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Wilhelm Lödige
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Elsener Strasse 9c 4790 Paderborn Fritz Zödige Leuschner Strasse 12
4790 Paderborn Josef Lücke Forellenturm 4791 Lichtenau Nr. 123 Vorrichtung zum Benetzen
pulverförmiger bis körniger Schüttgüter mit Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Benutzen pulverförmiger bis körniger und/oder fasriger Schüttgüter
mit FlüsstSeit, zfie z.B. Holzspäne mit Leimusw.,mit wenigstens einer zylindrischen
Kammer, in der auf der Mischerwelle angeordnete Mischwerkzeuge umlaufen, die mit
ihrem radial äußeren Teil in das sich wenigstens annähernd ringförmig längs der
zylindrischen Kammer bewegende Mischgut eintauchen und bei der die Flüssigkeit über
mindestens eine wenigstens annähernd radial angeolædnete beitalg zugeführt ist,
wobei mindestens ein Mischwerkzeug einen auf der Mischerwelle angeordneten radialen
Schaft und-einen daran anschließenden Kopfteil aufweist, der in bezug auf die radiale
Achse des Schaftes in Umlaufrichtung des Mischwerkzeuges nach vorne gerichtet ist.
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Bei bekannten Mischern dieser Art (OS ? 113 960) sind die Mischwerkzeuge
schaufelartig ausgebildet, wobei der radial äußere Teil des schaufelartigen Mischwerkzeuges
in Umlaufrichtung des Mischwerkzeuges nach vorne geneigt ist. Bei diesen bekannten
Mischwerkzeugen ist der Schaft
vom Kopfteil des Mischwerkzeuges
abgesetzt, wodurch in Verbindung mit dem in Drehrichtung nach vorne geneigten Kopfteil
ein Vorlauf des radial äußeren Kopf-Endes gegenüber dem radial inneren Teil des
Mischwerkzeuges gegeben ist. Infolge der schaufelartigen Gestalt des radial äußeren
Kopfteiles wird jedoch das Mischgut, insbesondere wenn es sich um Schneidspäne für
die Spanplattenherstellung handelt, mechanisch relativ stark beansprucht, so daß.
es zu Quetschungen und starker Reibung der Späne und damit zur Zerstörung der Spanstruktur
kommt. Die Zerstörung des Mischgutes, insbesondere von Schneidspänen führt jedoch
zu qualitativ minderwertigen Spanplatten, da der flächige Verbund der einzelnen
Späne bei entsprechender 2erkrümelung der Späne nicht mehr Bie e- und besteht und
damit die Querzugfestigkeit stark beeinträchtigt ist. Die bei bekannten Vorrichtungen
entstehende große - - - - - zt1 iiohen und Reibung zwischen Spanen und Mischwerkzeugen
Suhrt zu einer/ unerwünschten Erwärmung der Späne und der Mischwerkzeuge, was wiederum
den Leimansatz an den Mischwerkzeugen bzw.
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ar. der Innenrand der Mischkammer und dle unerv schte Veränderung
der Spanstruktur begünstigt.
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Dies gilt insbesondere im Bereich der sogenannten Benetzungszone der
Vorrichtung, in der außer den MischzYerkzeugen auch Flüssigkeitszugabeleitungen
angeordnet sind. Solche Flüssigkeitszugabeleitungen können als Flüssigkeitszugaberöhrchen
auf der hohlen Mischerwelle angeordnet sein-und mit dieser rotieren oder als stillstehende
Röhrchen von außen durch die zylindrische Mischkammerwandung hindurch geführt sein
und mit ihren Austrittsöffnungen in den Mischgutring ragen. Bei den bekannten Mischvorrichtungen
ist zwar vorgesehen, daß
die Mischwerkzeuge in radialer Richtung,
also zur Innen--wand der Mischkammer hin und/oder um ihre radiale Ltiingsachse,
also in ihrem Anstellwinkel, also in Axialrichtung des Mischers verstellbar sind;
sie sind jedoch nicht so ausgebildet, daß sie aufgrund ihrer Form eine definierte
Beeinflussung des Mischgutdurchlaufs im Sinne eines gleichmäßigen und schnellen
Aufbaues des Gutringes und seiner Dicke und/oder einer erwünschten Durchlaufgeschwindigkeit
des Mischgutringes innerhalb bestimmter Zonen der Mischkammer bzw. den Füllungsgrad
insgesamt bzw, der Ringdicke innerhalb einzelner Zonen ermöglichen, Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden,
daß das zu benetzende und/oder zu mischende Gut schonend und ohne Zerstörung seiner
Struktur bei geringster Reibung und Agglomeratbildung den Mischer durchlaufen kann
und dabei die gleichen Mischwerkzeuge zur definierten, d.h. vorbestimmbaren Beeinflussung
der Ringbildung und/oder der Verweilzeit d.h. Füllgrad des Gutes innerhalb der Zonen
des Mischers eingesetzt werden können, ErfindungsgemEß wird dies bei einer Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß der Kopfteil des Mischwerkzeuges
eine von seinem Schaft ausgehende stetige Verjüngung seines Querschnittes aufweist
und bis in eine Spitze ausläuft und daß der Kopfteil mit dem Schaft einen Winkel
von etwa 1000 bis 1800, vorzugsweise 1350 bis 1650 einschließt. Dabei ist mindestens
der Werkzeugkopf des Mischwerkzeuges hohl ausgebildet und von kreisringförmigen,
ovalen oder dreieckförmigen Querschnitt.
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Um möglichst genau vorbestimmbare seitwärts gerichtete Mischgutströme
an der in Drehrichtung des Mischwerkzeuges vorne liegenden Oberfläche des Werkzeugkopfes
zu erhalten
sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die
in Drehrichtung vorne liegenden Oberflächen des Werkzeugkopfes, also die an der
Brustseite befindlichen Flächen, durch zwei im Winkel zueinander liegenden Arbeitsflächen,
die bogenförmig oder plan verlaufen können, gebildet, Weiterhin ist der Schaft des
Mischwerkzeuges mit einem Gewinde versehen, wobei der Schaft selbst eine gegenüber
dem Kopfteil größere Querschnittsdicke hat. Die erfindungsgemäßen Mischwerkzeuge
können erfindungsgemäß mit ihrem konisch verjüngten zu einer Spitze auslaufenden
Kopfteil in jede gewünschte Winkellage (Schräglage) zu einer durch ihren Schaft
gelegten Radialebene eingestellt werden. Hierdurch werden sowohl die Eingriffs verhältnisse
des konisch oder spitz tütenartig in Drehrichtung nach vorne weisenden Kopfteiles
als auch die durch die Ausbildung der Brustfläche des Mischwerkzeuges beim Durchgang
entstehenden zur Seite hin abgelenkten Mischgut-Teilströme in gewünschter Weise
beeinflußt.
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Die erfindungsgemäße Gestaltung des Mischwerkzeuges, die auch als
schnabelförmig bezeichnet werden kann, ist nicht nur für Vorrichtungen in die der
Leim von innen her über eine Hohlwelle zugeführt wird (Innenbeleimung), sondern
insbesondere auch für solche, in die der Leim durch die Wandung, von außen her zugeführt
wird (sogenannte Außenbeleimung) geeignet, da Anstellungen der Mischwerkzeuge innerhalb
der Benetzungs- bzw. Beleimungszone gewählt werden können, die im Austrittsbereich
der Flüssigkeit aus den Flüssigkeitszugaberohren den an den Brustflächen abgelenkten
Mischgutteilstrom unmittelbar beaufschlagen.
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Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben s ich aus
der Beschreibung, den Zeichnungen der
Ausführungsbeispiele sowie
aus den Ansprüchen. Es zeigen: Fig. 1 einen Teil-Axialschnitt durch eine Vorrichtung
mit Zufuhr der Flüssigkeit von außen durch den Zylindermantel und den erfindungsgemäß
ausgebildeten Mischwerkzeugen, Fig. la einen Radialschnitt gemäß Linie I - I durch
Fig. 1, Fig. 2 bis 4 verschiedene Ausführungen eines Mischwerkzeuges gemäß der Erfindung,
Fig. 5 bis 10 zeigen verschiedene Querschnitte gemäß Linie II - II durch den Kopfteil
eines Mischwerkzeuges nach Fig. 2, zwischen jeweils 2 Flüssigkeitseinlaufrohren,
Fig. 11 bis 15 verschiedene mögliche Anordnungen und Einbaulagen der erfindungsgemäß
ausgebildeten Mischwerkzeuge, in Draufsicht, wobei die Fig. 12 bis 15 die Endungen
der Flüssigkeitszugaberohre zeigen, Fig. 16 zeigt einen Radialschnitt durch Mischkammer
und Mischerwelle bei Anordnung von drei erfindungsgemäß ausgebildeten Mischwerkzeugen
in einer Radialebene, Fig. 17 zeigt einen Radialschnitt durch einen Mischer mit
Außenbeleimung, wobei zwei sich gegenüber liegende axial versetzt angeordnete erfindungsgemäße
Mischwerkzeuge vorgesehen sind, Mischerwelle und ein Mischwerkzeug sind im Schnitt
gezeichnet.
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Fig. 18 zeigt eine bevorzugte Dimensionierung eines Mischwerkzeuges
im Radialschnitt, Fig. 19 ist eine Draufsicht auf dieses Mischwerkzeug entsprechend
Fig. 18,
Die in Fig. 1 im Längsschnitt schematisch dargestellte
Vorrichtung hat eine zylindrische Kammer 1 in welcher zentral eine Hohlwelle 5 umläuft,
durch deren Hohlraum die dem Gut beizugebende Flüssigkeit, beispielsweise Leim und/oder
Kuhlflüssigkeit für die auf der Hohlwelle befestigten Werkzeuge geleitet wird, Im
Ausführungsbeispiel der Fig, 1 wird über die in der Hohlwelle befindliche Leitung
17 Kühlflüssigkeit zu den auf der Hohlwelle einstellbar angeordneten Mischwerkzeugen
2 geleitet.
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Das zu mischende Gut gelangt über den Guteinlauf 8 in Richtung Pfeil
Z, also annähernd radial zur Welle 5 in die sogenannte Einhol- bzw. Einwurfzone
11. In diesem Bereich ist auf der Welle mindestens ein Einhol- bzw. Einwurfwerkzeug
10, im Ausführungsbeispiel sind zwei solche Werkzeuge 10 vorgesehen; an Stelle des
Werkzeuges 10 kann auch das erfindungsgemäße Werkzeug 2' vorgesehen werden. Die
Werkzeuge erfassen das in einem kontinuierlichen Strom in Richtung Pfeil Z ankommende
Mischgut und erteilen ihm eine Bewegungskomponente in Richtung der Achse der Welle
5. Das Mischgut gelangt so in den Bereich von mit der Welle 5 rotierenden Ringbildungswerkzeugen
2", von denen in Fig. 1 nur drei dargestellt sind, Diese Rings bildungswerkzeuge
sollen den umge lenkten Gutstrom weiter vergleichmäßigen, so daß er in einem möglichst
gleich dicken Materialring schraubenlinienförmig längs der zylindrischen Wandung
1' der Kammer l in Richtung auf die Benetzungszone 12 strömt. Die an die Einholzone
11 anschließende Zone, in welcher diese Ringbildung erfolgt, wird als Übergangs-
oder Rirgbildungszone 11' bezeichnet, an die sich die eigentliche Benetzungszone
anschließt. Wenn es sich bei der Vorrichtung um eine solche zum Beleimen von Spänen
für die Spanplattenindustrie handelt, wird die Benetzungs- oder
Flüsigkeitszugabezone
12 auch kurz als Beleimungszone 12 bezeichnet. Hier schließt sich eine Nachmischzone
13 an, die in eine Auslauf zone 14, in welcher der eigentliche utausiau?iiegt übergeht.
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In der Übergangszone (Ringbildungszone) 11', der Flüssigkeitszugabezone
12 und der Nachmischzone 13 sowie gegebenenfalls in der Auslauf zone 14 sind erfindungsgemäß
ausgebildete Mischwerkzeuge in erfindungsgemäßer Weise angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 wird die zuzugebende Flüssigkeit von außen über FlüssigkeitszuSuhrleitungen
6, 6', 6'' zugeführt, wobei diese Leitungen 6.
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6', 6" durch die Zylinderwandung 1' der zylindrischen Kammer 1 hindurch
ragen und mit ihren Austrittsöffnungen 6a unmittelbar in den Mischgutring 4 eintauchen,
der sich schraubenlinienförmig entlang der Innenseite der Wandung 1' bewegt. In
Fig. 1 ist eine besonders bevorzugte Anordnung der Flüssigkeitszufuhrleitungen 6,6t,
6" dargestellt. Bei dieser werden die genannten Leitungen 6, 6', von von unten her
durch die 'm-ylinderwandung 1' hindurchgeführt, so daß die Flüssigkeit mit leichtem
Druck entgegen der Schwerkraftwirkung in den Mischgutring 4 gelangt.
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An Stelle der im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 dargestellten Zufuhr
der Flüssigkeit von außen durch die Zylinderwandung 1 hindurch kann die Erfindung
auch in gleicher Weise bei Flüssigkeitszufuhr von innen her verwirklicht werden,
bei der auf der rotierenden Mischerwelle Flüssigkeitszugaberohre fest angeordnet
sind, durch welche die Flüssigkeit infolge Zentrifugaiwirkung in den Mischgutring
geleitet wird.
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In den Fig. 2 bis 4 und 18, 19 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Mischwerkzeuge 2 dargestellt. Diese Mischwerkzeuge 2 haben
einen mit Außengewinde 7 versehenen Schaft 2a, der in einen Kopf 2b (Kopfteil) übergeht.
Der Kopfteil 2b weist eine vom~Schaft 2a ausgehende stetige VerJüngung seines Querschnittes
auf und läuft in eine Spitze 2c aus, wobei der Kopfteil 2b mit dem Schaft 2a einen
Winkel von etwa 1000 bis 1800, vorzugsweise jedoch 1300 bis 1800 einschließt. Das
erfindungsgemäße Mischwerkzeug escniossenen ist in seinem Kopfteil etwa nach Art
elnes/Vogel-Schnabels oder nach Art eines schräg verlaufenden Kegels ausgebildet,
wobei vorzugsweise die Spitze 2c abgerundet oder stumpf ausgebildet ist. Wenn die
Spitze 2c des konusartigen Kopfteiles 2b stumpf ausgeführt ist, kann sie etwa die
Form eines aus der Holzbearbeitung bekannten Stemmeisens haben. Es empfiehlt sich
weiter, die Spitze, insbesondere wenn sie abgestumpft ist, aus Hartmetall herzustellen,
wobei die Spitze in Richtung zur Drommelwand Berichtet ist.
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Das Mischwerkzeug 2, bestehend aus Schaft 2a und Kopf 2b ist mindestens
im Bereich des Werkzeugkopfes, vorzugsweise insgesamt hohl ausgebildet und hat eine
die Reibung des Materials mindernde Querschnittsform. Der Kopfteil ist ab eflacht
demgemäß kreisringförmig, oval oder dreieckförmig, vorzugsweise gleichschenklig
dreieckförmig im Querschnitt, wie dies in den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 bis
lo dargestellt ist.
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Das Mischwerkzeug rotiert mit der Hohlwelle 5 in unmittelbarer Nähe
der zylindrischen Wandung 1' in Richtung des
Pfeiles R, wobei die
Spitze 2c bei Abwinkelung des Kopfteiles 2b gegenüber dem Schaft 2a dem Mischwerkzeug
2 in dem Mischgutring 4 vorausläuft. Ist der Kopfteil 2b entsprechend Fig. 2, 3,
18, 19 gegenüber dem Schaft 2a in Drehrichtung R schräg nach vorn, also vorauseilend,
angeordnet, dann ist (vgl. Fig. 2, 3, 18) der Übergang 3 vom Schaft 2a in den Kopfteil
2b auf der vorderen Seite des Mischwerkzeuges 2 unstetig, d.h. winklig ausgebildet,
während der Übergang 3a auf der Rückseite H des Mischwerkzeuges stetig, also abgerundet,
ausgebildet ist.
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Nach den Zeichnungen der Fig. 5 bis lo, die einen Schnitt entsprechend
der Linie II-II der Fig. 2 durch den Kopfteil wiedergeben, hat dieser Kopfteil bei
Beibehaltung einer möglichst stromlinienförmigen Ausbildung in Drehrichtung R gesehen
an zwei der Vorderseite, der sogenannten Brustseite V /symmetrisch zur radialen
Mittelebene M-M liegende Arbeitsflächen V1, V1,.
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Bei kreisförmiger (Fig. 5), ovaler (Fig. 6, 7), stromlinien-oder tropfenförmiger
(Fig. 9) oder gleichseitig bzw. gleichschenklig dreieckförmiger (Fig. lo) Querschnittsform
des Kopfteiles 2b Nfi rd die Brustfläche V somit in zwei schräg d.h. il Winkel zueinander
liegende Brustflächenabschnitte V', V" aufgeteilt. Diese symmetrisch zur radialen
Mittelebene M-M und schräg zueinander (beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9, lo satteldachartig
schräg zueinander) liegende Flächen V', V" bilden Arbeitsflächen, die beim Durchflügen
des Spangutes~~ diesem eine ihrer Schräglage und Formgebung ihrer Oberfläche entsprechende
Bewegungskomponente erteilen. Infolge der schnellen Rotation wird somit das auf
die Vorderfläche V des schnabelförmigen Kopfteiles 2b auftreffende Spångut von den
Teilarbeitsflächen V', V" bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 5.
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6, 7, 9 und loin zwei Teilströme mit schräg entgegengesetzten Richtungen
aufgeteilt. In Fig. 19 ist diese Aufteilung des
Spänestromes S
durch die schräg zueinander liegenden Arbeitsflächen V' und V" schematisch dargestellt.
Der auf die Arbeitsf1äche Vt treffende Spänestrom S wird in Richtung des Pfeiles
S1 und der auf die auf der anderen Seite der Symmetrieebene M-M liegende Arbeitsfläche
VT 1 treffende Späne strom S wird in Richtung des Pfeiles S2 abgelenkt. Bei der
AusfUhrung der Fig. 8 wird durch die senkrecht zur Mittelebene M-M liegende Vorderfläche
V der ankommende Späne strom durch die beiden Teilflächen V', V11 in gleicher Richtung
bewegt.
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Bei dez erfindungsgemäßen Mischwerkzeug 2 kann also durch definierte
Gestaltung der Vorderfläche V und/oder der Ar itsteilflächen V?, Vt 1 eine gezielte
Strömung des Spangutes erreicht werden, die sich nach der Art, insbesondere der
Struktur des Spangutes (Schneidspäne; faseriges, granulatartiges, pulverförmiges
oder dgl. Material), richtet.
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Insbesondere bei der Beleimung von Spänen in der Spanplattenindustrie
kann die erfindungsgemäße Ausbildung des Mischwerkzeuges zur gezielten Beeinflussung
der Bewegung der Spanteilchen im Mischgutring, der Dicke des Mischgutringes, der
Verweil zeit der Spanteilchen innerhalb des Mischgutringes und zur Beeinflussung
der Bewegungsrichtung der Teilchen innerhalb des Mischgutringes selbst herangezogen
werden.
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Dadurch, daß der Schaft 2a mit einem ausreichend langen Gewinde (vgl.
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Fig. 18) versehen ist, läßt sich das Mischwerkzeug zunächst in seiner
radialen Richtung je nach dem gewünschten Abstand von der Innenwandung 1' einstellen,
Dabei kann es mit seinem abgewinkelten Kopfteilentsprechend den Fig. 2; 3, 18, 19
genau symmetrisch zu der durch die in radialer Richtung weisende Achse des Mischwerkzeuges
gelegten radialen Mittelebene
M-M (vgl. Fig. 5 bis lo) auf der
Mischerwelle 5 angeordnet sein. In dieser Einstellage ist das Mischwerkzeug förderungsneutral
angeordnet, derart, daß die von den Arbeitsflächen V', V 1 gebildeten Teilströme
des Mischgutes sich nicht in einer Förderrichtung, entweder der zum Einlauf 8 oder
zum Gutauslauf 9 hin, bevorzugt auswirken.
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Das Mischwerkzeug 2 kann aber auch mit seinem Kopfteil 2b im Winkel,
also schräg zu der radialen Mittelebene M-M angeordnet sein. Bei einer Schrägstellung
des Kopfteiles 2b in Rich-Guteinlauf tung zum Gut aus lauf 9 hin wird das aus Richtung/schraubenlinienförmig
entlang der Zylinderwandung 1' in Form eines Materialringes geförderte Gut abgebremst,
so daß die Dicke des Materialringes bei einer solchen Stellung mehrerer Mischwerkzeuge
vergrößertwerden kann; und umgekehrt kann die Förderung in Richtung zum Auslauf
9 beschleunigt werden, wenn der konische Kopfteil 2b mindestens eines Mischwerkzeuges
in Richtung zum Gut einlauf 8 hin schräggestellt wird, wenn dann die Ark itsflächen
V' und V'' dem auftreffenden Gut eine in dieser Richtung größere Bewegungkomponente
erteilen.
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Diese Einstellung erfolgt durch einfaches Verdrehen des Mischwerkzeuges
2 gegenüber dem Schaft und durch Festkontern des 5a Schaftteiles 2a auf der Mischwerkzeughalterung.
Auf diese Weise läßt sich jede gewünschte Lage des Kopfteiles 2 in einfacher Weise
einstellen.
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Besonders vorteilhaft ist diese einfache Einstellbarkeit bei der sogenannten
Außenbeleimung, wie sie in Fig. l dargestellt ist, weil dann die in der Beleimungszone
12 befindlichen Mischwerkzeuge so eingestellt werden können, daß sie den Gutstrom
unmittelbar gegen die vorstehenden Zulaufröhrchen 6,
insbesondere
gegen den Auslauf 6a der in der Beleimungszone befindlichen Zulaufröhrchen 6, 6',
6" und in den in Umlaufrichtung R hinter den Zulaufröhrchen liegenden Raum ablenken,
so daß ein Festbacken von Leim an den Außenwandungen der Zulaufröhrchen 6 bzw. an
der Innenseite der Wandung 1' vermieden werden kann. Wird beispielsweise festgestellt,
daß Anhaftungen im Bereich der Zulaufröhrchen 6 bzw. der Innenwandung 11 in der
Beleimzone 12 auftreten, kann der Spangutring durch Schrägstellung der Kopfteile
2b in Richtung zum Aus lauf 9 hin in seiner Dicke vergrößert werden, so daß mehr
Späne die freistehenden Enden der Beleimungsröhrchen 6, 6', 6" und der in dieser
Zone befindlichen Innenwandung umströmen und dadurch etwa überflüssigen, sich absetzenden
Leim mitnehmen.
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Vorteilhaft sind die Mischwerkzeuge 2, insbesondere im Bereich der
Übergangszone 11' und der Beleimungszone 12, in Gruppen von mindestens zwei, vorzugsweise
drei oder vier Werkzeugen gleichmäßig über den Umfang der Welle in einer Radialebene
verteilt angeordnet. Dabei sind in der Beleimungszone die Mischwerkzeuge ? jeweils
beidseitig der Flüssigkeitszugaberöhrchen 6, 6', 6" vorgesehen, so daß die Arbeitsflächen
V', V" der Mischwerkzeugköpfe 2b einen Teilgutstrom in den unmittelbaren Bereich
des benachbarten Flüssigkeitszugabe rohres ablenken. Das Zugaberohr 6, 6', 6" wird
somit von beiden Seiten her annähernd allseitig intensiv vom Spänestrom beaufschlagt,
so daß die austretende Flüssigkeit vom Material voll aufgenommen und infolge der
hohen kinetischen Bewegungsenergie und der damit verbundenen intensiven Durchmischung
in dieser Zone durch Span-an-Span-Reibung intensiv auf die einzelnen Späne verrieben
und damit gleichmäßig verteilt wird.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Mischwerkzeug der Schaft 2a im Verhältnis
zu dem konischen Kopfteil 2b relativ großen Durchmesser
hat, wird
insbesondere in der Übergangszone 11' (Ringbildungszone) zwischen der Einlaufzone
11 und der Beleimungszone 12, in welcher der Spänestrom noch keinen wenigstens annähernd
gleichmäßigen und gleich dicken Materialring gebildet hat, das Spangut durch den
radial aus der Welle ausragenden breiten Rohrschaft 2a radial nach oben verdrängt,
wodurch die Ringbildung des Spangutes im Trommelmantelbereich gefördert wird, weil
beim schnellen Rotieren die Späne aus dem Innenraum des Mischbehälters durch die
relativ starken Schaftteile 2a zur Innenwandung 1' der Trommel hin verdrängt werden.
Der konisch zur abgerundeten oder stumpen Spitze 2c auslaufende Kopfteil 2b greift
schonend, und daher ohne Zerstörung der Struktur der Späne, in das unter Wirkung
der Fliehkraft stehende Mischgut ein, durchpflügt dieses und übt auf das Mischgut
je nach seiner Stellung eine förderneutrale, bremsende oder in Richtung auf den
Auslauf beschleunigende Wirkung aus. Die Neigungsgröße des Kopfteiles 2b hat unmittelbar
Einfluß auf den Verdichtungsgrad des Spangutes Je stärker die Köpfe 2b in Umlaufrichtung
R nach vorn geneigt sind, umso mehr heben sie das Spangut vom Trommelmantel 1' ab
und umso geringer ist die Verdichtung der Späne bzw. eines anderen Gutes innerhalb
des zum Auslauf 9 wandernden Spangutringes 4, Ist der Neigungswinkel der Köpfe 2b
gegenüber dem Schaft gering oder gleich Null, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig.
4, dann wird das Spangut innerhalb des Ringes 4 stärker verdichtet. Die stärkste
Verdichtung des Spangutes erfolgt also, wenn der Winkel zwischen Schaft und Kopfteil
gemäß Fig. 4 18u0 beträgt.
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Besonders vorteilhaft sind Werkzeugköpfe 2b mit Neigung in Umlaufrichtung
R, beispielsweise mit einer Neigungslage von 135 bis 1650, weil bei dieser die leicht
zerbrechlichen Späne bei erwünscht guter Förderung und erwünschter ausreichender
Reibung der Spanteilchen aneinander am wenigsten verdichtet, damit mechanisch beansprucht
und
demgemäß auch am wenigstens in ihrer Struktur zerstört werden. Solche Werkzeuge
verursachen auch keine Quetschungen, wenn die Werkzeuge mit ihren Kopfteilen 2b
zwischen benachbarten Leimzugaberöhrchen 6, 6' bzw. 6', 6rs mit hoher Geschwindigkeit
hindurchrotieren. Die Zunahme des Kopfteilquerschnittes in Richtung auf den Schaft
2a bewirkt ferner, daß bei jeder Umdrehung des Werkzeuges 2 größere Spänemengen
zwischen jeweils zwei benachbarten Zulaufröhrchen 6, 6' bzw. 6', 611 hindurchgeschoben
werden. Diese zwischen zwei~Röhrchen 6, 6' hindurchgeschobenen Späne werden in dem
Raum zwischen Behälterwand und Auslauf 6a der Röhrchen durch die rotierenden Spitzen
2c der Köpfe 2b in Umlaufrichtung ungefähr parallel zu den Leimröhrchen 6, 6', 6"
verschoben, wenn die Köpfe 2b in Umlaufrichtung stark geneigt sind. Diese in radialer
Richtung stattfindende Verschiebung der Späne verhindert, daßdie frisch aufgenommenen
Leimtröprchen zu einem großen Teil an die Innenwandung 1' abgegeben werden und sich
dort zusammen mit Staub festsetzen. Die erfindungsgemäßen Werkzeuge erlauben es
also insbesondere in der Beleimungszone den Bewecungzverlauf des KSpanstrorues sc
zu gesta?.ten, daß die Axialbewegung der Späne, die die Leimabgabe der frischbenetzten
Spanteilchen an der Zylinderinnenwandung lt begünstigt, auf ein Minimum reduziert
wird und daß ferner der Spangutring in seiner Stärke so beeinflußt wird, daß ein
richtiges Verhältnis zwischen der austretenden Leimmenge und Spänemenge in dieser
Zone besteht, so daß bei zu viel Leimabgabe ein Festsetzen des Leimes an den Zugaberöhrchen
und/oder der Wandung 1' wegfällt.
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In der sogenannten Übergangszone 11' (Ringbildungszone) zwischen Einlauf
8 und dem ersten Flüssigkeitszugaberöhrchen 61' der Beleimungszone ist der Einsatz
der erfindungsgemäß gestalteten
Mischwerkzeuge 2 besonders vorteilhaft.
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Bei den bekannten Vorrichtungen werfen die schaufelartigen Einholwerkzeuge
lo, aufgrund ihrer Asymmetrie das Mischgut vornehmlich in Achsrichtung, also in
Richtung auf den Auslauf 9 der Maschine hin und gleichzeitig radial nach außen.
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Diese Werkzeuge sind gleichzeitig schneckenförmig über den Umfang
der Welle 5 angeordnet, um einen entsprechend großen axialen Späneschub zu erzeugen,
der wiederum für eine geforderte Durchsatzleistung in der Vorrichtung notwendig
ist.
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Diesen Einholwerkzeugen lo, nachgeordnete Ringbildungswerkzeuge sind
grundsätzlich ähnlich ausgebildet wie die Einholwerkzeuge, also ebenfalls schaufelartig;
sie haben insbesondere die Aufgabe, die Ringbildung zu beschleunigen. Die vorgenannten
Werkzeuge bewirken, daß das Mischgut aus der Einlauf zone 11 über die Ringbildungszone
ll' schråubenlinienförmig und unter großem axialen Druck in die Beleimungszone 12
gelangt. Diese schraubenlinienförmige Beaufschlagung des Mischgutes hat den Nachteil,
daß das Mischgut auch in der Be'egr,« ngszone noch nicht zu einem staDileil, g3.eichr.atig
bewegten und gleichmäßig starken Ring aufgebaut ist. Infolge der ungleichmäßigen
Anhäufung des Spangutes kann der in der Beleimungszone abgegebene Leim immer wieder
an die Innensçandung 11 gelangen und sich dort festsetzen.
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Infolge der symmetrischen Ausbildung und der dadurch bei entsprechend
symmetrischer Einstellung der erfindungsgemäßen Werkzeuge 2 gleichmäßigen Verdrängung
des Mischgutes nach beiden Seiten hin und bei Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer
Werkzeuge 2 in einer radialen Ebene, insbesondere unmittelbar hinter den Einhol-
bzw, Einwurfwerkzeugen 10 in der sogenannten Ringbildungszone ll',
kann
in dieser Ringbildungszone lll das ankommende ungleichmäßig gehäufte und verteilte
Mischgut auf Kurzem axialem Weg in Umfangsrichtung aufgelöst und vergleichmäßigt
werden. Dies geschieht durch mehrere, vorzugsweise in einer radialen Ebene gleichmäßig
über die Welle 5 verteilt angeordnete erfindungsgemäße Werkzeuge 2, bei welchen
entsprechend der Darstellung der Fig. 12 die Köpfe 2b förderungsneutral, d.h. symmetrisch,
zu Mittelebene M-M angestellt sind. Da bei dieser Anstellung keine bevorzugte Beförderungswirkung
eintritt, wird das Gut durch die förderungsneutral wirkenden Köpfe 2b und durch
die relativ stark wirkenden Schäfte 2a lediglich radial nach außen gefördert und
in Umfangsrichtung aufgelöst und vergleichmäßigt.
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Dadurch kann der- Füllgrad und damit der Mischgutring 4 noch vor der
Beleimzone und unmittelbar am Anfang der eigentlichen zylindrischen Mischkammer
1 gleichmäßig aufgebaut und stabilisiert werden. Bei einer solchen förderungsneutral
eingestellten, gruppenweisen Anordnung der Werkzeuge 2 unmittelbar vor den Beleimwerkzeugen
und hinter den schaufelartig ausgebildeten Binholtrizrczeugen lo xtrd die bei allen
Vorrichtungen i-l7«er noch in Kauf genommene Anhaftungsbildung im Bereich der Innenwandung
der Beleimzone vermieden. Dabei kann durch entsprechende Schrägstellung der Köpfe
2b je nach den Strukturverhältnlssen des Mischgutes (gröbere oder feinere Flachspäne,
Durchsatzmenge, spezifisches Gewicht des Mischgutes usw.) eine. Korrektur ohne weiteres
vorgenommen werden, indem eine zur Erzeugung des stabilen Mischgutringes erforderliche
Schrägstellung der Köpfe 2b der Mischwerkzeuge 2 entweder in Richtung auf den Einlauf
8 oder in entgegengesetzter Richtung vorgenommen wird.
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Auf diese Weise kann erreicht werden, daß sich kein Mischgut im Bereich
der Einholzone 11 ansammelt und über die ganze
Länge der Maschine
bis zum Auslauf 14 ein gleichmäßig hoher Füllungsgrad gegeben ist.
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Es ist ohne weiteres möglich anstelle einer in einer radialen Ebene
liegender Gruppe erfindungsgemäßer Mischwerkzeuge zwei solcher Gruppen hintereinander
vorzusehen, die zusammen in der sogenannten Übergangszone 11' (Ringbildungszone)
wirksam sind.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird auch die Spanzerstörung
entscheidend herabgesetzt. Diese Zerstörung tritt insbesondere vor der eigentlichen
Belodmungszone auf, wenn die Späne noch nicht infolge der Beleimung die genügende
Feuchtigkeit und dadurch eine bessere Elastizität haben. Da die erfindungsgemäße
konische Ausbildung der Werkzeugköpfe die Späne besonders schonend erfaßte ist insbesondere
in der Übergangszone 11' und in der Beleimungszone die Zerstörung der Spanstruktur^beim
Durchpflügen durch die Späne äußerst gering.
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Wie schon erwähnt, wirkt der nach vorn gerichtete konusförmige Kopfteil
2b der Zentrti'ugalkraSt, weicher die Späne unterliegen, entgegen, so daß die Späne
nicht wie bisher an der Trommelwandung stark zusammengepreßt und gegen diese gefördert
werden. Dies ist insbesondere in der Beleimzone 12 wichzu tig, weil der Leim bis7fünfzehnmal
schwerer als das Spangut ist. Die mit Leim behafteten Spanteilchen werden also,
sofern kein gleichmäßig dichter stabiler Mischgutring in der Beleimzone 12 besteht,sofort
nach außen zentrifugiert, geben den Leim an die Innenwandung l' ab, so daß die Gefahr
der Ansatz.
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bildung bei nicht genügend gleichmäßigen bzw..stabilen Mischgutringen
besonders groß ist.
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In den Zeichnungen Fig. 11 bis 15 sowie 16 und 17 sind verschiedene
Anstellmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Werkzeuge schematisch dargestellt, Bei der Ausführung der
Fig. 11 sind vier Werkzeuge gleichmäßig in einer radialen Ebene auf der Welle 5
angeordnet. Die Werkzeuge drehen in Richtung des Pfeiles R. Der Kopfteil 2b der
sich diametral gegenüberliegenden Werkzeuge 2 ist in Richtung nach links schräg
angestellt; er übt somit eine gegen den Spandurchgang U hemmende Wirkung aus, Falls
erforderlich, kann umittelbar neben der in einer radialen Ebene angeordneten Gruppe
von Werkzeugen 2 ein oder mehrere Werkzeuge mit förderungsneutraler lage des Kopfteiles
2 vorgesehen sein, Die Fig. 12 zeigt eine Anordnung von zwei um 1800 versetzten
Werkzeugen mit Schaftteil 2a und Kopfteil 2b, wobei der Kopfteil 2b mit seiner konischen
Spitze förderungsneutral, also genau in der radialen Mittelebene M-M angeordnet
ist Bei der Werkzeugeinstellung gemaß Fig. 13 ist der Kopf 2b des oberen Werkzeuges
gegen die PMateriaDdurchgangsrichtung U ,h.in eingestellt, während der Kopf 28 des
dlamet;-a7 gegenüber-1 iegenden unteren Werkzeuges in Richtung U gerichtet ist,
Durch einfaches Verdrehen des Fußteiles 2a in seiner Befestigung auf der Welle 5
kann der Kopfteil in die- entgegengesetzte Richtung, wie strichliert eingezeichnet
ist, eingebracht werden, so daß eine gewünschte individuelle Einstellung je nach
den gegebenen Verhältnissen ohne weiteres und jederzeit möglich ist.
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Die Fig 14 zeigt die verschiedenen Eihstellmöglichkeiten: förderungsneutral,
gegen U hin, foYderungsverzö'gernd und in Richtung M förderungsbeschleunigend einstellbare
Werkzeug.e,
Es können in einer Radialebene die Werkzeuge entweder
eine gleiche Lage einnehmen oder über den Umfang abwechselnd bei Anordnung von zwei
Werkzeugen mit entgegengesetzter Richtung des Kopfteiles 2b eingestellt sein, so
daß zwei diametral liegende Werkzeuge mit dieser Einstellung insgesamt als Gruppe
förderungsneutral sind. Denkbar ist auch eine Einstellung bei drei Werkzeugen in
einer Gruppe, bei der die Kopfteile 2b zweier versetzter Werkzeuge nach entgegengesetzten
Seiten gerichtet sind und der Kopfteil des dritten Werkzeuges symmetrisch in der
radialen Mittelebene liegt, so daß insgesamt die Dreiergruppe der Werkzeuge in sich
wieder förderungsneutral ist. Eine solche Anordnung ist schematisch auch durch die
Fig. 15 angedeutet. Bei der Darstellung der Fig. 15 ist schematisch eine besondere
Anordnung einer Dreiergruppe von Werkzeugen gezeigt, die mit axialem Abstand auf
der Welle 5 sitzen, Das rechte, auf der Welle befestigte Werkzeug der Dreiergruppe
ist mit dem Kopfteil 2b gegen Richtung U, also nach links, angestellt, so daß dieses
förderungshemmend gegen Richtung U auf das Mischgut einwirkte In der Mitte der Gruppe
befindet sich ein zweites erfindungsgemäß ausgebildet % Werkzeug, Bei diesem zweiten
Werkzeug ist der Kopfteill£orderungsneutral eingestellt. Das linke auf der Welle
befestigte Werkzeug der Dreiergruppe ist mit dem Kopfteil 2h in Richtung U, also
nach rechts angestellt, so daß dieses förderungsbeschleunigend in Richtung U auf
das Mischgut einwirkt.
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Die Ausführungsbeispiele der Fig. 11 bis 15 zeigen somit, daß jede
den entsprechenden individuellen Verhältnissen genau anpaßbare Zuordnung und Einstellung
der einzelnen Werkzeuge und damit die Erzielung einer bestimmten Wirkung auf das
geförderte und zu benetzende Mischgut möglich ist, Bei der in Fig. 16 gezeigten
Ausführung sind drei Werkzeuge mit Schaft 2a auf der Welle 5 einstellbar befestigt.
Die Werkzeugköpfe 2b sind mit ihren abgerundeten Spitzen 2c förderungsneutral angeordnet
und bewegen sich in Richtung des Pfeiles R. Mit strichpunktierten Linien ist eine
zweite axial versetzte Gruppe von erfindungsgemäßen Mischwerkzeugen gezeigt, Nach
Fig. 17 sind zwei sich diametral gegenüberliegende Mischwerkzeuge mit Schäften 2a
auf der Welle einstellbar angeordnet. Durch die Zylinderwandung l ist das Flüssigkeitszugaberohr
6 hindurchgeführt, dessen Auslauf 6a im Wirkungsbereich einer der beiden Arbeitsflächen
des Kopfteiles 2b liegt, so daß eine ständige Umspülung der Auslauföffnung 6a bzw,
des Flüssigkeitsrohres 6 durch Mischgut gegeben ist.
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In Fig. 18 ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Werkzeug im Maßstab
1:1 dargestellt. Es hat sich gezeigt, daß
für Mischvorrichtungen
mit etwa 400 mm Trommeldurchmesser ein Mischgutwerkzeug von einer Gesamtlänge von
etwa 150 mm besonders vorteilhaft ist. Der Mischgutschaft 2a ist mit einem Außengewinde
7 versehen.
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Das Außengewinde wird in eine am unteren Ende der Hohlwelle 5 befestigte,
nicht näher gezeigte Rohrmuffe eingeschraubt.
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Die Arbeitsfläche, also die Vorderseite V des Kopfes 2b ist gegenüber
dem rohrförmigem Werkzeugschaft 2a um ioo0 bzw. 1800, vorzugsweise zwischen 1)5°
und 155° in Umlaufrichtung R geneigt. Das Ende 2c dieses Kopfteiles 2b ist stumpf
bzw. abgerundet.
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Im Ausführungsbeispiel gleicht es etwa einer Fingerspitze.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 18 ist die Querschnittsfläche im Kopfteil
eingezeichnet. Diese Querschnittsfläche ist im Bereich der Rückseite H des Kopfteiles
annähernd halbkreisförmig und im Bereich der vorderen Hälfte V des Kopfteiles mit
zwei satteldachartig zueinander liegenden Arbeitsflächen VI, V2 versehen, welche
den Späne strom in der bereits beschriebenen Weise nach verschiedenen Seiten hin
umlenken. Das Werkzeug ist insgesamt rohrförmig ausgebildet, wobei der schnabelartige
Kopfteil 2b an den rohrrörmigen Schaftteil 2a angeschweißt ist und beide Teile etwa
gleiche Wandstärke haben. Die fingerartig ausgebildete Spitze hat vorzugsweise einen
Radius.
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Da das Werkzeug 2 insgesamt hohl ist, läßt sich in besonders einfacher
Weise eine vollständige und gleichmäßige Kühlung des Werkzeuges erreichen. Zu diesem
Zweck ist vorteilhaft in das Werkzeug (vgl.Fig. 2 bis 4) ein beispielsweise
flexibler
Schlauch 27 in die Mitte des Werkzeuges und parallel zu ihm eingeführt. Der Schlauch
kann mittels eines Rohrstückes 16 mit der das Kühlwasser führenden Innenrohr 17
in Verbindung stehen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist ein die Kühlflüssigkeit
führendes Rohr 16 als starres Rohr in das Mischwerkzeug 2 eingesetzt.
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Durch die flexible Ausbildung des Schlauhes 27 kann die Kühlflüssigkeit
bis in die äußerste Spitze 2c des Kopfteiles 2 bei entsprechender Krümmung des Schlauches
geführt werden.
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Wie schon erwähnt, sind die erfindungsgemäßen Werkzeuge infolge ihrer
Neigung in Umlaufrichtung und aufgrund ihrer konischen, runden Querschnittsform
besonders schonend für leicht zerbrechliche Späne. Sie eignen sich daher insbesondere
für den Einbau in der Übergangszone ll' sowie in der Beleimungszone 12, wo sie beim
Umlauf mit ihren Spitzen 2c zwischen den in das Trommelinnere hineinragenden feststehenden
Leimeinlaufrohren 6 usw.
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keine Scherwirkung gegenüber den Flüssigkeitszugaberohren 6 haben.
Sie bewegen bei jeder Umdrehnung die Späne von der Trommelwand radial nach innen,
und zwar etwa parallel zu den Flüssigkeitszugaberohren 6, also entgegen der Zentrifugalwirkung.
Hierdurch wird nicht nur die Neigung zur Abgabe von Leim an der Innenwandung 1'
gemindert, sondern es wird auch eine Auflockerung und Vergleichmäßigung des Spänestromes
entgegen der zentrifugierenden und damit auch separierenden Wirkung der gewichtsmäßig
unterschiedlichen Späne erreicht. Die erfindungsgemäßen Werkzeuge sind mit gleichem
Vorteil auch in der Nachmischzone 13 anzuordnen.
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Desgleichen ist die Auslaufzone 14 ebenfalls mit solchen ?erkzeugen
und entsprechend gewünschter Schragstellung der Kopfteil 2b versehen.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug kann also in allen Zonen der zylindrischen
Mischkatmmer eingesetzt werden, so daß eine Vorrichtung mit nur einer Werkzeugart
ausgerüstet werden kann. Diese Ausrüstung mit nur einer einzigen Werkzeugart ist
nicht nur billig und in der Reparatur einfach, weil für die Nischwerkzeuge nur eineErsatzwerk
art zeugfierforderlich ist. Es besteht darüber hinaus der Vorteil, daß infolge der
erfindungsgemäßen Verstellbar-und Einstellbarkeit dieses einzigen Werkzeugtyps gezielte,
d.h. definierte Wirkungen auf das zu mischende Gut ausgeübt werden können. Hierzu
bedarf es lediglich einer Verdreh -ung, d.h. einer gewünschten Neigungslage des
Werkzeugkopfes 2b in bezug auf eine durch die Befestigungsstelle und die Radialachse
des Werkzeuges gelegten Radialebene. Auf diese Weise können senlbliche in seinem
Mischer vorgesehenen Werkzeuge in den einzelnen Zonen, also in der Ringbildungszone
11', der Beleimungszone 12, der Nachmischzone 13 und der Auslaufzone 14 gänzlich
unterschiedliche technische Wirkungen zuge-ordnet werden.
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L e e r s e i t e