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"Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen von Fasern" Zusatz zu P
24 58 818 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen
von Fasern, bestehend aus einem horizontal angeordneten, zylindrischen, an einem
Ende einen Mischgutzulauftrichter und am anderen Ende einen Mischgutauslauftrichter
aufweisenden Mischbehälter, in dem koaxial eine mit weit überkritischer Drehzahl
antreibbare, zumindest teilweise hohl ausgebildete Mischwerkswelle angeordnet ist,
die mit Mischwerkzeugen besetzt ist und im Bereich ihrer hohlen Ausbildung mit davon
abstehenden Leimschleuderelementen versehen ist, die mit ihren Auslauföffnungen
in den sich aufgrund der weit überkritischen Drehzahl ausbildenden Mischgutring
eintauchend ausgebildet sind, wobei der Mischbehälter mit seinem Mischgutzulauftrichter
und seinem Mischgutauslauftrichter unmittelbar in eine Lufttransportleitung für
die Fasern geschaltet ist, gemäß Patent ... ...
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(P 24 38 818.9).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäß dem
Hauptpatent dahingehend weiterzubilden und zu verbessern, daß eine gleichmäßige
verklumpungsfreie Beleimung von Fasern, insbesondere von Holzfasern, möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Mischwerkswelle
mehrere auf ihrem Umfang verteilte, radial von ihr abstehende und sich über einen
großen Teil ihrer Länge erstreckende Ventilationsleisten angehracht sind, an denen
als Mischwerkzeuge sich nach außen verjüngende Mischstäbe auswechselbar angebracht
sind.
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Uberraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch diese Ventilationsleisten
zusätzlich zu der etwa axial vom Mi schgutzulauftrichter zum Mis chgutaus lauftrichter
laufenden, den Mischgutring stark auflockernden Luftströmung radiale Luftwirbel
entstehen, die zu einer radialen Verwirbelung der einzelnen Fasern in dem lockeren
etwa ringförmigen Wirbelbett führen, d. h. die einzelnen Fasern werden in einem
steten Wechsel nach außen zur Innenwand des Mischbehälters geführt und von dort
durch die von den Ventilationsleisten erzeugten Luftwirbel wieder nach innen gebracht,
wodurch eine besonders gleichmäßige Benetzung der einzelnen Fasern mit Leim erreicht
wird. Gleichzeitig wird durch diesen ständigen radialen Umlauf der einzelnen Fasern
im etwa ringförmigen Wirbelbett verhindert, daß sich Fasern zu Agglomeraten (Klumpen)
zusammenlagern, was aufgrund der fehlenden Rieselfähigkeit der Fasern sehr wichtig
ist. In diesem Zusammenhang sei klargestellt, daß die Menge der die erfindungsgemäße
Vorrichtung durchströmenden,
zur Auflockerung des Mischgutringes
dienenden Luft nicht identisch sein muß mit der Förderluftmenge, da diese wesentlich
vom Förderleitungsquerschnitt, der Menge der zu fördernden Fasern und der Länge
der Förderleitung abhängt. Es ist also durchaus möglich, daß ein Teil der Förderluftmenge
vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise in einem Zyklon, abgezogen
wird. Gleichermaßen ist es möglich, daß zusätzliche Luft angesaugt oder hineingedrückt
wird.
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Außerdem wird mit den Ventilationsleisten eine erhebliche Versteifung
der Mischwerkswelle erreicht, d. h. deren kritische Drehzahl wird so stark erhöht,
daß die Vorrichtung unterhalb der kritischen Mischwerkswellendrehzahl läuft. Unter
kritischer Drehzahl der Mischwerkswelle wird in diesem Zusammenhang die schwingungstechnisch
kritische Drehzahl verstanden, d. h. die Drehzahl,bei der die Mischwerkswelle Biegeschwingungen
oder Torsionsschwingungen mit maximaler Amplitude ausführt. Hiervon zu unterscheiden
ist die kritische Drehzahl der Vorrichtung, die in der Hauptanmeldung definiert
ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind an den
Ventilationsleisten die Mischstäbe haltende Trägerleisten lösbar angebracht, wobei
vorteilhafterweise die Trägerleisten an den Ventilationsleisten radial verschiebbar
angebracht sind. Hierdurch kann für eine optimale Wirbelbettausbildung der Abstand
der sich verjüngenden, also spitz zulaufenden Mischstäbe zur Innenwand des Mischbehälters
insgesamt oder nur zum Teil eingestellt werden.
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Wenn die Trägerleisten seitlich an den Ventilationsleisten angebracht
sind, wird diese radiale Verstellbarkeit in besonders einfacher Weise dadurch erreicht,
daß
zwischen einer von der radial nach außen liegenden Seite der
Ventilationsleiste über die Trägerleiste vorspringende Nase und der Trägerleiste
mindestens ein Distanzstück auswechselbar angeordnet ist. Wenn die Trägerleisten
radial außen liegend auf den Ventilationsleisten angeordnet sind, ist es von besonderem
Vorteil, wenn zwischen der Trägerleiste und der Ventilationsleiste mindestens ein
Distanzstück auswechselbar angeordnet ist. Bei dieser Anordnung der Trägerleisten
kann praktisch auf diese Weise auch die radiale Erstreckung der Ventilationsleisten
verändert werden, weil die Trägerleisten praktisch als radiale Verlängerungen der
Ventilationsleisten wirken.
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Gemäß einer besonders einfachen Ausführung sind bei der erstgenannten
Anordnung der Trägerleisten das oder die Distanzstücke als Doppelkeile ausgebildet.
Es hat sich als optimal herausgestellt, wenn die Ventilationsleisten sich radial
etwa bis zum halben Mischbehälterradius erstrecken, d. h. wenn ihre radial gesehen
außen liegende Seite etwa beim o,4 bis o,6-fachen Mischbehälterradius liegt.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind in der
Leimzugabezone die Leimschleuderelemente auf sich über die Länge der Leimzugabezone
erstreckenden Leisten angeordnet, wobei entweder die Ventilationsleisten als derartige
Leisten dienen oder diese Leisten als gesonderte, zwischen den Ventilationsleisten
angeordnete Leisten ausgebildet sind. In letzterem Fall werden die obengeschilderten
Verwirbelungseffekte noch verstärkt.
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Hierbei hat es sich weiterhin als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn
die Leimschleuderelemente als sich verjüngende
Mischstäbe ausgebildet
sind, die in Drehrichtung gesehen seitlich liegende Nuten aufweisen, deren Tiefe
nach außen abnimmt. Die Leimschleuderelemente sind also ganz ähnlich ausgebildet,
wie die reinen Mischstäbe.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fi. 1 einen
vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Mischwerkswelle
teilweise in Draufsicht dargestellt ist, Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch Fig.
1 gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und Fig. 5 einen
Längsschnitt durch ein Leimschleuderelement gemäß der Schnittlinie III-III in Fig.
2.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist einen aus einem
Innentrog 1 und einem Kühlmantel 2 bestehenden zylindrischen Mischbehälter auf,
der an seinen Enden durch Stirnwände 5 abgeschlossen ist. An einem - in Fig. 1 rechten
- Ende ist ein tangential von oben einmündender
Mischgutzulauftrichter
4 und am anderen - in Fig. 1 linken - Ende ein ebenfalls tangential ausmündender
Mischgutauslauftrichter 5vorgesehen. Der Mischbehälter ist hälftig geteilt, wobei
die beiden Hälften durch nicht dargestellte Kniehebel zusammengehalten werden. Im
Mischbehälter 1, 2 ist eine Mischwerkswelle 7 koaxial angeordnet, die in Lagern
8, 8' gelagert ist und von einem Motor 9 mittels Keilriemen 9' über eine Keilriemenscheibe
9" angetrieben wird. Um die Keilriemenscheibe 9" ist ein Gehäuse 10 als Riemenschutz
angeordnet. Auf der Mischwerkswelle 7 sind Auswuchtscheiben 11 und 11' angebracht.
In der Mischwerkswelle 7 ist ein mit umlaufendes Kühlwasserrohr 12 angeordnet. Auf
der Mischwerkswelle 7 sind weiter unten noch im einzelnen zu beschreibende Mischwerkzeuge
14 befestigt.
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Das Kühlwasser gelangt über einen - in Fig. 1 links vorgesehenen -
Kühlwasseranschluß a in das Kühlwasserrohr 12, fließt bis zu dessem Ende und durch
den zwischen dem Kühlwasserrohr 12 und der Mischwerkswelle 7 befindlichen Ringraum
zurück zum Kühlwasserablauf b. Am anderen - in Fig. 1 rechten - Ende der Mischwerkswelle
7 ist ein nicht mit dieser umlaufendes, in die hohle Mischwerkswelle hineinragendes
Leimflottenzugaberohr 16 angebracht. Aus diesem Zugaberohr 16 fließt Leim durch
Durchlaßöffnungen 20 in das Innere der hohlen Mischwerkswelle 7, von wo er durch
weiter unten noch genauer zu beschreibende Leimschleuderelemente 17 ausgeschleudert
wird. Die hohle Mischwerkswelle
7 ist durch eine Trennscheibe 22
in den Leimzugabe- bzw. Kühlbereich getrennt. Der Bereich des Mischbehälters 1,
2, über den sich der Mischgutzulauftrichter 4 in Längsrichtung erstreckt, bildet
die Eingangszone A für die Fasern. Die in diesem Bereich angeordneten Mischwerkzeuge
14' sind ähnlich wie Axialturbinenschaufeln ausgebildet, die den durch den Mischgutzulauftrichter
zugeführten Fasern radiale tangentiale und axiale Impulse erteilen und dadurch für
den Aufbau eines ringförmigen Wirbelbettes sorgen. Der Längenbereich des Mischbehälters
1, 2, über den Leimschleuderrohre 17 auf der hohlen Mischwerkswelle 7 angebracht
sind, bildet die Leimzugabezone B. Der sich anschließende Bereich, in dem Mischwerkzeuge
14 vorgesehen sind, ist die Nachmischzone C. Dem Mischgutzulauftrichter 4 ist luftdicht
eine Förderleitung 25 vorgeschaltet und dem Mischgutauslauftrichter 5 ist ebenfalls
luftdicht eine Förderleitung 2D' nachgeschaltet, d. h. der Mischbehälter 1, 2 ist
Teil der Förderleitung 23, 23'. Alternativ oder gegebenenfalls auch kumulativ ist
auf der Mischgutzulaufseite, d. h.
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in der Förderleitung 23 ein Druckgebläse 24 bzw. in der Förderleitung
23' ein Sauggebläse 25 vorgesehen, durch das die zu beleimenden Fasern in einem
Luftstrom durch die Leitung 23, den Mischbehälter 1, 2 und die Förderleitung 23t
geblasen werden. Der Transport der Fasern im Luftstrom erfolgt hierbei in stark
aufgelockerter Form, d. h. die Fasern werden einzeln mit verhältnismäßig geringer
Dichte im Luftstrom gefördert. Beim Eintritt der Fasern durch den Mischgutzulauftrichter
in den Mischbehälter 1, 2 werden sie durch die Mischwerkzeuge 14' in der Eingangszone
A so stark beschleunigt, daß sie sich in Form eines
Mischgutringes
26 durch den Mischbehälter 1, 2 bewegen, wobei dieser Mischgutring 26 aufgrund der
starken Luftströmung und weiterer unten noch zu beschreibender Maßnahmen sehr aufgelockert
ist, d. h. die Fasern sind auch hier nur mit geringer Dichte vorhanden, so daß Verklumpungen
bzw. Zusammenballungen der Fasern praktisch ausgeschlossen sind.
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Auf der Mischwerkswelle 7 sind sich axial praktisch über deren volle
Länge erstreckende, radial gerichtete, als Ventilationsleisten 201 bzw. 201' dienende
Leisten angeschweißt, die - wie aus Fig. 2 ersichtlich - etwa rechteckigen, radial
gestreckten Querschnitt aufweisen. An diesen Ventilationsleisten 201 bzw. 201' sind
in der Eingangszone A die bereits beschriebenen Mischwerkzeuge 14' befestigt. In
der Leimzugabezone B und'der Nachmischzone C sind auf den Ventilationsleisten 201
bzw. 201' als Mischwerkzeuge 14 dienende, etwa radial angeordnete Mischstäbe befestigt,
die einen zylindrischen Abschnitt 2c2 und einen sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt
203 aufweisen, wobei diese beiden Abschnitte 202 und 20) etwa gleich lang sind.
Die Mischstäbe weisen an ihrem inneren Ende einen seitlich vorstehenden Bund 204
auf. Der kegelförmige Abschnitt 203 endet in sehr geringem Abstand von der Wand
des Innentroges 1.
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Bei der eine Ausführung darstellenden Ventilationsleiste 201 ist seitlich
eine Trägerleiste 205 mittels Schrauben 206 angeschraubt, die jeweils in einem sich
radial erstreckenden Langloch 207 in der Ventilationsleiste 201 geführt sind.
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Vom radial außenliegenden Ende der Ventilationsleiste 201 springt
ein nasenförmiger Vorsprung 208 über die Trägerleiste
205, wobei
zwischen diesem Vorsprung 208 und der radial außenliegenden Seite der Trägerleiste
205 auswechselbar ein als Doppelkeil ausgebildetes Distanzstück 209 angeordnet ist,
durch das die radiale Lage der Trägerleiste 205 nach außen fixiert wird.
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Unterhalb der Trägerleiste 205 ist ein Winkelprofil 210 mittels in
sich radial erstreckenden Langlöchern 211 gerührten Schrauben 212 radial verstellbar
an der Ventilationsleiste 201 angeschraubt. In der Trägerleiste 205 sind radiale
Bohrungen 213 angebracht, in denen die Mischstäbe praktisch spielfrei angeordnet
sind, wobei der Bund 204 an der Unterseite der Trägerleiste 205 anliegt.
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Der freie Schenkel des Winkelprofils 210 liegt unter dem mit dem Bund
204 versehenen zylindrischen Abschnitt 202 des Mischstabes, so daß diese nicht beim
Stillstand der Maschine radial nach innen rutschen können. Durch die geschilderten
Maßnahmen kann die radiale Lage der Mischstäbe und damit deren lichter Abstand von
der Innenwand des Innentroges 1 sehr fein eingestellt werden.
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Bei der anderen Ausführung der Ventilationsleisten 201' sind Trägerleisten
2o5' auf der radial außen liegenden Seite der Ventilationsleisten 201' mittels Schrauben
214 befestigt. In diesen Trägerleisten 205 sind ebenfalls sich radial erstreckende
Bohrungen 213 angeordnet, in denen die Mischstäbe praktisch spielfrei gehalten werden.
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Der Bund 204 jedes Mischstabes liegt an der Unterseite der Trägerleiste
205' an. Zur radialen Verstellung der Mischstäbe können zwischen der radial außen
liegenden Seite der Ventilationsleiste 201t und der zugewandten Seite der Trägerleiste
205' leistenförmige Distanzstücke 215 angeordnet werden.
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Die Ventilationsleisten 201 bzw. 201' sind in gleichen Winkelabständen
voneinander auf dem Umfang der Mischwerkswelle 7 angeordnet, wobei es sich als zweckmäßig
herausgestellt hat, daß etwa sechs derartige Ventilationsleisten 201 vorgesehen
sind.
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In der Leimzugabezone B sind zwischen den Ventilationsleisten 201
bzw. 201' sich über die Länge der Leimzugabezone B erstreckende Leisten 216 an der
Mischwerkswelle 7 angeschweißt, die mit durchgehenden, sich auch durch die Mischwerkswelle
7 erstreckenden Bohrungen 217 versehen sind. Durch diese Bohrungen 217 wird der
Leim aus der hohlen Mischwerkswelle 7 den Leimschleuderelementen 17 zugeführt, die
grundsätzlich gleichartig ausgebildet sind, wie die Mischstäbe, d. h. sie weisen
einen zylindrischen Abschnitt 202' und einen sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt
203' und einen Bund 204' auf. Sie sind in Bohrungen 218 einer Halteleiste 219 koaxial
zu den Bohrungen 217 gehalten, die auf der Leiste 216 in gleicher Weise erhalten
ist, wie die Trägerleiste 205' auf der Ventilationsleiste 201'. In dem zylindrischen
Abschnitt 202' jedes Leimschiuderelementes 17 sind zwei nach außen in ihrer Tiefe
abnehmende Nuten 220 angebracht, deren Tiefe am Bund 204' so groß ist, daß die Nuten
in Verbindung mit der Bohrung 217 stehen (siehe Fig. 3). Die Nuten sind in Drehrichtung
27 gesehen seitlich an den Leimschleuderelementen angebracht. Aufgrund des hohen
Zentrifugaldruckes des Leims bei der vorausgesetzten extrem hohen Drehzahl, die
das 20 bis 4o-fache der kritischen Drehzahl beträgt, wird der Leim durch die Bohrung
217 in die Nuten 220
gedrückt und fließt durch die Nuten 220 nach
außen. Da der Leim lediglich in Form eines Films durch die Nuten 220 fließt, sind
die Adhäsionskräfte größer als die tangential wirkenden Trägheitskräfte der einzelnen
Leimtröpfchen.
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Aufgrund der vorhandenen Luftströmungen wird aber ein Teil des Leims
auf dem Weg nach außen über die in Drehrichtung 27 hinten liegenden Kanten 221 der
Nuten 220 abgerissen, so daß insgesamt eine Leimverteilung erreicht wird, die der
lokalen Faserkonzentration entspricht.
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Mit anderen Worten heißt dies, daß in den nahe der Mischwerkswelle
7 liegenden Bereichen, wo verhältnismäßig wenig Fasern vorhanden sind, relativ wenig
Leim abgegeben wird, während in den weiter außen zur Mischbehälterinnenwand hin
gelegenen Bereichen, wo die Faserkonzentration größer ist, mehr Leim abgegeben wird.
Hierdurch wird eine außerordentlich gleichmäßige Verteilung des Leims auf die einzelnen
Fasern erreicht.
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Ergänzend sei noch hinzugefügt, daß die obengeschilderte Kühlung der
Mischwerkswelle 7 nicht unbedingt notwendig ist, da sich gezeigt hat, daß die Fasern
praktisch nicht an die Mischwerkswelle herankommen, so daß auch nicht die Gefahr
von Leimanpackungen an der Mischwerkswelle 7 besteht.
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- Ansprüche -