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"Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen von Holzspänen"
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen
von Holzspänen, bestehend aus einem zylindrischen, an einem Ende einen Mischgutzuführstutzen
und am anderen Ende einen Mischgutaustrittsstutzen aufweisenden Mischbehälter, in
dem koaxial eine mit vergleichsweise hoher Drehzahl antreibbare Mischwerkswelle
angeordnet ist, die in einer dem Mischgutzuführstutzen zugeordneten Einzugszone
mit einen Mischgutring aufbauenden und eine axiale Mischgutförderung bewirkenden
Einzugswerkzeugen, in einer nachgeordneten Beleim- und Mischzone mit in den Mischgutring
eintauchenden Mischwerkzeugen und in einer nachgeordneten, dem Mischgutaustrittsstutzen
zugeordneten Auswar zone mit Auswurfwerkzeugen versehen ist, wobei in der Beleim-
und Mischzone mit ihren Auslauföffnungen im Mischgutring endende Leimrohre vorgesehen
sind.
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Bei einer derartigen, aus der DT-AS 20 57 594 bekannten Vorrichtung
besteht die zwischen dem Materialzuführstutzen und dem Materialaustrittsstutzen,
also innerhalb des geschlossenen, zylindrischen Bereichs des MischbehäLters befindliche
Beleim- und Mischzone,aus einer sich über mindestens 208 der wirksamen Mischbehälterlänge
erstreckenden Beleimzone und einer nachgeschalteten, sich bis zur Auswurfzone erstreckenden
Nachmischzone. In der Beleimzone sind in den Mischgutring eintauchende Leimschleuderrohre
vorgesehen, denen der Leim durch die hohl ausgebildete Mischwerkswelle zugeführt
wird. Dieser aus den Auslauföffnungen der Leimschleuderrohre austretende Leim wird
direkt auf die einzelnen Mischgutpartikel, also einzelne Holzspäne unterschiedlicher
Größe, abgegeben und dann in der Nachmischzone, in der die Mischwerkswelle mit reinen
Mischwerkzeugen besetzt ist, einem kurzen, aber sehr intensiven Nachmischprozeß
auf den Holzspänen verteilt.
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Wegen der hohen Energieeinleitung, insbesondere in der Nachmischzone
und der daraus resultierenden Erwärmung ist der Mischbehälter mit einem Kühlmantel
versehen. Weiterhin werden die in der Nachmischzone und in der Auswurfzone befindlichen
reinen Mischwerkzeuge bzw. Auswurfwerkzeuge -gekühlt. Diese Vorrichtung hat sich
in der Praxis ganz hervorragend bewährt, da mit ihr eine äußerst gleichmäßige Benetzung
der Holzspäne mit Leim und damit eine leimsparende Beleimung bei hohen Durchsatzleistungen
bezogen auf die Größe der Vorrichtung erreicht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Vorrichtung
in konstruktiver Hinsicht zu vereinfachen und den erforderlichen Betriebsaufwand
zu verringern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mischbehälter
mit einem antiadhäsiven Kunststoff ausgekleidet ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, daß die Scherkräfte zwischen den Holzspänen bei derartigen, als Ringmischer
arbeitenden Vorrichtungen extrem hoch sind, und daß gleichermaßen hohe Reibungskräfte
zwischen den Spänen einerseits und der Innenwand des Mischbehälters andererseits
auftreten, die durch das ständige Beschleunigen der einzelnen Späne durch die Mischwerkzeuge
und deren anschließendes Abbremsen auf der Innenwand des Mischbehälters hervorgerufen
werden.
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Hierdurch bedingt wird ständig der Leim, der eventuell auf die Mischbehälterwand
gelangt, von dieser abgerieben.
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Da somit die Gefahr, daß auf die Innenwand des Mischbehälters auftreffender
Leim dort aufgrund der Erwärmung anbackt und aushärtet, sehr gering ist, kann zusätzlich
der sonst zwingend erforderliche Kühlmantel des Mischbehälters entfallen. Geringe,
insbesondere durch Nachlauf beim Abstellen der Maschine auf die Behälterinnenwand
gelangende und dort verbleibende und aushärtende Leimmengen können von dem antiadhäsiven
Kunststoff leicht abgehoben werden bzw. lösen sich von diesem beim Wiederinbetriebsetzen
der Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Erkenntnis war besonders überraschend, weil
früher bei sogenannten Wurf- und Schleudermischern versucht worden war, eine Kunststoffauskleidung
einzusetzen, die aber nicht den gewünschten Erfolg-brachte; der Leim.härtete trotzdem
in einem nicht tragbaren Umfang an dieser Kunststoffauskleidung aus.
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Der Einsatz der Kunststoffauskleidung und der hieraus resultierende
Fortfall des Kühlmantels am Mischbehälter bringen noch einen weiteren Vorteil mit
sich, daß nämlich die beleimten Späne stärker erwärmt werden als in einem gekühlten
Mischer, dessen Mischbehälter lediglich aus Stahl besteht. Diese höhere Erwärmung
tritt zum einen durch den Fortfall der Kühlung und zum anderen durch die schlechte
Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen ein. Da der Leim etwas stärker erwärmt wird
und damit niedriger viskos wird, läßt er sich anfangs leichter auf den Spänen verwischen
und haftet danach fester an den Spänen, da das in ihm enthaltene Wasser schneller
in die Späne einzieht.
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Letzteres hat wiederum zur Folge, daß die Verschmutzung des Mischbehälters
und der Mischwerkswelle samt Werkzeugen geringer wird. Da die beleimten Späne etwas
wärmer sind, brauchen sie vor dem Verpressen zu Spanplatten nicht noch zusätzlich
erwärmt zu werden, was ansonsten sehr oft der Fall ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Auskleidung
auswechselbar ist. Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch realisiert, daß die
obere Hälfte und die untere Hälfte des Mischbehälters jeweils mit einer Schale aus
Kunststoff ausgekleidet sind, die nach dem Aufklappen des Mischbehälters einfach
herausgenommen und gegebenenfalls durch jeweils eine neue ersetzt werden können.
Da der Verschleiß in der Beleim- und Mischzone besonders groß ist, ist es von Vorteil,
die Schalen derart zu teilen, daß dort gesonderte Teilschalen vorgesehen sind. Da
in der Einzugszone der Vorrichtung die den Ring aufbauenden Einzugswerkzeuge noch
nicht mit Leim beaufschlagt sind, besteht keine Gefahr, daß an diesen Einzugswerkzeugen
Leim anbackt und
aushärtet. Wenn wie bei der aus der DT-AS 20 57
594 bekannten Vorrichtung der Leim durch an der Mischwerkswelle angebrachte Leimschleuderrohre,
die mit ihren Auslauföffnungen in.den Mischgutring eintauchen und als Mischwerkzeuge
wirken, zugeführt wird, werden diese Leimschleuderrohre durch den hindurchfließenden
Leim ausreichend gekühlt, so daß auch an ihnen Leim nicht in nennenswertem Umfang
anbacken und aushärten kann. Dies gilt gleichermaßen für ortsfeste Leimrohre, die
von außen durch die Mischbehälterwand in den Mischbehälter eingeführt sind.
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Um eine ansonsten notwendige Kühlung der - gegebenenfalls nachgeschalteten
- ausschließlich zum Mischen dienenden Mischwerkzeuge und der Auswurfwerkzeuge,
die aus Stahl oder einem anderen metallischen, hochverschleißfesten Werkstoff bestehen,
überflüssig zu machen, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, diese reinen Mischwerkzeuge auch mit einem antiadhäsiven Kunststoff
zu beschichten oder im wesentlichen aus diesem herzustellen. Auch hieran wird Leim
nur mit solchen geringen Adhäsionskräften haften, daß er von den Spänen aufgrund
der hohen Relativgeschwindigkeit zwischen den Spänen und dem Mischwerkzeug und den
dadurch bedingten hohen Reibungskräften ständig abgerieben wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt Fig. 1
einen vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2
einen vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Schnittlinie II-II
in Fig. 1 und Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch eine abgewandelte Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Ein in der Zeichnung dargestellter Mischer weist einen horizontal
und axial geteilten, zylindrischen Mischbehälter 1 auf, dessen untere Hälfte 2 ortsfest
über ein Gestell 3 gegenüber dem Boden abgestützt ist. Die obere Hälfte 4 des Mischbehälters
1 ist gegenüber der unteren Hälfte 2 bzw. dem Gestell 3 über Arme 5 und koaxiale
Bolzengelenke 6 aufklappbar. Im Bereich der Ränder der Hälften 2 bzw. 4 des Mischbehälters
1 sind umlaufende, sich nach außen erstreckende Flansche 7 bzw. 8 angebracht. Im
Mischbehälter 1 ist koaxial eine Mischwerkswelle 9 angeordnet, die sich durch Stirnseiten
io, 11 des Mischbehälters 1 hindurch nach außen erstreckt, wo sie in Lagern 12,
13 gelagert ist. Zwischen den Stirnseiten 1o und 11 und den zugeordneten Lagern
12, 13 können Auswucltecheiben 14, 15 auf der Mischwerkswelle 9 angebracht sein.
Die Mischwerkswelle 9 ist über eine auf ihr befestigte, von einem Riemenschutz 16
abgedeckte Keilriemenscheibe 17 von einem Motor 18 über einen Riementrieb 19 antreibbar.
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An einem Ende des Mischbehälters 1 ist ein tangential in diesen einmündender
Mischgutzuführstutzen 20 vorgesehen, während am anderen Ende des Mischbehälters
1 ein tangential ausmündender Mischgutaustrittsstutzen 21 angebracht ist Durch den
Mischgutzuführstutzen 20 wird das Mischgut, in der Regel Holzspäne, in den Mischbehälter
eingegeben und
in Förderrichtung 22 in-Form eines sich schraubenlinienförmig
bewegenden Mischgutringes 23 durch den Mischbehälter 1 zum Mischgutaustrittsstutzen
21 gefördert, durch den es den Mischbehälter 1 wieder'verläßt, Zum anfänglichen
Aufbau eines solchen Mischgutringes 23 sind im Einzugsbereich A, d.h. im Bereich
des Mischgutzuführstutzens 20 schaufelartige, zur Förderrichtung 22 geneigte Einzugswerkzeuge
24 an der Mischwerkswelle 9 befestigt, die dem eintretenden Mischgut axiale und
starke tangentiale Impulse erteilen.
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Im Bereich des Mischgutaustrittsstutzens 21, also in einer Austragszone
C, sind schaufelartige Auswurfwerkzeuge 25 an der Mischwerkswelle 9 angebracht,
die dem Mischgut lediglich tangentiale Impulse verleihen, es also aus dem Mischgutaustrittsstutzen
heraus schleudern.
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Die Mischwerkswelle 9 ist hohl ausgebildet, wobei in dem Hohlraum
26 koaxial ein Leimzugaberohr 27 sich erstreckt, das von der dem Antrieb abgewandten
Seite her in die Mischwerkswelle 9 eingeschoben ist. Aus Austrittsöffnungen 28 des
Leimzugaberohres fließt-von außen dosiert zugeführter Leim auf die Innenwand 29
der Mischwerkswelle 9,
von wo der Leim aufgrund der hohen Drehzahl
der Mischwerkswelle 9 durch etwa radial von dieser abstehende Leimschleuderrohre
30 ausgeschleudert wird. Die Leimschleuderrohre 36 sind über die zwischen der Einzugszone
A und der Austragszone C befindliche Beleim- und Mischzone B auf der Mischwerkswelle
9 in axialer Richtung verteilt angeordnet. Hierbei handelt es sich also um die Zone,
in der der zylindrische Mischbehälter 1 keine Durchbrechungen o. dgl. aufweist.
Die Austrittsöffnungen 28 im Leimzugaberohr sind gleichermaßen über die Beleim-
und Mischzone B verteilt am Leimzugaberohr 27 angebracht. An dem in Förderrichtung
22 gesehen hinteren Ende der Beleim- und Mischzone B ist der Hohlraum 26 der Mischwerkswelle
9 mittels'eines Trennstopfens 31 verschlossen. Gleichermaßen ist am vorderen Ende
der Beleim-und Mischzone B im Hohlraum 26 der Mischwerkswelle 9 ein Trennring 32
angebracht. Der Trennstopfen 31 und der Trennring 32 verhindern, daß aus den Austrittsöffnungen
28 ausfließender Leim in den vorderen bzw. hinteren Bereich des Hohlraums 26 der
Mischwerkswelle 9 gelangt.
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Die Leimschleuderrohre 30 sind mittels eines entsprechenden Gewindes
in an der Außenseite der Mischwerkswelle 9 angebrachten Gewindestutzen 33 eingeschraubt
und mittels Kontermuttern 34 gesichert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann der
Leim aus demHohlraum 26 der Mischwerkswelle 9 durch den Kanal 35 jedes Leimschleuderrohres
30 bis zu dessen Auslauföffnung 36 fließen, die sich jeweils im Bereich des radial
äußeren Endes jedes Leimschleuderrohres 30 befindet. Die Leimschleuderrohre 30 sind
so lang ausgebildet,
daß sie in den Mischgutring 23 eintauchen,
d.h.
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sie wirken auch als Mischwerkzeuge, die das sich auf der Innenwand
des Mischbehälters 1 abbremsende Mischgut immer wieder beschleunigen. Die Auslauföffnungen
36 liegen im Mischgutring 23, so daß der ausgeschleuderte Leim direkt auf die einzelnen
Mischgutpartikelchen abgegeben wird.
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Wie weiterhin aus Fig. -2 ersichtlich ist, können die Auslauföffnungen
36 verschiedener Leimschleuderrohre 30 einen unterschiedlichen radialen Abstand
von der Innenwand des Mischbehälters 1 haben, so daß eine Schicht- bzw.
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Fraktionsbeleimung des Mischgutes erfolgt.
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Die obere Hälfte 4 und die untere Hälfte 2 des Mischbehälters 1 sind
auf ihrer Innenseite mit einer Auskleidung aus antiadhäsivem Kunststoff versehen.
In einfachster Weise besteht diese Auskleidung aus zwei halbzylindrischen Schalen
37, 38, die stirnseitig jeweils geschlossen sein können und flanschartige Stege
39,4o aufweisen, die in der Trenneb ene 41 des Mischbehälters 1 gegeneinandergepreßt
werden.
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Diese flanschartigen Stege 39, 40 liegen in entsprechenden Ausnehmungen
der unteren Hälfte 2 und der oberen Hälfte 4 des Mischbehälters 1 im Bereich seiner
Flansche 7, 8, wie aus Fig. 2, rechte Hälfte hervorgeht. Anstelle durch die.
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Stege 39,40 können die Schalen 37, 38 auch durch ihre Ränder übergreifende
Haltebleche: 42 in der oberen Hälfte 4 und der unteren Hälfte 2 des Mischbehälters
1 gehalten werden, die mittels Schrauben 43 an den jeweiligen Flanschen 7, 8 angeschraubt
werden, wie aus Fig. 2, linke Hälfte hervorgeht. Außerdem können die Schalen 37,
38 geteilt sein, wie in Fig. 1 mittels gestrichelter Linien 44, 45 angedeutet ist,
so daß bei Verschleiß nur in der Beleim-und Mischzone B Teilschalen 37', 38' ausgewechselt
zu werden brauchen.
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Als geeignete Kunststoffe für die aus den Schalen 37, 38 bestehende
Auskleidung kommen insbesondere Polypropylen, Polyåthylen und Tetrafluoräthylen
in Betracht, wobei sich insboesondere Polypropylen dadurch auszeichnet, daß es äußerst
verschleißfest ist und andererseits in hohem Maße antiadhäsiv, d.h. nicht klebend,
gegenüber den üblicherweise verwendeten Leimen, nämlich Harnstoffharz oder Phenolharz
ist.
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Wie aus der Zeichnung weiterhin erkennbar ist, ist der Mischbehälter
1 nicht mit einem Kühlmantel versehen. Desgleichen weist die Mischwerkswelle 9 keinen
gesonderten Kühlkreislauf auf. Im gesamten Bereich der Beleim- und Mischzone B,
also über den gesamten Bereich des Mischbehälters 1, in dem ein geschlossener Mischgutring
23 während des Betriebes vorhanden ist, sind ausschließlich auch als Mischwerkzeuge
dienende Leimschleuderrohre 30 vorgesehen, die durch den hindurchfließenden Leim
gekühlt werden.Sonstige Mischwerkzeuge sind in dieser Beleim- und Mischzone B nicht
vorhanden. Die zum Aufbau des Mischgutringes 23 dienenden Einzugswerkzeuge 24 in
der Einzugszone A und die zum Ausschleudern des beleimten Mischgutes, also in der
Regel der beleimten Holzspäne dienenden Auswurfwerkzeuge 25 in der Austragszone
C können ebenfalls mit dem gleichen antiadhäsiven Kunststoff beschichtet sein oder
aus ihm bestehen, wobei dann zweckmäßigerweise diese Mischwerkzeuge aus Festigkeitsgründen
armiert sind. Eine solche Ausgestaltung, bei der diese Mischwerkzeuqe entweder mit
antiadhäsivem Kunststoff beschichtet sind oder aus ihm bestehen, kommt insbesondere
für die zum Auswerfen des bereits beleimten Mischgutes dienenden Auswurfwerkzeuge
25 in Betracht.
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Die Mischwerkswelle wird mit weit überkritischer, d.h.
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mit etwa 10- bis 20-facher kritischer Drehzahl angetrieben,' wobei
die kritische Drehzahl (nkrit)als die Drehzahl definiert ist, bei der an der Innenwand
des Mischbehälters mit dem Durchmesser D Zentrifugalbeschleunigungen von der Größe
der Erdbeschleunigung (g) auftreten. Rechnerisch gilt: nkrit = 42,3 6 pUmdrehungen
pro Mi nute7 .
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Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet.sich von der nach den Figuren
1 und 2 nur dadurch, daß der Leim nicht durch die Mischwerkswelle, sondern direkt
von außenzugeführt wird. Soweit Übereinstimmung besteht, sind daher in Fig. 3 dieselben
Bezugsziffern wie in den Figuren 1 und 2 verwendet. In der Einzugszone A und der
Ausamrf zone C sind die Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 einerseits und nach Fig.
3 andererseits vöilig gleich ausgestaltet7 Lediglich in der Beleim- und Mischzone
B sind bei dem Mischer nach Fig. 3 stabartige Mischwerkzeuge 30' an der Mischwerkswelle
9 angebracht, die - wie in Fig. 3 unten dargestellt - aus dem gleichen Kunststoff
wie die Schalen 37, 38 bestehen, und aus Festigkeitsgründen mit einer stabartigen
Armierung 46 aus Stahl versehen sind. Sie können aber auch lediglich - wie: in Fig.
3 oben dargestellt - mit einem dünnen Kunststoffüberzug 47 aus demselben Kunststoff
wie die Schalen 37, 38 versehen sein, oder - wie in Fig. 3 links dargestellt - -
ausschließlich aus diesem Kunststoff bestehen.
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Der. Leim wird hierbei in bekannter Weise von außen über Leimrohre
48 zugeführt, die durch die Wand des Mischbehälters 1 in dessen Innenraum derart
eingeführt sind, daß sich ihre Auslauföffnungen 49 noch im Mischgutring 23 befinden,
wobei diese Leimrohre 48 derart angeordnet sind, daß sie den Leim bezogen auf die
Drehrichtung 50 der Mischwerkswelle 9 und damit des Mischgutes im Mischgutring 23
mitlaufend aufgeben.
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Den Leimrohren 48 wird der Leim von außen beispielsweise über eine
Leitung oder einen Schlauch 51 von einer nicht dargestellten Dosierpumpe zugeführt.
Die Leimrohre 48 sind in der Regel so angeordnet, daß sie sich - in axialer Richtung
gesehen - zwischen zwei benachbarten Mischwerkzeugen 30' befinden.