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Verfahren und Anlage zur Herstellung von Platten aus Fasern, insbes.
Papierfasern, und einem hydraulischen Bindemittel, insbes.
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Gips.
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Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Herstellung
von Platten aus Fasern, insbes. Papierfasern, und einem hydraulischen Bindemittel,
insbes. Gips, wobei zunächst aus den Fasern eine Fasermatte gestreut und auf die
Fasermatte eine trockene Bindemittelschicht aufgebracht sowie die Gesamtheit durchmischt
und die Mischung auf ein Förderband abgeworfen und mit Anmachwasser benetzt'sowie
danach zur Platte verdichtet
wird. Die Erfindung bezieht such ferner
auf eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, bestehend aus Faseraufgabeeinrichtung
und Faservorratsbehälter, Bindemittelaufgabeeinrichtung und Bindemittelvorratsbehälter,
Mischvorrichtung, Benetzungseinrichtung und kontinuierlicher Presse, wobei die Faseraufgabeeinrichtung,
die Bindemittelaufgabeeinrichtung, die Mischvorrichtung und die Benetzungseinrichtung
auf ein gemeinsames Förderband arbeiten. - Bindemittel bezeichnet im Rahmen der
Erfindung jedes hydraulische Bindemittel, insbes.
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bezieht sich jedoch die Erfindung auf die Verwendung von Gips als
hydraulisches Bindemittel, wobei der Ausdruck Gips auch Anhydrit mit umfaßt. Der
Ausdruck Anmachwasser schließt nicht aus, daß das Wasser auch Zusätze enthält.
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Bei bekannten Verfahren und Anlagen der beschriebenen Gattung (DT-OS
1 571 466, Fig. 2) werden die Fasern und das Bindemittel im freien Fall gemischt
und gleichzeitig durch eingedüstes Wasser benetzt. Durchmischung und Benetzung sind
hier verbesserungsbedürftig. Es gelingt nicht ohne weiteres, jedem Volumenelement
der auf das Förderband aufgestreuten Mischung die Anmachwassermenge zuzuführen,
die für die quasistöchiometrische Abbindung erforderlich ist, auch wenn die insgesamt
aufgegebene Anmachwassermenge entsprechend abgestimmt ist. Das beeinträchtigt die
Qualität der hergestellten Platten, weil die Benetzung von Volumenelement zu Volumenelement
schwankt und nicht jedes Volumenelement das gleiche chemische und physikalische
Schicksal erfährt.
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Im übrigen kennt man seit langem (DT-OS 235 034) Anlagen zur Herstellung
von Platten aus aufgelockerten Fasern, Zement und
Sand, bei denen
Faseraufgabeeinrichtung, Bindemittelaufgabeeinrichtung und Mischvorrichtung hintereinander
angeordnet sind und eine nachgeschaltete Benetzung vorgesehen ist. Dabei wird bei
der Faseraufgabeeinrichtung bzw. der Bindemittelaufgabeeinrichtung mit einfachen,
unter den entsprechenden Vorratsbehältern angeordneten Austragwalzen gearbeitet.
Das alles hat die Probleme um die Herstellung von Platten aus Fasern, insbes. Papierfasern,
und einem hydraulischen Bindemittel, insbes. Gips, die allen Anforderungen genügen,
nicht beeinflußt und ist auch für die Herstellung solcher Platten nicht ohne weiteres
einsetzbar, wenn an die hergestellten Platten die angegebenen Qualitätsforderungen
gestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage
zur Herstellung von Platten aus Fasern, insbes.
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Papierfasern, und einem hydraulischen Bindemittel, insbes. Gips zu
schaffen, mit denen auf einfache Weise allen Anforderungen genügende Platten hergestellt
werden können, weil genaue Dosierung und homogene Durchmischung des Aufgabegutes
sichergestellt ist und alle Volumenelemente das gleiche chemische und physikalische
Schicksal, insbes. vollständige und gleichmäßige Benetzung und Durchfeuchtung, erfahren.
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Zur Lösung der beschriebenen Aufgabe geht die Erfindung aus von dem
Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung (wobei zunächst aus den Fasern eine
Fasermatte gestreut und auf die Fasermatte eine trockene Bindemittelschicht aufgebracht
sowie die Gesamtheit durchmischt und die Mischung auf ein Förderband abgeworfen
und mit Anmachwasser benetzt sowie zur Platte verdichtet
wird).
Die Erfindung besteht darin, daß die Fasermatte einer Massendosierung unterworfen
sowie die Bindemittelschicht auf die Fasermatte gewichtsdosiert in gleichmäßiger
Dicke aufgebracht wird, und daß die Mischung in hintereinander geführten Teilströmen
auf das Förderband und aufeinander abgeworfen sowie dabei schichtenweise benetzt
wird. Der Ausdruck Masse ist hier physikalisch streng gebraucht; Masse multipliziert
mit g (Erdbeschleunigung) entspricht also dem Gewicht. Die Massendosierung kann
daher als Gewichtsdosierung arbeiten. Wo die Aufbereitung der Fasern und die Schüttung
der Fasern zur Fasermatte hinreichend homogen sind, kommt man auch mit einer Volumendosierung
zum Ergebnis. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung arbeitet man jedoch
zum Zwecke der Massendosierung stets mit Massenmeßgeräten, z. B. mit Isotopen, deren
Strahlung nach Maßgabe der durchstrahten Masse geschwächt wird.
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Die Schüttung der Späne ist stets hinreichend homogen, um ohne Schwierigkeiten
solche Meßgeräte einsetzen zu können.
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Die Massendosierung erfolgt im allgemeinen durch Abarbeiten der Fasermatte.
Das Maß des Abarbeitens wird von dem Massenmeßgerät gesteuert oder geregelt. Anders
bei der Dosierung des Bindemittels: Im allgemeinen kann hier nicht sichergestellt
werden, daß das Bindemittel frei von Klumpen oder Agglomeraten gestreut wird, die
von der Provenienz und die Historie der hydraulischen Bindemittel abhängen. Das
würde komplizierte Integrationen bei einer Massendosierung erforderlich machen.
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Diese vermeidet die Erfindung, indem hier mit Gewichtsdosierung gearbeitet
wird. Zum Begriff der Dosierung gehört im einen und im anderen Falle ein funktioneller,
im allgemeinen regeltechnischer Zusammenhang derart, daß nach Maßgabe der Messungen
und ggf. nach Maßgabe einer Differenz zwischen Sollwert und
Istwert
die Einstellung erfolgt. Das wird weiter unten noch erläutert. Nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung wird die Mischung bei der Aufteilung in Teilströme
weiter durchmischt.
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Die Erfindung kombiniert in verfahrensmäßiger Hinsicht spezifische
Dosierungsmaßnahmen für die Fasern und für dashy-.
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draulische Bindemittel mit den Maßnahmen der Benetzung und Durchfeuchtung
in Schichten. Der Benetzung werden so gleichsam schichtförmige Volumenteile der
Mischung zugeführt, deren Zusammensetzung und Struktur praktisch konstant sind.
Daher findet auch eine gleichmäßige Benetzung und im Anschluß daran eine Durchfeuchung
statt, die ohne weiteres homogenisiert werden kann, indem man die Dicke der Schichten,
zu der die Mischung aufgestreut wird, entsprechend dünn, die Anzahl der Schichten
entsprechend groß wählt. Das läßt sich, je nach den Ausgangsstoffen, durch Versuche
leicht ermitteln. Im allgemeinen genügen für übliche Platten vier bis fünf Schichten.
-Selbstverständlich muß dafür gesorgt werden, daß-die Benetzung gleichmäßig über
die Breite der Streuung erfolgt, - die Zeit bis zum Pressen muß für die Durchfeucdung
ausreichen.
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Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,
ausgehend von der Anlage der eingangs beschriebenen Gattung, gekennzeichnet durch
die Kombination der folgenden Merkmale: a) Die Faseraufgabeeinrichtung arbeitet
mit Austragsbürstenwalzen, die unterseitig von Siebwänden umschlossen
sind,
- sie erzeugt eine untere Fasermatte, b) die Bindemittelaufgabeeinrichtung ist in
Transportrichtung des Förderbandes mit Abstand hinter der Faseraufgabeeinrichtung
angeordnet und arbeitet mit Dosierwalze und Egalisierbürste auf eine Flächengewichtsmeßeinrichtung
(z. B. eine Bandwaage), die die Bindemittelaufgabe regelt, - sie erzeugt eine obere
Bindemittelschicht auf der unteren Fasermatte, c) zwischen Faseraufgabeeinrichtung
und Bindemittelaufgabeeinrichtung arbeitet ein auf die Oberfläche der Faserschicht
wirkendes Massendosiergerät, z. B. ein mit Stachelwalze und Absaugeinrichtung ausgerüsteter,
nach Maßgabe eines Massenmeßgerätes höhenverstellbarer Abstreifer, d) am Ende des
gemeinsamen Förderbandes, in Transportrichtung hinter der Bindemittelaufgabeeinrichtung,
befindet sich eine Stachelwalzenmisch- und Abwurfvorrichtung, e) die Stachelwalzenmisch-
und Abwurfvorrichtung arbeitet auf einen Scheibenstreukopf mit einer Mehrzahl von
gleichsinnig rotierenden Scheibenwalzen mit miteinander kämmenden Scheiben, unter
denen in Kammern Benetzungsdüsen angeordnet sind, f) der Scheibenstreukopf arbeitet
auf ein durch die kontinuierliche Presse geführtes Pressenband,
wobei
die Faseraufgabeeinrichtung, die Bindemittelaufgabeeinrichtung, die Befeuchtungseinrichtung
und das Massendosiergerät in bezug auf die aufgegebenen Massen aufeinander abstimmbar
sind oder abgestimmt sind und Stachelwalzenmisch- und Abwurfeinrichtung sowie Scheibenstreukopf
unabhängig davon (einzeln oder gemeinsam) steuerbar sind.
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Die Erfindung geht in anlagenmäßiger Hinsicht von der Erkenntnis aus,
daß bei der Herstellung von Platten aus Fasern und einem hydraulischen Bindemittel
(neben genauer massenmäßiger Dosierung der Fasern einerseits, gewichtsmäßiger Dosierung
des Bindemittels andererseits) für die Erzeugung einer homogenen Durchmischung zunächst
definierte und konstante Anfangs- und Ausgangsbedingungen für den Mischvorgang geschaffen
werden müssen, und schafft diese zunächst durch die- Kombination der Merkmale a?,
b), c), und d), wobei die Erzeugung der Fasermatte und die Kombination von d) und
c) von besonderer Bedeutung sind. Nur so kann eine Misch-und Abwurfvorrichtung,
die mit Stachelwalzen arbeitet, einwandfrei arbeiten. Es ist aber darüber hinaus
und in weiterer Kombination noch eine Aufteilung des Gemisches in separat benetzte
und leicht durch feuchtbare Schichten erforderlich, während die Mischung zu der
zu pressenden Matte formiert wird. Dabei muß erneut aufgelockert werden, damit mit
der Anmachwasserzugabe nicht nur eine Benetzung sondern eine homogene Durchfeuchtung
erfolgt. Das geschieht durch das Merkmal e). Die Anzahl der Scheibenwalzen richtet
sich nach der gewünschten Dicke der einzelnen Schichten und hängt insoweit einerseits
von der Struktur der Fasern und andererseits von der Körnung des hydraulischen Bindemittels
ab.
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Danach muß die formierte Matte möglichst ohne Störung ihrer Packung
und Schüttung gepreßt werden, aus welchem Grunde der Scheibenstreukopf auf ein Pressenband
arbeitet, welches die Matte unverzüglich in die kontinuierliche Presse einführt.
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So führt die Kombination aller beschriebenen Merkmale zur Lösung.
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Im folgenden werden die beschriebenen und weiteren Merkmale der erfindungsgemäßen
Anlage anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 die Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Anlage zur erstellung von Platten aus Fasern, insbes. Papierfasern,
und Gips, Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1.
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Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zur Herstellung von Platten
aus Fasern, nämlich Papierfasern 1, und Gips 2.
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- Der Ausdruck Gips 2 umfaßt auch Anhydrit und steht im Ausführungsbeispiel
stellvertretend für andere hydraulische Bindemittel. Die Anlage besteht in ihrem
grundsätzlichen Aufbau zunächst aus einer Faseraufgabeeinrichtung 3, Gipsvorratsbehälter
6, Mischvorrichtung 7 und Benetzungseinrichtung 8, wobei eine kontinuierliche Presse
9 nachgeschaltet ist. Die Faseraufgabeeinrichtung 3, die Gipsaufgabeeinrichtung
5, die Mischvorrichtung 7 und die Benetzungseinrichtung 8 arbeiten
auf
ein gemeinsames Förderband 10. Dabei ist die Faseraufgabeeinrichtung 3 mit Austragsbürstenwalzen
11 ausgerüstet, die unterseitig von Siebwänden 12 umschlossen sind. Sie erzeugt
eine untere Fasermatte 13 auf dem gemeinsamen Förderband 10.
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Die Gipsaufgabeeinrichtung 5 ist in Transportrichtung des Förderbandes
10 mit Abstand hinter der Faseraufgabeeinrichtung 3 angeordnet. Sie arbeitet mit
Dosierwalze 1-4 und Egalisierwalze 15 auf eine Bandwaage 16. Die Bandwaage 16 steuert
oder regelt die Gipsaufgabe. Die Verbindung 16a deutet diese Kopplung an.
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Anstelle der Bandwaage könnte auch eine andere Meßvorrichtung für
das Gewicht angeordnet werden. Die Gipsaufgabeeinrichtung 5 insgesamt erzeugt so
eine obere Gipsschicht auf der unteren Fasermatte 13. Da nicht -ausgeschlossen werden
kann, daß die von der Faseraufgabeeinrichtung- 3 erzeugte Fasermatte 13 Unregelmäßigkeiten
aufweist, ist zwischen Faseraufgabeeinrichtung 3 und Gipsaufgabeeinrichtung 5 eine
Massendosiereinrichtung vorgesehen. Diese arbeitet mit einem Massenmeßgerät 18 nach
dessen Meßwerten die Stachelwalze 19 auf- und niederverstellbar ist, um die Dicke
der Fasermatte 13 abzutragen und dadurch die Massendosierung zu bewirken. Das deutet
die Leitung 18a an.
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Eine Absaugeeinrichtung 20 ist zugeordnet. Somit werden der nachgeschalteten
Stachelwalzenmisch- und Abwurfvorrichtung eine Fasermatte 13 und eine Gipsschicht
17 zugeführt; die stets den gleichen Aufbau aufweisen und die genau dosiert sind.
Diese Kombination mit Massendosierung an der Fasermatte 13 und Gewichtsdosierung
für das Bindemittel ist von besonderer Bedeutung. Mit anderen Worten arbeitet die
Stachelwalzenmisch- und Abwurfvorrichtung 7 in bezug auf das zugeführte Gut mit
gleichen Anfangsbedingungen. Folglich gelingt hier eine sehr homogene Durchmischung.
Gleichzeitig werden die Voraussetzungen für das
wirksame Arbeiten
der nachgeschalteten Aggregate geschaffen.
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Im Anschluß daran wird das so vorbereitete Gut in Schichten 21 zu
der zu pressenden Matte 22 formiert und dabei benetzt und durchfeuchtet. Dazu arbeitet
die Stachelwalzenmisch- und Abwurfvorrichtung 7 auf einen Scheibenstreukopf 23 aus
einer Mehrzahl von gleichsinnig rotierenden Scheibenwalzen mit miteinander kämmenden
Scheiben 24, unter denen in Kammern 25 Benetzungsdüsen 26 angeordnet sind. Der Scheibenstreukopf
23 seinerseits arbeitet auf ein durch die kontinuierliche Presse 9 geführtes Pressenband
27. Die Faseraufgabeeinrichtung 3, die Gipsaufgabeeinrichtung 5 und die Benetzungseinrichtung
8 sind aufeinander abgestimmt. Die Dosierung ist genaU eingerichtet. Stachelwalzenmisch-
und Abwurfvorrichtung 7 sowie Scheibenstreukopf 23 sind auf unterschiedliches Aufgabegut
einstellbar. Die Scheibenwalzen bilden zwischen sich Einzugskehlen 28 für die Mischung,
die Mischung wird auf der durch die Scheibenwalzen 24 gebildete Oberfläche des Scheibenstreukopfes
23 auseinandergezogen und verteilt. Unter den Einzugskehlen 28 bilden die Kammern
25, in denen sich die Benetzungsdüsen 26 befinden, Fallschächte 29.
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Die Scheiben 24 selbst bestehen aus einem Walzenkern 30 und darüber
mit einem Ringscheibenteil vorstehenden Verteilerscheiben 24. Man erreicht so zunächst
eine homogene Streuung der Mischung. Dabei entsteht ein Streugut, faches besonders
aufnahmefreudig ist für das Anmachwasser, so daß mit sehr geringen und praktisch
stöchiometrischen Anmachwassermengen gearbeitet werden kann. Darüber hinaus arbeiten
die Scheibenwalzen 24 gleichsam in Stufen dosierend, so daß eine genaue Einstellung
der Schichtdicke der einzelnen Schichten 21 erreichbar ist.
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Im einzelnen ist, wie man aus der Fig. 1 entnimmt, die Anordnung zunächst
so getroffen, daß die Faseraufgabeeinrichtung 3 eine Mehrzahl von in einer Ebene
angeordneten, mit ihrer Achse orthogonal zum Förderband 10 erstreckten Austragsbürsten
11 aufweist. Die Bandwaage 16 besitzt an ihrem Ende eine zusätzliche, als Stachelwalze
ausgeführte Misch- und Abwurfwalze 31.
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Die Absaugeinrichtung 20 ist über ein Gebläse 32 mit der Leitung 33
in den Faservorratsbehälter 4 zurückgeführt. Man könnte hier auch mit einer Rückführschiecke
arbeiten. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung
besteht die Stachelwalzenmisch- und Abwurfvorrichtung 7 aus zumindest einer mit
ihrer Achse orthogonal zum Förderband erstreckten, in die Faserschicht 13 sowie
in die Gipsschicht 17 eintauchenden, im Eintauchbereich der Stachel in Transportrichtung
rotierenden Mischwalze 34 und einer dazu parallelen, entgegengese'zt rotierenden
Abwurfwalze 35, wobei die Walzen 34, 35 mit einer Abdeckung 36 ausgerüstet sind.
Das hat sich für eine homogene Durchmischung besonders bewährt. Der Scheibenstreukopf
23 besteht, wie insbes. die Fig. 2 zeigt, aus Scheibenwalzen 24 mit kämmenden Verteilerscheiben,
die zwischen sich Einzugskehlen 28 für die Mischung bilden, wobei unter den Einzugskehlen
28 Fallschächte 29 die Benetzungsdüsen 26 angeordnet sind. Die Scheiben selbst bestehen
aus Walzenkern 30 und darüber mit einem Ringscheibenteil vorstehenden Verteilerscheiben
24, wobei diese Verteilercheiben 24 in der Tiefe der Ringscheibenteile miteinander
kämmen. Die Fallschächte 29 können zusätzliche Leitschächte aufweisen, die Befeuchtungsdüsen
26 arbeiten zweckmäßigerweise in Transportrichtung des Pressenbandes 27, sie können
ihrerseits mit zusätzlichen Leit-und Prallblechen 37 kombiniert sein.