DE2510767A1 - Gerbmaschine - Google Patents

Description

11. März 1975 Sg-Is

TENERIA CONTIIJENTAL S.A.,

Calle Tecpatl 2o2, Mexico 16, D.F.

Gerbmaschine

Die Erfindung betriffc eine Gerbmaschine zur Behandlung von Häuten, Fellen und dgl., mit einer rotierenden Trommel zur Aufnahme des Gerbgutes und einer Gerbflüssigkeit.

Es ist bekannt, zum Gerben von Fellen und Häuten Gerbfässer, Trommeln oder Mischer zu vorwenden, in denen die Leder von der Gerbflüssigkeit umspült werden. Die Leder werden durch Zapfen, Haken, Schaufeln oder Spiralen, die von der Gefäßwand abstehen, beim Drehen des Gefäßes mechanisch bewegt bzw. umgewälzt. Die von der Wand des rotierenden Behälters abstehenden Teile können das Gerbgut beschädigen. Außerdem ist mit den bekannten Maschinen in aller Regel nur Chargenbetrieb möglich, d.h. die Gerbflüssigkeit muß, ebenso wie das Gerbguti bei einem kurzen Stillstand des Behälters

509883/0616 _ ₂ _

abgelassen und ersetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gerbmaschine zu schaffen, die eine schonende Behandlung des Gerbgutes bei starker Bewegung in der Gerbflüssigkeit gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Trommel mindestens eine Agitationskammer aufweist, deren Außenwand, im Trommelquerschnitt gesehen, im wesentlichen spiralförmig verläuft und an ihrem inneren Ende mit einer Kante abbricht.

Bei einer derartigen Gerbmaschine werden keine mechanischen Mitnehmer benötigt, die an den Lederteilen angreifen, wie bei den bekannten Einrichtungen. Die Agitation erfolgt dadurch, daß die spiralförmige Trommelwand im Drehsinne einer Abwicklung der Spirale gedreht wird, wobei das Gerbgut, das beispielsweise in der innersten Windung der Spirale herumrollt, bei jeder Umdrehung einmal über die innere Endkante der Spirale rollt. In dieser Phase der Drehung strömt auch die Gerbflüssigkeit, die sich zuvor im Bereich der inneren Windung befunden hatte, über die Endkante hinweg in den Spiralgang hinein. Hierbei entsteht eine starke Strömung und Verwirbelung und somit eine heftige Umspülung des Gerbgutes. Im weiteren Verlauf der Drehung ströTit die Gerbflüssigkeit wieder aus dem Spiralgang heraus in den Zentralbereich der Spirale ein, wobei das Gerbgut erneut von einer heftigen Strömung umspült wird, bis es schließlich ebenfalls in den Zentralraum zurückkehrt.

509883/0616

Ein besonderer Vorteil der spiralförmigen Ausbildung der Agitationskammer besteht in der Möglichkeit der einfachen Entleerung. Die Trommel braucht lediglich in Gegenrichtung zur normalen Betriebsdrehung gedreht zu werden, also im Sinne einer Aufwicklung der Spirale. Dabei nimmt der Spiralgang selbsttätig das gesamte Gerbgut, das sich infolge seines Gewichtes immer im unteren Bereich der Trommel aufhält, auf und leitet es im weiteren Verlauf der Drehung bis zum äußeren Ende der Spirale, wo es aus der Trommel herausfällt. Zum Entladen der Trommel genügt also eine einfache Drehrichtungsumkehr.

Zweckmäßigerweise besteht die Agitationskammer aus zwei koaxialen Zylindern, deren Wände durch ein im wesentlichen tangential zum inneren Zylinder verlaufendes Verbindungsstück ineinander übergehen, wobei der äußere Zylinder oberhalb des Verbindungsstückes und der innere Zylinder unterhalb des Verbindungsstückes offen ist. Diese Ausführung hat sich in fertigungstechnischer Hinsicht als günstig erwiesen, weil die Trommel aus zwei Zylindern hergestellt werden kann, die lediglich jeweils auf einem Teil ihres Umfangs in Längsrichtung aufgeschnitten und an den Schnittkanten durch ein Verbindungsstück' miteinander verbunden sind. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Außenwand der Trommel insgesamt zylindrisch ist, so daß es konstruktiv leicht möglich ist, mehrere Agitationskammern zu einer einzigen Trommel zu vereinigen.

Der Winkelbereich, über den sich die spiralförmige

509883/0616 " ⁴ "

Außenwand der Agitationskammer erstreckt, muß so bemessen sein, daß das Austreten von GerbfLüssigkeit während des normalen Betriebes durch den Spiralgang hindurch vermieden wird. Ein Winkelbereich von 630⁰ hat sich als zweckmäßig erwiesen, jedoch könnte auch bereits ein Winkelbereich von 5^0° streichend sein.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Agitationskammern mit im wesentlichen spiralförmigen Außenwänden nebeneinander angeordnet und ihre Außenwände bzw. deren äußere und innere Endkanten

oder unffle"Lehen

sind jeweils in gleicntnyWinkelabständen gegeneinander versetzt. Dabei stehen die Agitationskammern sämtlich miteinander in Durchflußverbindung. Durch die Staffelung der Endkanten über den Winkelbereich einer Umdrehung erreicht man, daß das Gerbgut und die Gerbflüssigkeit in den einzelnen Agitationskammern die jeweiligen Endkanten zeitlich gestaffelt passiert, so daß die starken Strömungen und Verwirbelungen in den Agitationskammern zeitlich gegeneinander versetzt erfolgen. Hierdurch entstehen zusätzliche Strömungen von einer Agitationskammer zur anderen in Längsrichtung der Trommel.

Bei der erfindungsgemäßen Gerbmaschine kann die Gerbflüssigkeit in einem geschlossenen Umlaufsystem enthalt 3n sein und während des Betriebes der Trommel zugeführt und aus dieser abgeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Trommel vor den Agitationskammern eine Einlaßkammer aufweisen, in die eine Flüssigkeitsleitung hineinführt und die über eine durchlässige Wand mit den Agitationskammern in Verbindung steht. Die

509883/0616 - 5 -

Zufuhrung der Gerbflüssigkeit zu der drehenden Trommel erfolgt zweckmäßigerweise durch eine hohle Welle hindurch oder über eine Ringnut.

Hinter den Agitationskammern kann in der Trommel eine Auslaßkammer vorgesehen sein, die über eine durchlässige Wand mit den Agitationskammern in Verbindung steht. Aus der Auslaßkammer wird die Gerbflüssigkeit dosiert abgepumpt. Zum Pumpen kann man eine separate volumetrische Pumpe verwenden oder die Auslaßkammer selbst als Pumpe ausbilden, indem man in ihr eine Are Schöpfrad anbringt, das bei Jeder Umdrehung eine bestimmte Menge Gerbflüssigkeit in die Auslaßleitung einfüllt.

Die erfindungsgemäße Gerbmaschine gewährleistet eine schonende Lederbearbeitung unter Vermeidung jeglicher mechanischer Beanspruchung. Da die Lederbearbeitung ausschließlich durch Erzeugung starker Strömungen und Verwirbelungen erfolgt, kommt das Gerbgut mit mechanischen Teilen praktisch überhaupt nicht in Berührung. Der Verschleiß der Maschine ist daher außerordentlich gering.

Der praktische Einsatz der Maschine hat ferner gezeigt, daß die für dfe Trommeldrehung benötigte Energie wesentlich geringer ist als bei den bekannten Gerbfässern oder Mischern vergleichbarer Größe. Die Energieersparnis beträgt zwischen-25$ und 75$ ·

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel

509883/0616 ~ ⁶ "

näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematise*! eine Seitenansicht der Maschine, teilweise geschnitten,

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Agitationskammern,

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer Agitationskammer,

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die Einlaßkammer entlang der Linie IV-IV der Fig. 1, und

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Auslaßkammer entlang der Linie V-V der Fig. 1.

Wesentlichster Bestandteil der dargestellten Gerbmaschine ist die Trommel 10, die an einem stirnseitigen Ende die Einlaßkammer 11, daneben die Agitationskammern 12 und schließlich die stirnseitige Auslaßkammer 13 enthält. Die Trommel 10 kann beispielsweise einen Durchmesser von 1 m bis 4"m aufweisen. Sie ist mit horizontaler Achse gelagert, wobei die Achswellen 14, 15 hohl ausgebildet sind, um Gerbflüssigkeit in die Trommel hinein oder aus ihr herauszuleiten. An den Achswellen 14, 15, die in Lagern 16 gelagert sind, ist jeweils ein Ringnut sy s tem 17 zum Zuführen bzw. Abführen von Gerbflüssigkeit vorgesehen.

Die Gerbflüssigkeit wird in dosierter Menge durch die Auslaßleitung 18 aus der Trommel 10 abgeführt und einem Behälter 19 zugeleitet, in welchem beispielsweise

509883/0616

eine Erwärmung der Gerbflüssigkeit oder eine pH-Wert-Regulierung vorgenommen wird. Von dem Behälter I9 aus wird die Gerbflüssigkeit von einer (nicht dargestellten) Pumpe der Einlaßleitung 20 zugeführt, die durch die hohle Achswelle 14 hindurch in die Einlaßkammer 11 der Trommel führt.

Der beschriebene Kreislauf der Gerbflüssigkeit wird während der gesamten Behandlungsdauer, die beispielsweise 5 bis 6 Stunden betragen kann, aufrechterhalten. Die Trommel 10 rotiert dabei mit einer Drehzahl von z.B. 2 U/min.

Den wichtigsten Bestandteil der Trommel 10 bilden die Agitationskammern 12, von denen vier nebeneinander angeordnet sind. Die Querschnittsform der Agitationskammern ergibt sich aus Fig. 2 und 3· Es sind zwei koaxiale Zylinder 21, 22 vorgesehen, von denen der äußere Zylinder 21 ein Stück der äußeren Trommelwand bildet. Die beiden Zylinder 21 und 22 sind jedoch nicht vollständig geschlossen, sondern an ihrem Umfang jeweils unterbrochen, Die Wand des äußeren Zylinders 21 geht über ein Übergangsstück 23 etwa tangential in die Wand des Innenzylinders über, so daß sich in dem Zwischenraum zwischen den beiden Zylindern 21, 22 ein ringförmiger bzw. spiralförmiger Gang 24 ergibt, der an der öffnung 25 des Außenzylinders beginnt und an der öffnung 26 des Innenzylinders endet. Die öffnung 25 liegt oberhalb des Übergangsstückes 2J und die öffnung 26 liegt unterhalb des Übergangsstückes 23, erstreckt sich jedoch über einen Winkelbereich von ca. 90 ·

509883/0616

Während der innere Zylinder 22 an den Stirnseiten offen ist, befinden sich längs des spiralförmigen Ganges 24 seitliche Begrenzungswände. An der inneren Endkante der nahezu spiralförmigen Wand befindet sich eine Verstärkungsleiste 27.

Während des Betriebes dreht sich die Trommel in Richtung des Pfeiles 28, d.h. in Abwickelrichtung der spiralförmigen Wand. Die Gerbflüssigkeit und das Gerbgut befinden sich im Inneren der Agitationskammer und bei der Trommelstellung gemäß Fig. 3 speziell im Inneren des inneren Zylinders 22. Dreht sich die Trommel in Richtung des Pfeiles 28, dann stürzen Gerbflüssigkeit und Gerbgut über die Kante 27 in den Spiralgang 24 hinein. Im Zuge der Weiterdrehung findet eine Gegenströmung in Rückwärtsrichtung statt, wobei das Gerbgut abermals heftig umspült und durchmischt wird. Die Durchmischung und Behandlung erfolgt bei der erfindungsgemäßen Gerbmaschine aufgrund der unterschiedlichen Gefälle, die sich beim Drehen ergeben. Die Gefälle sind abhängig von dem Durchmesserunterschied des inneren und äußeren Zylinders, deren Bemessung im einzelnen von der angestrebten Durchmischungskraft abhängt.

Soll die Maschine entleert werden, dann wird sie in Gegenrichtung gedreht, wodurch der Inhalt in den Spiralgang 24 gelangt und, jeweils am Boden liegend, aus der öffnung 25 herausfällt, wenn diese die tiefste Stellung erreicht hat.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Agitationskammern 12 nebeneinander angeordnet,

509883/0618 . - 9 -

die sämtlich mit ihren Innenräumen in Durchflußverbindung stehen. Die öffnungen 25 sind im Winkel gegeneinander versetzt und gleichmäßig über den gesamten Umfangsbereich von 360⁰ verteilt.

Die Innenwand der Einlaßkammer 11 ist aus Fig. 4 zu ersehen. Sie besteht aus einer gelochten Platte 30 im Flächenbereich des Innenzylinders 22 der angrenzenden Agitationskammer und einem die Lochplatte 30 umgebenden geschlossenen Ring 3I, der die Wand des angrenzenden spiralförmigen Kanals 24 bildet. Die Lochplatte JO besitzt Verstärkungsstreben 32.

Die Innenwand der Auslaßkammer IjJ geht aus Fig. 5 hervor. Auch sie besteht aus einer Lochplatte 33, die von einem geschlossenen Ring 34 umgeben ist, der die Trennwand zu dem benachbarten spiralförmigen Kanal 24 bildet. Der Außenzylinder 35 ist geschlossen und bildet einen Bestandteil der Trommel wand, der Innenzylinder J>6 ist dagegen auf einem Teil seines Umfangs bei 37 eröffnet. Eine radiale Trennwand 38 geht etwa von der Trommelachse nach außen und bildet die eine Begrenzung der öffnung 37· Auf der anderen Seite begrenzt sie einen radialen Kanal 39j der in den zwischen den beiden Zylindern 35 und 36 gebildeten Ringraum 4O einmündet.

Dreht sich die Trommel in Richtung des Pfeiles 28 (Fig. 5), dann sammelt sich ein Teil der durch die Lochplatte 33 aus den Agitationskammern in die Auslaßkammer 13 eingeströmten Gerbflüssigkeit im unteren Teil des Ringraumes 40. Bei der Weiterdrehung stößt die Gerbflüssigkeit gegen die Wand 38 und wird schließlieh in

509883/0616 ~¹⁰~

- ΪΟ -

den Kanal 59 geleitet, der sie zur Trommelachse leitet, wo sie durch die Auslaßleitung 18 abgeführt wird. Der Ringraum 40 hat also die Funktion einer Schaufel, die bei jeder Umdrehung eine bestimmte Plussigkeitsmenge aus der Trommel hinausleitet.

Die erfindungsgemäße Gerbmaschine kann aus den verschiedensten Materialien gefertigt v/erden, beispielsweise aus Holz, Metall oder Kunststoff. Es kommt in erster Linie auf die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen die Gerbflüssigkeit und die Häute und Felle an, da din mechanische Beanspruchung gering ist und die Durchmischung lediglich durch Wechsel des Gefälles zustande kommt. Türen oder andere bewegliche Teile sind nicht erforderlich, da das Beladen und Entladen durch die öffnungen 25 hindurch erfolgen kann.

Das Kreislaufsystem, das bei der Drehung der Trommel automatisch arbeitet, kann die Gerbflüssigkeit außerhalb der Maschine in ihren chemischen oder physikalischen Eigenschaften, gegebenenfalls in Anpassung an die jeweilige Phase des Bearbeitungsprozesses, während des Betriebes verändern.

Die Struktur der Trommel ist vorzugsweise selbsttragend, was sich durch die koaxial angeordneten Zylinder leicht erreichen läßt.

509883/0616

Claims (9)

1. Ansprüche

   Gerbmaschine zur Behandlung von Häuten, Fellen, und dgl., mit einer rotierenden Trommel zur Aufnahme des Gerbgutes und einer Gerbflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) mindestens eine Agitationskammer (12) aufweist, deren Außenwand, im Trommelquerschnitt gesehen, im wesentlichen spiralförmig verläuft und an ihrem inneren Ende mit einer Kante abbricht.
2. 2. Gerbmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agitationskammer (12) aus zwei koaxialen Zylindern (21, 22) besteht, derenVdände durch ein im wesentlichen tangential zum inneren Zylinder (22) verlaufendes Verbindungsstück (23) ineinander übergehen, und daß der äußere Zylinder (21) oberhalb des Verbindungsstückes und der innere Zylinder (22) unterhalb des Verbindungsstückes offen ist.
3. 3. Gerbmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die spiralförmige Außenwand sich über einen Winkel von ca. 630⁰ erstreckt.
4. 4. Gerbmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Agitationskammern. (12) mit im wesentlichen spiralförmigen Außenwänden nebeneinander angeordnet sind, und daß ihre Außenwände bzw. deren äußere und innere Endkanten jeweils in gleichen oder ungleichen

   509883/0616 __x2-

   Winkelabständen gegeneinander verseift sind.
5. 5. Gerbmaschine nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichnet, daß die Agitationskammern (12) sämtlich miteinander in Durchflußverbindung stehen.
6. 6. Gerbmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossenes Umlaufsystem für die Gerbflüssigkeit vorgesehen ist, und daß sich an einer Stirnseite der Trommel (10) ein Flüssigkeitseinlaß (20) und an der anderen Stirnseite ein Flüssigkeitsauslaß (18) befindet.
7. 7· Gerbmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel vor den Agitationskammern (12) eine Einlaßkammer (11) vorgesehen ist, in die eine Flüssigkeitsleitung (20) hineinführt und die über eine durchlässige Wand (JO) mit den Agitationskammern (12) in Verbindung steht.
8. 8. Gerbmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel (10) hinter den Agitationskammern (12) eine Auslaßkammer (13) angeordnet ist, die über eine durchlässige Wand (33) mit den Agitationskammern (12) in Verbindung steht.
9. 9. Gerbmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (13)*

   509883/0616

   im Querschnitt gesehen, eine Innenwand (36) aufweist, die sich nur über einen Teil des Umfangs erstreckt und mit einer Kante endet, daß die Stirnwand der Auslaßkammer nur im Bereich innerhalb der Innenwand durchlässig ist, und daß das innere Ende des zwischen der Innenwand (36) und der Außenwand (35) gebildeten Kanals (4o) mit der Auslaßleitung (l8) in Verbindung steht.

   509883/0616