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Kontinuierlich arbeitender Ringmischer
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Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich arbeitenden Ringmischer
zum Vermischen von Flüssigkeiten in pulvriges bis körniges und/oder faseriges und/oder
spanartiges Mischgut gemäß den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Anspruches 1.
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Mischer dieser Art sind zum Mischen verschiedenster Mischgüter aus
kleinen und kleinsten Teilchen, z.B. Kunststoff-, Spanteilchen oder Fasern aus lignozellulosehaltigen
Stoffen geeignet.
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Sie werden im allgemeinen zugleich mit einer Einrichtung zur Benetzung
des Mischgutes mit Flüssigkeiten, wie beispielsweise Weichmachern, Wasser, Leim
usw. ausgestattet. Die Zufuhr der Flüssigkeit kann entweder von außen durch Flüssigkeitzuführröhrchen,
welche durch die Zylinderwandung des Mischers in das Innere der Mischertrommel hineinragen
oder von innen her erfolgen. In diesem Falle ist in der Mischerwelle mindestens
eine axiale Bohrung für die Zufuhr der Flüssigkeit zu radial auf der Mischerwelle
sitzenden Flüssigkeitszufuhrröhrchen vorgesehen, welche die Flüssigkeit vorzugsweise
in den an der Innenwandung der Mischertrommel entlang rotierenden Mischgutring direkt
einspeisen.
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Bei bestimmten Mischgütern kommt es, insbesondere im Bereich der Einlauf-
und Ringbildungszone, zu starken Prall- bzw. Quetschwirkungen des Mischgutes, da
dieses aus der einlaufenden, im wesentlichen tangentialen Richtung mit großer Geschwindigkeit
von den hochtourig mit der Mischerwelle umlaufenden Werkzeugen erfaßt und in eine
im wesentlichen axiale Richtung, nämlich in Längsrichtung der zylindrischen Mischertrommel
so umgelenkt und beschleunigt wird, daß sich ein schnellumlaufender Mischgutring
an der Innenwandung der Mischertrommel bilden kann.
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Die im Bereich der Einlauf- und Ringbildungszone rotierenden Mischwerkzeuge
treffen daher mit hoher Geschwindigkeit auf das Mischgut, welches insbesondere in
diesem Bereich starker äußerer und innerer Reibung ausgesetzt ist. Eine Folge hiervon
ist die Zerstörung der Struktur der Mischgutteilchen. Dies ist z.B.
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bei bestimmten Mischgütern, wie Kunststoffgranulaten, vorgeschriebener
Teilchengröße oder bei Spanteilchen bzw. Fasern lignozelluloser Werkstoffe, wie
Holz, nachteilig, da solche Veränderungen bzw. Zerstörungen der Teilchenstruktur,
beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten aus Mittelschicht-und großflächigen
Flachspänen, die Querzugsfestigkeit, Kanten-und Biegefestigkeit so vermindern kann,
daß die fertigen Spanplatten den Qualitätsanforderungen nicht mehr entsprechen.
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Dies gilt insbesondere für großflächige Späne, die bisher in schnellaufenden
Beleimungsmaschinen wegen der Spanzerstörung nicht bearbeitet werden konnten.
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Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß die Zerstörung
der Struktur der Mischgutteilchen zum überwiegenden Teil in der Ringbildungszone
des Mischers stattfindet, in der das Mischgut in Umfangs- und in axialer Richtung
beschleunigt wird.
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Die Gefahr der Zerstörung der Mischgutstruktur ist insbesondere in
dem Bereich am größten, in welchem das Mischgut den vorn am Mischer befindlichen
Einholschacht verläßt und durch die sogenannten Ringbildungswerkzeuge in den zylindrischen
Eintrittsquerschnitt der Mischertrommel befördert wird. Die bekannten
-Ringbildungswerkzeuge
mußten zudem mit sehr kleinem radialen Abstand zur Innenwandung der zylindrischen
Mischertrommel eingestellt werden, um den für den Durchsatz des Mischgutes, insbesondere
Spangutes, erforderlichen Axialschub zu erzielen. Da aber die Mischertrommeln nicht
absolut rund gefertigt werden können, werden die Mlæhgutteilehen durch die rotierenden
Ringbildungswerkzeuge gegen die Zylinderwandung gequetsoht, wodurch die Struktur
der Teilchen zusätzlich zerstört wird. Um zu vermeiden, daß das Mischgut zwischen
Zylinderwand und Werkzeug eingeklemmt wird, mußte zudem stets ein ausreichender
Mindestabstand zur Wandung eingehalten werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten
Ringbildungswerkzeuge besteht auch darin, daß sie das einlaufende Mischgut zu stark
radial beschleunigen, so daß ein erheblicher Teil des Mischgutes wieder in den Einlaufschacht
zurückgeworfen wird, wodurch es mehrmals den zerstörungsintensiven Werkzeugen in
der Einlauf- bzw. Ringbildungszone ausgesetzt wird. Schließlich mußten die bekannten
Werkzeuge der Einhol-bzw. Ringbildungszone mit ihrer Wurfschaufel schräg zur längsachse
der Beleimungsmaschine eingestellt werden, um den für die Ringbildung erforderlichen
Axialschub zu erzeugen. Die Folge hiervon ist eine starke Scherbeanspruch-ung des
Mischgutes im Bereich der Übergangszone vom Einlaufschacht zu dem zylindrisehen
Eintrittsquerschnitt der eigentlichen Mischertrommel, durch welche die Struktur
des Mischgutes ebenfalls zerstört wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei kontinuierlich arbeitenden
Ringmischern der eingangs erwähnten Art, insbesondere für den Bereich der Einhol-
und/oder Ringbildungszone, die mit der Welle schnell umlaufendenBrkzeuge so auszubilden
und im Mischer anzuordnen, daß das Mischgut bei kleinstmöglicher Stoß-, Quetsch-
und S-cherbeanspruchung sowie kleinstmöglicher äußerer und innerer Reibung mit optimaler
Beschleunigung und äußerst kurzer axialer Komponente In Bereich der Ringbildungszone
zu einem rotierenden Mischgutring mit ausreichendem axialem Vorschub befördert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des
Hauptanspruches gelöst.
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In den Unteransprüchen sind weitere erfinderische Ausbildungen enthalten.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden nicht nur die eingangs
erwähnten Nachteile vermieden; es wird auch erreicht, daß das Mischgut nach Richtung
und Geschwindigkeit definiert in den zylindrischen Eintrittsquerschnitt der Mischertrommel
so gefördert wird, daß sich unmittelbar im Eintrittsbereich der Mischertrommel ein
Mischgutring gewünschter Stärke, definierter Umlauf-und Vorschubgewindigkeit aufbauen
kann. Dabei wird das Mischgutin annähernd radialer Richtung,wenn es den gewünschten
Misch3utumlaufradius erreicht hat, entsprechend abgebremst und in die axiale Richtung
umgelenkt. Das von den erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugen erfaßte Mischgut
wird zwangläufig in den zylindrischen Xeil der Mischertrommel gefördert, so daß
ein unerwünschter Rückwurf bzw. Rückstrom des Mischgutes in den Einlaufschacht mit
den damit verbundenen Nachteilen der Strukturzerstörung der Mischgutteilchen vermieden
ist.
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Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
im einzelnen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen schematisch
dargestellten kontinuierlich arbeitenden Ringmischer, Fig. 2 in etwas vergrößerter
Darstellung gegenüber der Fig. 1 einen Teilaxialschnitt durch den Einlaufschacht
mit anschließender Ringbildungszone und FlüssigkeiXzuruhrzone, Fig. 3 einen Radialschnitt
nach Linie III-III der Fig. 2 und Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen
Werkzeuges.
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Der kontinuierlich arbeitende Ringmischer besteht aus einer zwecks
KtlhlwasserfUhrung doppelwandig ausgebildeten Mischertrommel 1, die im Bereich der
Einlaufzone 2 einen Einlaufschacht 2a aufweist, in welchem das zu mischende Gut
in Richtung Z einläuft. Hieran schließt sich die zylindrisch ausgebildete eigentliche
Mischertrommel 1 an, an deren Innenwandung 1' das Mischgut in Form eines schnell
umlaufenden Mischgutringes axial in Richtung auf den Auslauf 25 gefördert wird.
Der an die Einlaufzone 2 unmittelbar angrenzende Teil ist die Ringbildungszone 3,
an die sich die Fltlssigkeitszufuhrzone 4 und gegebenenfalls eine angrenzende Mischzone
5 sowie die Auslaufzone 6 mit Auslauf 25 anschließt. In der Mischertrommel 1 zentral
befindet sich die Mischerwelle 7. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (vgl.
Fig. 1) wird die zu mischende Flüssigkeit von außen her über eine Zufuhrleitung
26 für die Zufuhrröhrchen 27 herangeführt. Die Zufuhrröhrchen 27durchdringen die
Mischertrommel 1 und ragen in die Mischertrommel ein, derart, daß ihre Austrittsöffnungen
unmittelbar im Mischgutring liegen.
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Anstelle der dargestellten Zufuhr der Flüssigkeit von außen durch
die Mischertrommel hindurch, kann die stens eine in der Zeichnung nicht dargestellte
Axialbohrung in der Mischerwelle 7 zu auf der Mischerwelle angeordneten und mit
dieser rotierenden Flüssigkeitszufuhrrohren erfolgen, deren Austrittsöffnung gleichfalls
bis in den Mischgutring ragen.
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Auf der Mischerwelle 2 sind vorzugsweise mit Schraubgewinde Werkzeuge
befestigt. In der Einlaufzone 2 sind dies die Einholwerkzeuge 8 bzw. 8', in der
Ringbildungszone 3 die Werkzeuge 10, die auch als Ringbildungswerkzeuge bezeichnet
werden, in der Flüssigkeitszufuhrzone 4 und/oder der angrenzenden Mischzone 5 sind
dies
Mischwerkzeuge 9, 9', 9"> 9"' usw. Die Mischerwelle 7 wird zusammen mit diesen
Werkzeugen durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor derart hochtourig angetrieben,
daß das Mischgut möglichst über die ganze Länge der Mischertrommel diese in einem
Mischgutring rotierend durchläuft, wobei es in der FlUssigkeitszufuhrzone 4 und
in der Mischzone 5 durch die dort vorhandenen Werkzeuge 9, 9', 9 zwecks gleichmäßiger,
intensiver Verteilung der zugeführten Flüssigkeit, beispielsweise Leim bei Holzspänen
oder Holzfasern innig durchmischt wird.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete und angeordnete Werkzeug ist wie
im Ausführungsbeispiel dargestellt bevorzugt in der Ringbildungszone 3 vorgesehen.
Es kann aber ebenso in den Ubrigen Zonen 2, 5 und 6 des Mischers verwendet werden,
so daß der Mischer+insgesamt mit einheitlichen, erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugen
10 ausgerüstet ist.
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In der Zeichnung ist der besseren Übersichtlichkeit halber nur ein
in der Ringbildungszone 3 angeordnet es Werkzeug 10 eingezeichnet. Es ist mit seinem
Schaft 14 mit Gewinde 24 auf der Mischerwelle 7 radial verstellbar eingesetzt. Der
Schaft trägt einen Arbeitsteil 11, welcher die Aufgabe hat, das Mischgut zu erfassen
undjeefinierte Richtungen zu beschleunigen. Der Arbeitsteil 11 des Werkzeuges 10
ist so gestaltet, daß er ein Dach 12 aufweist, welches sich in Richtung der Mischerachse
15 und in Drehrichtung 16 der Werkzeuge 10 erstreckt, so daß dieses Dach 12 eine
etwa der Zylinderinnenwandung 1' in seiner Krümmung anförmi8f gepaßte sph sph£rische,im
wesentlichen dreieckige, elliptische Dachfläche bildet. Radial zu dieser spharischen
Dachfläche befindet sich eine Stegfläche 13, welche das Dach 12 mit dem Schaft 14
verbindet.
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+mit mehreren, gegebenenfalls sogar
Die innere Fläche
13' dieser Stegfläche 13 ist schräg zu einer durch den Werkzeugschaft 14 gehenden
Radialebene 17 angestellt, derart, daß diese Schrägfläche 13' mit der Radialebene
17 einen sich in Drehrichtung 16 des Werkzeuges 10 öffnenden Einholwinkel C für
das ankommende Mischgut bildet. Das Dach 12 erfaßt das einfallende Mischgut, das
dann unmittelbar durch die schräggestellte Stegfläche 13 in axialer und radialer
Richtung definiert umgelenkt und beschleunigt wird, derart, daß bereits im ersten
Abschnitt die Mischertrommel 1 ein verhältnismäßig stabiler Mischgutring aufgebaut
wird.
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Damit das Mischgut möglichst stoß-, quetsch- und reibungsfrei vom
Werkzeug 10 erfaßt wird, ist dieses auf der Mischerwelle 7 so eingestellt und angeordnet,
daß die frei liegende Außenkante 18 des Daches 12 parallel zur Dachebene 17 der
Mischerwelle 7 liegt. Hierdurch wird erreicht, daß diese Außenkante in nur einer
radialen Ebene umläuft, so daß Stauungen und Quetschungen sowie Scherwirkungen auf
Mischgutteilchen, die zwischen dieser Außenkante 18 und der Zylinderwandung liegen,
auf ein Minimum reduziert sind. Zweckmäßig ist hierzu das Dach 12 so ausgebildet,
daß in Draufsicht gesehen der in Drehrichtung 16 Vorderabschnitt des Daches 12 eine
größere axiale Breite als der hintere Teil des Daches hat. Dadurch wird das Mischgut
bereits von dem vorderen Abschnitt des Daches in großer Breite erfaßt und kann infolge
der Verschmälerung des Daches schnell und unter Vermeidung unnötiger Reibung, Stoß-,
Quetsch- und Prallwirkung schnell entsprechend der Anstellung der Stegfläche 18
in axialer und radialer Richtung beschleunigt abgegeben werden.
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Damit das Mischgut vom vorderen Teil des Daches in besonders schonender
Weise erfaßt werden kann, ist das Dach 12 vorzugsweise in dem vor der vorderen Kante
20 der Stegfläche 13 befindlichen Teil' derart verjüngt ausgebildet, daß es eine
in Drehrichtung 16 vorlaufende Dachspitze 19 hat. Dabei hat dieser vordere Abschnitt
des Daches 12 ebenfalls in Draufsicht
gesehen annähernd Dreiecksform
derart, daß die Dachspitze 19 an der freien Außenkante des Daches 12 liegt. Um die
schädlichen Stoß-, Reibungs- und Quetschwirkungen im Bereich dieser Dachkante 21
weiter zu reduzieren, ist vorteilhaft diese Dachkante 21 entgegen der Drehrichtung
16 derart abgeschrägt, daß die Kante der Außenfläche des Daches 12 in Drehrichtung
vor der Kante Durch der inneren Dachfläche liegt die vorlaufende Dachstie 19 in
Verbindung mit der zum Mischgut-einlaufschaft 2a hin gerichteten Abschrägung der
Dachkante 21 wird erreicht, daß an der Erfassungsstelle des Mischgutes infolge des
auftretenden Abweisungseffektes für die Mischgutteilchen Quetschwirkungen vermieden
sind. Die freie Außenkante 18 des Daches 12 verläuft ferner von der Dachspitze 19
aus derart schräg nach hinten, daß sich die Oberfläche des Daches nach hinten zu
verjüngt, wobei die Kante 18 etwa an der hinteren Kante 22 der Stegfläche 13 endet.
Die Innenfläche 23 des Steges 13 selbst ist vorzugsweise leicht gewölbt ausgerührt,
was die Reibungsarme Umlenkung des Mischgutes unterstützt.
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Das Werkzeug 10 ist im übryvn bei einer bevorzugten Lösung so innerhalb
des Mischers angeordnet, daß seine vordere Dachkante radial näher an der Innenwandung
1' der Mischertrommel 1 liegt, als die hintere Kante des Daches. Hierdurch wird
einer Art Keilwirkung entgegengetreten, da die Dachspitze 19 näher an der Trommelinnenwandung
herangeführt ist als der hintere Teil des Daches. Wie aus der Zeichnung erkennbar
schließt die freie Außenkante 18 des Daches 12 mit der vorderen Kante 21 einen spitzen
Winkel ß ein, der etwa 30 bis 700, vorzugsweise 500 groß sein. Der zwischen der
Innenkante 18' und der Außenkante 18 befindliche Winkel zr kann kleiner als45°,
vorzugsweise 20 bis 350 groß sein. Weiterhin verläuft die vordere Kante 20 des Steges
13 vom Dach 12 aus nach unten zum Schaft 14
hin, so daß auch hier
das Spangut ausschließlich schräg mit vermindertem Stoß auf diese nach hinten gerichtete
Kante auftreffen kann. Das Werkzeug 10 kann im Bedarfsfall durch hohle Ausbildung
seines+Steges 13 und/oder des Daches 12 mit einer Kühlflüssigkeit gekühlt werden.
Es ist auch denkbar, daß bei mehreren hintereinander liegenden Werkzeugen 10 die
einzelnen Dachflächen miteinander durch dachförmige Verbindungsflächen verbunden
werden, derart, daß eine zusammenhängende, nach Art einer Schraubenlinie verlaufende
durchgehende Dachfläche gebildet ist.
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+Schaftes 14,
L e e r s e i t e