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"Verfahren und Vorrichtung zum Beleimen von Holzspänen"
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Beleimen
von Holzspänen unter Zuführung von flüssigem Leim zu in Form eines Mischgutringes
bewegten Holzspänen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem
annähernd horizontal angeordneten, zylindrischen Mischbehälter, in dem koaxial eine
zur Erzeugung eines Mischgutrings hochtourig antreibbare, mit Mischwerkzeugen versehene
Mischwerkswelle angeordnet ist, mit einem Mischgutzulaufstutzen an einem Ende des
Mischbehälters und einem Mischgutauslaufstutzen am anderen Ende des Mischbehälters
und mit mindestens einem am Mischbehälter angebrachten, sich von außen in den Mischbehälter
erstreckenden, mit seiner jeweiligen Auslauföffnung im Mischbehälter endenden Leimzuführrohr.
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Aus der DT-OS 2 019 483 ist ein derartiges Verfahren und eine derartige
Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen von Holzspänen bekannt. Hierbei sind im
Mischbehälter Sprühdüsen angebracht,
die geringfügig in den Innenraum
des Mischbehälters hineinragen. Diesen Sprühdüsen wird Leim unter Druck zugeführt
und dann in der gleichen Richtung in den Innenraum des Mischbehälters eingesprüht,
in der sich die Holzspäne in Form eines Mischgutringes bewegen. Um dies zu erreichen,
muß die Düse tangential in der Umlaufrichtung des Mischgutringes in den Mischbehälter
hineinragen. Um dieses konstruktiv zu realisieren, ist ein sich radial erstreckender
Rücksprung in der Innenwand des Mischbehälters ausgebildet, aus dem die jeweilige
Sprühdüse etwa tangential zur Innenwand des Mischbehälters herausragt. Im Bereich
dieses Rücksprungs wird ein Totraum gebildet, in dem sich Leim und Holzspäne an
der Mischbehälterwand ansetzen können. Diese lösen sich unkontrolliert in Form von
Klumpen, was zu Betriebsstörungen in der Vorrichtung und/oder zu Störungen bei der
späteren Weiterverarbeitung der beleimten Holzspäne zu Spanplatten führt.
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Des weiteren ist die Zuführung des Leims unter Druck zu den Sprühdüsen
problematisch, da eine notwendige gute Dosierung des Leims unter Druck nur mit erheblichem
Aufwand erreichbar ist.
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Aus der US-PS 3 163 403 ist eine Vorrichtung zum Einmischen von Weichmacher
in ein Mischgut bekannt, bei der Sprühdüsen, denen der Weichmacher unter Druck zugeführt
wird, in der Mischbehälterwand angeordnet sind, wobei die Düsenaustrittsflächen
in der Fläche der Innenwand des Mischbehälters liegen. Diese Ausgestaltung hat sich
für die Beleimung von Holzspänen nicht durchsetzen können.
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Aus der DT-OS 21 34 305 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der die Leimzuführrohre mit ihren Auslauföffnungen
mit Abstand von der Innenwand im Mischgutring enden. Der Leim wird hierbei weitgehend
drucklos zugeführt. Nachteilig bei diesem Verfahren dieser Vorrichtung ist, daß
die Leimzuführrohre einen erheblichen Verschleiß durch die mit hoher Geschwindigkeit
an diesen vorbeibewegten Spänen unterworfen sind. Andererseits lagert sich im Bereich
dieser Leimzuführrohre Leim ab und härtet aus, was zu Betriebsstörungen führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bei einer
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so einer zubilden, daß bei guter Verteilung
des Leims auf den Holzspänen eine Verschmutzung des Mischbehälters vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Leim praktisch drucklos an der äußeren
Peripherie des Mischgutringes an die Späne übergeben wird. Bei einer Vorrichtung
der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die jeweilige Auslauföffnung jedes Leimzuführrohres in der Fläche der Innenwand
des Mischbehälters liegt. Überraschenderweise hat sich hierbei gezeigt, daß dann,
wenn der Leim praktisch drucklos, also maximal mit einem der statischen Höhe der
Leimsäule entsprechenden Druck dem Mischbehälter in der Fläche seiner Innenwand
zugeführt wird, einerseits eine mindestens gleichgute und in vielen Fällen bessere
Verteilung des Leims auf der Oberfläche der Späne erreicht wird, wie bei den ansich
hervorragenden und in der Praxis außerordentlich bewährten Verfahren und Vorrichtungen
nach dem DBP 20 57 594 und nach der DT-AS 21 34 3c5. Hierdurch wird eine nicht unbeträchtliche
Leimersparnis erreicht, da der bei vorgegebener Festigkeit der zu erzeugenden Spanplatten
erforderliche Leimeinsatz von der Qualität der Verteilung des Leims auf der Oberfläche
der Späne abhängt.
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Andererseits hat sich, was als noch überraschender anzusehen ist,
gezeigt, daß obwohl der Leim praktisch auf die Innenwand des Mischbehälters läuft,
keinerlei Verschmutzungen dieser Innenwand mit Leim auftreten. Holzspäne, wie sie
zur Herstellung von Spanplatten verwendet werden, bestehen regelmäßig aus Spänen
unterschiedlicher Größe, nämlich aus Staub, Feinspänen, Mittelspänen und Grobspänen.
Innerhalb eines Mischgutringes tritt eine gewisse Fraktionierung ein, d. h. es tritt
eine gewisse radiale Verteilung der Späne über die Mischgutringdicke ein, wobei
die Grobspäne in überproportionalem Anteil an der Außenseite des Mischgutringes,
also an seiner Peripherie, vorzufinden sind. Es wurde nun gefunden, daß diese mit
extrem hoher Relativgeschwindigkeit von lo bis 20 m/s an der Innenwand des
Mischbehälters
entlanglaufenden überwiegend groben Holzspäne den drucklos einlaufenden Leim nach
Art von Spachteln von der Innenwand abnehmen und nach innen in den Mischgutring
hineinschleudern. Diese groben Späne bewirken also zum Teil die Leimverteilung,
d. h. sie übernehmen die Aufgabe von besonderen Leimverteilwerkzeugen, wie Sprühdüsen
oder dergleichen. Naturgemäß kann bei dieser Art der Anordnung der Leimzuführrohre
kein Verschleiß derselben auftreten, da sie ja nicht dem Spanstrom ausgesetzt sind.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist das mindestens eine Leimzuführrohr in einem
in den Mischgutzulauftrichter angeordneten, eine zylinderabschnittsförmige Innenfläche
aufweisende Einsatzstück vorgesehen. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit
sich, daß das oder die Leimzuführrohre nicht den regelmäßig bei derartigen Vorrichtungen
vorhandenen Kühlmantel des Mischbehälters durchdringen müssen, was regelmäßig fertigungstechnische
und betriebs technische Probleme mit sich bringt. Insbesondere ist hierbei ein Austausch
der Leimzuführrohre in einfachster Weise möglich. Es wird weiterhin hierbei bei
unveränderter Länge des Mischbehälters die Nachmischzone verlängert, in der noch
eine weitere Verteilung des Leims auf der Oberfläche der Späne erfolgen kann und
zwar - bei einer vorgegebenen Vorrichtung -durch Verkürzung der üblicherweise ungekühlten
Eingabezone, in der ohnehin keine Mischung erfolgt, aber die Holzspäne bereits erwärmt
werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß ein in
jedem Leimzuführrohr befindlicher Leimkanal mindestens im Bereich der zugehörigen
Auslauföffnung unter einem Winkel zur zugehörigen Radialebene des Mischbehälters
verläuft. Hiermit kann bei ansich beliebiger, in der Regel radialer Anordnung des
Leimzuführrohres der Leim selber mit einer Tangentialkomponente in den Mischbehälter
eingegeben werden und zwar entweder in Umlaufrichtung des Mischgutringes oder auch
vorteilhaft gegen dessen
Umlaufrichtung. Hierbei ist besonders vorteilhaft,
wenn der Leimkanal im Bereich der zugehörigen Auslauföffnung gegenüber der Mittellinie
des Leimzuführrohres abgewinkelt ist.
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Um eine drucklose Zuführung des Leims zu gewährleisten, ist es sehr
vorteilhaft, wenn die Querschnittsfläche einer Auslauföffnung mindestens gleich
der Querschnittsfläche des zugehörigen Leimkanals ist. Wenn einem Leimkanal mehrere
Auslauföffnungen zugeordnet sind, dann gilt diese Relation für die Summe der Querschnittsflächen
der entsprechenden Auslauföffnungen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
im vertikalen Mittel-Längsschnitt, Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt gemäß der
Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Ausgestaltung eines Leimzuführrohres,
Fig. 4 eine Ansicht gemäß dem Sichtpfeil IV in Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausgesatltung
eines Leimzuführrohres, Fig. 6 eine Ansicht gemäß dem Sichtpfeil VI in Fig. 5, Fig.
7 eine weitere Ausgestaltung eines Leimzuführrohres, Fig. 8 eine Ansicht gemäß dem
Sichtpfeil VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine weitere Ausgestaltung eines Leimzuführrohres,
Fig.lO eine Ansicht gemäß dem Sichtpfeil X in Fig. 9, Fig.ll eine Vorrichtung gemäß
der Erfindung im vertikalen Mittel-Längsschnitt mit einer abgewandelten Anordnung
des Leimzuführrohrec,und Fig.12 einen vertikalen Querschnitt gemäß der Schnittlinie
XII-XII in Fig. 11.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist einen zylindrischen
Mischbehälter 1 auf, der aus einem dessen Innenwand bildenden Innentrog 2 und einem
den Innentrog 2 umgebenden Kühlmantel 3 besteht. Der Mischbehälter 1 ist an seinen
Enden durch Stirnwände 4, 5 abgeschlossen. An einem - in Fig. 1 rechts - Ende des
Mischbehälters 1 ist ein Mischgutzulauftrichter 6 vorgesehen, der tangential von
oben mit einer Mischgutzulauföffnung 7 in den vom Innentrog 2 und den Stirnwänden
4 und 5 umschlossenen Innenraum 8 des Mischbehälters 1 einmündet. An dem anderen
- in Fig. 1 linken - Ende ist ein ebenfalls tangential ausmündender Mischgutauslauftrichter
9 vorgesehen. Der Mischbehälter 1 ist in der Horizontalebene hälftig geteilt, wobei
die beiden Hälften durch Kniehebelverschlüsse lo lösbar zusammengehalten werden.
Im Mischbehälter 1 ist eine Mischwerkswelle 11 koaxial angeordnet, die in Lagern
12, 13 gelagert ist und von einem nicht dargestellten Motor über eine Keilriemenscheibe
14 angetrieben wird. Auf der Mischwerkswelle 11 sind Auswuchtscheiben 15, 16 angebracht.
In der Mischwerkswelle 11 ist ein mit dieser umlaufendes Kühlwasserzuführrohr 17
angeordnet. Auf der Mischwerkswelle 11 sind Gewindebuchsen 18 angebracht, in die
als Mischarme ausgebildete hohle Mischwerkzeuge 19 eingeschraubt sind. Von dem Kühlwasserzuführrohr
17 zweigt in jedes hohl ausgebildete Mischwerkzeug 19 jeweils ein Kühlwasserrohr
20 ab, so daß das Kühlwasser durch das Kühlwasserzuführrohr 17, die weiteren Kühlwasserrohre
20, durch den Innenraum jedes Mischwerkzeugs 19 in den zwischen dem Kühlwasserzuführrohr
17 und der Mischwerkswelle 11 befindlichen Ringraum fließt. Das Kühlwasser gelangt
über einen - in Fig. 1 links vorgesehenen - Kühlwasseranschluß
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in die Mischwerkswelle 11, wobei der Kühlwasserzulauf mit a und der Kühlwasserablauf
mit b bezeichnet sind.
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Der Mischbehälter ist samt Lagern 12, 13 über ein Maschinengestell
22 gegenüber einem Fundament 23 abgestützt.
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In Förderrichtung 24 des Mischgutes direkt hinter dem Mischgutzulauftrichter
6 sind Leimzuführrohre 25 im Mischbehälter 1 angebracht, die den Kühlmantel 3 und
den Innentrog 2 durchdringen und bündig mit dessen Innenwand 26 abschließen,wie
in den Fig. 3 bis 10 dargestellt. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4
wird das Leimzuführrohr 25 durch ein dickwandiges Rohr 27 gebildet, daß radial zur
Mischwerkswelle 11 in entsprechenden Ausnehmungen des Innentroges 2 und des Kühlmantels
3 angeordnet ist und dessen dem Innenraum 8 zugewandte Stirnseite 28 bündig mit
der Innenwand 26 des Innentroges 2 verläuft.
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Das Rohr 27 ist beispielsweise mit dem Innentrog 2 und dem Kühlmantel
3 durch Schweißnähte 29, 30 verbunden. Es weist einen über den größten Teil seiner
Länge radial zur Mischwerkswelle 1 verlaufenden zylindrischen Leimkanal 31 auf,
der im Bereich der Stirnseite 28 einen in Umlaufrichtung 32 der Mischwerkzeuge 19
abgeknickten Abschnitt aufweist, der, da der Querschnitt dieses abgeknickten Abschnittes
33 ebenfalls kreisförmig ist, in einer ellipsenförmigen Auslauföffnung 34 endet.
Durch diese Ausgestaltung des Leimkanals 31 mit seinem abgeknickten Abschnitt 33
wird erreicht, daß durch ihn zugeführter Leim aus der Auslauföffnung 34 bereits
mit einer Tangentialkomponente austritt.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 dient als Leimzuführrohr
25 wiederum ein Rohr 35, das allerdings eine erheblich geringere Wandstärke aufweist.
Dieses Rohr weist eine unter einem Winkel ungleich 900 abgeschnittene innere Stirnseite
36 auf, so daß sich eine elliptische Auslauföffnung 37 bildet.
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Das Rohr 35 ist unter dem gleichen Winkel dv gegenüber einer
Radialebene
38 geneigt, unter dem die Stirnseite 36 schräg zu den Mantellinien des Rohres 35
verläuft. Es ist derart angeordnet, daß es an der in Umlaufrichtung 32 vorn liegenden
Durchdringungsstelle 39 mit der Innenwand 26 bündig liegt.
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Aufgrund der Gleichheit des Schrägungswinkels & der Stirnseite
36 und des Neigungswinkels d des Rohres gegenüber der Radialebene 38 verläuft also
die Stirnseite 36 von der Durchdringungsstele an tangential zu der Innenwand 26
an dieser Durchdringungsstelle 39.
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In den Innentrog 2 ist eine muldenförmige Ausnehmung 40 eingearbeitet,
die von dem in Umlaufrichtung 32 hinten liegenden Ende 41 der Stirnseite 36 des
Rohres 35 tangential beginnt und in einer stetigen Krümmung wieder tangential in
der Innenwand 26 ausläuft. Bei dieser Ausgestaltung verläuft also der Leimkanal
42 in dem Rohr 35 über seine volle Länge mit einer Tangentialkomponente in Umlaufrichtung
32.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist wiederum ein dickwandiges
Rohr 43 vorgesehen, das radial zur Mischwerkswelle 11 verläuft und das bündig mit
der Innenwand 26 des Innentroges 2 abschließt. An seinem inneren Ende ist dieses
Rohr 43 mit einer sich vom Innenraum 8 weg verjüngenden kegelstumpfförmigen Sitzfläche
44 versehen, gegen die sich eine entsprechende kegelstumpfförmige Verschlußplatte
45 abstützt, die an einer Stange 46 befestigt ist. Diese Stange 46 erstreckt sich
wiederum durch das Rohr 43 nach außen, so daß in diesem ein ringförmiger Leimkanal
47 gebildet wird. An dem in Umlaufrichtung 32 hinten liegenden Ende ist das Rohr
43 mit einer zusätzlichen zu seiner Längsachse schräg verlaufenden Ausnehmung 48
versehen, so daß sich eine Auslauföffnung 49 bildet, die durch eine Halbellipse
und einen Halbkreis gebildet wird. Die Sitzfläche 44 erstreckt sich also auch nur
über etwa 1800. Die Querschnittsfläche der Auslauföffnung 49 ist gleich oder etwas
größer der Querschnittsfläche
des ringförmigen Leimkanals 47 in
dem Rohr. Auch bei dieser Ausführung wird also durch den Leimkanal 47 und die Ausnehmung
48 zugeführter Leim mit einer in Umlaufrichtung 32 gerichteten Tangentialkomponente
zugeführt.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 9 und 10 unterscheidet sich von
der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 nur dadurch, daß die Sitzfläche 44' über
deren vollen Umfangswinkel von 360° sich erstreckt, während die Verschlußplatte
45' auf ihrer in Umlaufrichtung32hinten liegenden Seite weitgehend abgeschnitten
ist, so daß auch hier wiederum eine Auslauföffnung 49' entsteht, wobei die hierdurch
gebildete Ausnehmung 48' im Anschluß an den Leimkanal 47 eine Tangentialkomponente
in Umlaufrichtung 32 aufweist, die dem Öffnungswinkel der Sitzfläche 44 entspricht.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 unterscheidet sich von
der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß die Leimzuführrohre nicht
am Mischbehälter 1, also unter Durchdringung des Kühlmantels 3 und des Innentroges
2, angebracht sind. Hier ist vielmehr ein Einsatzstück 50 vorgesehen, das in den
Mischgutzulauftrichter 6 eingesetzt ist und zwar auf dessen in Förderrichtung 24
hinten liegender Seite. In tangentialer Richtung füllt es - wie aus Fig. 12 hervorgeht
- den Mischgutzulauf trichter 6 vollständig aus. Es weist eine zylinderabschnittsförmige
Innenfläche 51 auf, deren Krümmung gleich der Krümmung der Innenwand 26 des Innentroges
2 ist, so daß diese Innenfläche 51 Teil des durch die Innenwand 26 aufgespannten
Zylinders ist. In diesem Einsatzstück 50 ist ein Leimzuführrohr 52 angebracht, das
seitlich oder nach oben aus dem Mischgutzulauftrichter 6 herausgeführt ist. Die
Ausgestaltung dieses Leimzuführrohres 52 und seiner Anordnung relativ zum Mischbehälter
1 kann im übrigen genau so sein wie es im einzelnen bezüglich der Fig. 3 bis 10
dargestellt und beschrieben ist, worauf insoweit verwiesen werden darf. Selbstverständlich
können
in dem Einsatzstück 50 auch mehrere derartige Leimzuführrohre
52 untergebracht sein.
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Durch dieses Einsatzstück 50 wird eine in ihrer Länge entsprechend
reduzierte Mischgutzulauföffnung 7' gebildet.
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Der Bereich des Mischbehälters 1, über den sich die Mischgutzulauföffnung
7 bzw. 7' in Längsrichtung des Mischbehälters 1 erstreckt, bildet eine Einzugszone
A bzw. A'.
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In dieser Einzugszone A bzw. A' wird das aus Holzspänen bestehende,
durch den Mischgutzulauftrichter 6 zugeführte Mischgut mittels schaufelartig ausgebildeten
ringbildenden Einzugswerkzeugen 19' so stark tangential beschleunigt, daß sich an
der Innenwand 26 bzw. an der Innenfläche 51 und der Innenwand 26 des Innentroges
2 ein Mischgutring 53 bildet.
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Um diese Bildung eines Mischgutringes 53 zu ermöglichen, wird die
Mischwerkswelle 11 mit weit über-kritischer Drehzahl angetrieben. Die kritische
Drehzahl ist so definiert, daß bei ihrem Auftreten an den äußeren Enden der Mischwerkzeuge
19 bzw. 19' Radialbeschleunigungen angreifen, die gleich der Erdbeschleunigung sind.
Rechnerisch läßt sich die kritische Drehzahl wie folgt ausdrücken: nKrit= 42,3 :
VW, wobei D gleich dem Durchmesser des Innentroges ist. Der sich an die Einzugszone
A bzw. A' anschließende Längenbereich des Mischbehälters 1 bzw. des Einsatzstückes
50, über den seineZuführrohre 25 bzw. 52 angeordnet sind, bildet eine Flüssigkeitszugabezone
B bzw. B'. Der sich anschließende Bereich ist eine Nachmischzone C bzw. C'.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, können an der Innenwand 26 des Innentroges
2 Wendeeinrichtungen 54 vorgesehen sein, die eine in Umlaufrichtung 32 radial nach
innen verlaufende Auflauffläche aufweisen. Derartige Wendeeinrichtungen 54 sind
in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Sie erteilen dem in Umlaufrichtung
32
umlaufenden Mischgut eine radial nach innen gerichtete Bewegungskomponente und führen
dadurch zu einer radialen Umschichtung der einzelnen Späne des Mischgutes.
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Gleichermaßen wie die Leimzuführrohre 25 bzw. 52 in Umlaufrichtung
32 des Mischgutes angestellt sind, können diese auch gegen die Umlaufrichtung 32
angestellt sein.
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Die praktisch drucklose Zuführung des Leimes zu den Leimzuführrohren
25 bzw. 52 kann in der in der DT-OS 2 654 773 der Anmelderin dargestellten und beschriebenen
Weise erfolgen, worauf ausdrücklich verwiesen wird.
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L e e r s e i t e