am Ende des wellenförmigen
Abschnitts 24.
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Faserdurchsatz
trocken
Faserkontaktfläche pro Zeiteinheit: | 210
m2/sec |
Faserstromdicke: | 1
mm |
Faserstromdichte: | 50
kg/m3 |
Faserdurchsatz: | 105 × 0,001 × 50 kg/sec
= 5,25 kg/sec |
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Leimfläche
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Bei 7% Festharz bezogen auf Gewicht
Trockenfaser, Leimkonzentrat flüssig
65%, Flüssigleimdichte 1,28
kg/l errechnen sich:
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Die Leimflüssigkeit wird auf eine mittlere
volumetrische Tropfengröße von 20 μm zerstäubt.
Flüssigleim
pro Zeiteinheit: | 0,442
l/sec |
Tropfendurchmesser: | 20 μm |
Tropfenoberfläche: | 0,001256
mm2 |
Anzahl der Tropfen pro Zeiteinheit: | 105.573.416.518/sec |
Kontaktfläche Leim pro Zeiteinheit | 132
m2/sec |
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Aus diesem Rechenbeispiel ergibt
sich, dass pro Zeiteinheit die Faserkontaktfläche deutlich größer ist als
die Leimkontaktfläche.
Somit ist eine sehr gleichmäßige Beleimung
der Fasern möglich,
wobei zudem eine sehr schnelle Trocknung des Leims stattfinden kann.
Auf diese Weise ist eine innere Verschmutzung einer pneumatischen
Transporteinheit bzw. einer Fasersichtereinheit weitgehend reduziert.