DE102009057916A1

DE102009057916A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel

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Publication number: DE102009057916A1
Application number: DE102009057916A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Franck
Original assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2029-12-12
Also published as: US20120123022A1; RU2011151080A; DE102009057916B4; CA2764941A1; WO2010130711A1; EP2429786A1; CN102438796A; RU2521579C2

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten, in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung, welche zumindest eine Mischkammer sowie ein oder mehrere an einer rotierenden Mischerwelle befestigte Mischwerkzeuge aufweist, wobei die Mischwerkzeuge die Fasern mit dem Bindemittel vermischen und in einer Förderrichtung durch den Mischer fördern. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n) der Mischerwelle und der Durchmesser (d) der Mischkammer mit der Maßgabe aufeinander abgestimmt sind, dass die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung der Fasern im Bereich der Mischerinnenwand 10000 bis 30000 m/sec² beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten, in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung, welche zumindest eine Mischkammer sowie eine oder mehrere an einer rotierenden Mischerwelle befestigten Mischwerkzeuge aufweist, wobei die Mischwerkzeuge die Fasern mit dem Bindemittel vermischen und in einer Förderrichtung durch den Mischer bzw. die Mischkammer fördern. Außerdem betrifft die Erfindung eine Mischvorrichtung zum Mischen von Fasern mit einem Bindemittel. Solche Mischvorrichtungen werden auch als Beleimungsmischer bezeichnet. Die Mischkammer ist in der Regel zylindrisch als Trommel ausgebildet, wobei diese Trommel jedoch nicht rotiert, sondern fest steht.
Die Beleimung von Fasern und folglich das Mischen von Fasern mit einem Bindemittel bzw. Leim stellt einen wesentlichen Prozessschritt im Zuge der Herstellung von Faserplatten dar. Die Qualität der hergestellten Faserplatten, z. B. Holzwerkstoffplatten, hängt auch maßgeblich von der Qualität der Fasern und insbesondere einer homogenen Beleimung der Fasern ab.
Es ist grundsätzlich bekannt, Holzfasern in einer sogenannten Blowline mit einem Bindemittel bzw. Leim zu vermischen und folglich zu beleimen. Die Durchsätze sind bei dieser Beleimungstechnik jedoch begrenzt. Im Übrigen treten in der Praxis gelegentlich Probleme mit sogenannten Leimflecken auf. Insbesondere die Handhabung von Isocyanat-Bindemitteln bereitet in der Blowline-Technologie Probleme.
Aus diesem Grunde wurde bereits die Beleimung von Fasern in einem Beleimmischer vorgeschlagen. Die in der Vergangenheit in der Praxis mit bekannten Beleimmischern erzielten Ergebnisse waren jedoch häufig unbefriedigend.
Eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beleimen von Fasern, welche als horizontal orientierter Beleimmischer in Trommelbauweise ausgestaltet ist, ist beispielsweise aus der DE 24 38 818 bekannt. Die Mischwelle ist bei dieser Ausführungsform hohl ausgebildet und dient der Leimzufuhr. Dazu ist die Mischerwelle mit Mischwerkzeugen besetzt, die im Bereich ihrer hohlen Ausbildung mit davon abstehenden Leimschleuderrohren versehen sind. Der Durchmesser eines solchen Mischbehälters beträgt ca. 600 mm, wobei eine Drehzahl der Mischerwelle von 1500 Umdrehungen pro Minute vorgeschlagen wird. Damit soll eine Durchsatzleistung von 3 bis 4 t Fasern pro Stunde erreicht werden.
In der Praxis ist bislang bei der Beleimung von Fasern mit derartigen Vorrichtungen darauf geachtet worden, dass die zu beleimenden Fasern, die von den Mischwerkzeugen in eine ”rotierende” Bewegung versetzt werden, eine vorgegebene Geschwindigkeit bzw. Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Mischer mit unterschiedlichem Durchmesser sind daher in der Praxis mit stark unterschiedlichen Drehzahlen betrieben worden, so dass vergleichbare Geschwindigkeiten eingestellt wurden. Die auf diese Weise erzielten Ergebnisse waren häufig unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches einwandfreie Beleimungsergebnisse bei gleichzeitig hohem Durchsatz gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten der eingangs beschriebenen Art, dass die Drehzahl n der Mischerwelle und der Durchmesser d der Mischkammer mit der Maßgabe aufeinander abgestimmt sind, dass die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung der Fasern im Bereich der Mischerinnenwand 10000 bis 30000 m/sec² beträgt. Bevorzugt beträgt die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung 15000 bis 30000 m/sec². Die Fasern werden von der rotierenden Mischerwelle mit den Mischerwerkzeugen in Richtung zum Mischermantel beschleunigt und bewegen sich dann im Wesentlichen auf einem Faserring durch den Mischer. Bei der (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung handelt es sich nicht (zwangsläufig) um die tatsächliche Zentrifugalbeschleunigung der bewegten Fasern, sondern gemeint ist vielmehr ein rechnerisch aus der Drehzahl n und dem Durchmesser d wie folgt bestimmter Wert für die Zentrifugalbeschleunigung a: a = 2π²n²d.
Durchmesser meint den Innendurchmesser der Mischkammer. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es für eine optimale Beleimung weniger auf die Geschwindigkeit bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Fasern als vielmehr auf die Zentrifugalbeschleunigung der Fasern ankommt. Im Rahmen der Erfindung werden hohe Zentrifugalbeschleunigungen eingerichtet, so dass z. B. vorzugsweise mit verhältnismäßig kleinen Durchmessern der Mischerkammer und verhältnismäßig hohen Drehzahlen der Mischerwelle gearbeitet wird. Bevorzugt schlägt die Erfindung vor, dass der Durchmesser d der Mischkammer 200 mm bis 800 mm, vorzugsweise 300 mm bis 700 mm, beträgt. Die Drehzahl n der Mischerwelle kann vorzugsweise 1000 bis 4000 U/min, besonders bevorzugt 2000 bis 4000 U/min, betragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zunächst einmal für die Beleimung von Holzfasern, z. B. für die MDF-Produktion. Besonders bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung auch Fasern von Einjahrespflanzen, z. B. Fasern von Stroh, z. B. Reisstroh, beleimt. Insbesondere bei derartigen Fasern von Einjahrespflanzen wird als Bindemittel Isocyanat oder ein isocyanathaltiges Bindemittel verwendet. Dieses Bindemittel ist für derartige Einjahrespflanzen besonders deshalb zweckmäßig, weil einige Einjahrespflanzen häufig mit einer Wachsschicht versehen sind. Die hohe Klebewirkung von isocyanathaltigen Bindemitteln gewährleistet dennoch eine einwandfreie Verarbeitung. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit hohen Zentrifugalbeschleunigungen wird ein einwandfreies Beleimungsergebnis erzielt, ohne dass die bislang in der Praxis bei Trommelmischern beobachteten Probleme auftreten.
Überraschenderweise eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch besonders gut für das Mischen von Fasern und insbesondere Holzfasern mit thermoplastischen Kunststofffasern, z. B. Bikomponentenfasern. Es ist grundsätzlich bekannt, als Bindemittel bei Holzwerkstoffplatten nicht nur duroplastische Bindemittel, z. B. Isocyanate, zu verwenden, sondern es wurde bereits vorgeschlagen, als Bindemittel thermoplastische Kunststofffasern, z. B. Bikomponenten-Kunststofffasern zu verwenden, welche mit den Holzfasern gemischt und z. B. mittels eines mechanischen Streukopfes zu einer Matte gestreut werden. Derartige Mehrkomponentenfasern zeichnen sich dadurch aus, dass sie zumindest eine erste und eine zweite Kunststoff-Komponente aufweisen, wobei die Kunststoff-Komponenten unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen. Beim Erwärmen der Fasermatte wird eine Komponente, z. B. die zweite Komponente der Kunststofffasern erweicht und anschließend wird die Fasermatte zur Erzeugung der Faserplatte, z. B. Dämmplatte abgekühlt. Überraschenderweise lassen sich derartige Bikomponentenfasern mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders gut mit Holzfasern homogen und mit hohem Durchsatz vermischen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten, insbesondere nach einem Verfahren der beschriebenen Art. Eine solche Vorrichtung weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau zumindest eine im Wesentlichen horizontal angeordnete, zylindrische Mischkammer und zumindest eine in der Mischkammer rotierend angeordnete Mischerwelle auf, an welcher mehrere Mischwerkzeuge befestigt sind. Die Mischkammer weist zumindest eine Beladeöffnung für die Zuführung der Fasern und zumindest eine Entladeöffnung für die Abführung des Faser-Bindemittel-Gemisches sowie mehrere Bindemittelzuführöffnungen für die Zuführung des Bindemittels auf. Die Erfindung schlägt vor, dass als Mischwerkzeuge mehrere über den Umfang der Mischerwelle verteilte Stachelkämme mit jeweils mehreren radial nach außen orientierten Stacheln vorgesehen sind, wobei die Stachelkämme sich im Wesentlichen parallel zur Mischerachse erstrecken und wobei jeweils zwei benachbarte Stachelkämme in axialer Richtung um ein vorgegebenes Maß versetzt zueinander angeordnet sind. Diese Stachelkämme bzw. Stacheln übernehmen einerseits eine Mischfunktion und andererseits eine Förderfunktion, denn in Rotation der Mischerwelle mit den Mischwerkzeugen werden die Fasern nicht nur mit dem Bindemittel vermischt, sondern das Gemisch wird zugleich in Förderrichtung von der Beladeöffnung zur Entladeöffnung einwandfrei und mit hohem Durchsatz transportiert. Durch den axialen Versatz der einzelnen Stachelkämme erreicht man gleichsam eine spiralförmige Anordnung der Stacheln, welche die Förderwirkung verbessert. Die einzelnen Stacheln können auch als Dorne oder Stifte bezeichnet werden. Bevorzugt sind diese Stacheln bzw. Dorne oder Stifte ohne Bindemittelzuführung ausgebildet, d. h. das Bindemittel wird nicht über die Stacheln selbst, sondern über separate (nicht rotierende) Bindemittelzuführrohre zugeführt, welche in z. B. radialer Richtung um ein vorgegebenes Maß durch den Mischkammermantel in das Innere der Mischkammer ragen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die in die Mischkammer ragenden Zuführrohre in Längsrichtung versetzt zu den Stacheln bzw. den Stachelkämmen angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Stachelkämme ohne weiteres mit hohen Geschwindigkeiten rotieren können, ohne mit den Zuführrohren zu kollidieren, obwohl die Zuführrohre bis in den Bereich der Stacheln hineinragen können.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Stachelkämme in dem Bereich, in dem die Zuführrohre vorgesehen sind, mehrere verkürzt ausgebildete Stacheln aufweisen. Diese verkürzt ausgebildeten Stacheln, die im Bereich der Zuführrohre angeordnet sind, weisen folglich eine geringere Länge auf als die übrigen Stacheln, die außerhalb des Bereichs der Zuführrohre angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, dass die Zuführrohre in Längsrichtung versetzt zu den Stacheln angeordnet sind. Die Länge dieser verkürzten Stacheln ist dabei auf das Maß abgestimmt, um welches die Zuführrohre in das Innere der Kammer ragen.
Besonders bevorzugt sind die Bindemittel-Zuführrohre in der ersten Hälfte der Mischkammer (bezogen auf die Förderrichtung) angeordnet, besonders bevorzugt im ersten Drittel der Mischkammer. Dabei können z. B. zwei bis zehn, bevorzugt drei bis sieben Leimzuführrohre vorgesehen sein, die in Mischerlängsrichtung hintereinander angeordnet sind. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, mehrere derartige Reihen von Zuführrohren vorzusehen, die beispielsweise über den Umfang verteilt angeordnet sein können oder auch über die Länge der Kammer verteilt angeordnet sein können.
In einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei welchen das Bindemittel über die Mischerwelle und die Mischwerkzeuge, z. B. die Stacheln, zugeführt wird. Bei einem solchen Mischer mit ”Innenbeleimung” ist die Mischerwelle als Hohlwelle ausgebildet und die Stacheln sind zugleich als Bindemittel-Zuführrohre ausgebildet, welche an die Mischerwelle angeschlossen sind.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass der der Beladeöffnung zugeordnete Bereich der Mischerwelle stachelfrei ausgebildet ist, wobei in diesem Zuführbereich Förderwerkzeuge, z. B. Förderpaddel, angeordnet sind. Die durch die Beladeöffnung in die Mischkammer eintretenden Fasern werden folglich von den Förderwerkzeugen als gleichsam Anschubwerkzeuge schnell und zuverlässig aus dem Bereich der Beladeöffnung weg in den Mischbereich transportiert, wo sie dann von den Stacheln weiter transportiert werden.
Nach einem weiteren Vorschlag kann der der Entladungsöffnung zugeordnete Bereich der Mischerwelle optional oder ergänzend stachelfrei ausgebildet sein, wobei in diesem Abführbereich Auswurfwerkzeuge, z. B. Auswurfpaddel, vorgesehen sind.
Die Beladeöffnung ist vorzugsweise auf der Mischkammeroberseite angeordnet und z. B. als Beladetrichter ausgebildet. Die Entladeöffnung oder Auswurföffnung ist vorzugsweise im unteren Bereich, z. B. in der unteren Hälfte der Mischkammer vorgesehen, so dass insgesamt eine Beladung und Entladung über im Wesentlichen die Schwerkraft erfolgt.
Sofern mit Leimzuführrohren gearbeitet wird, welche in im Wesentlichen radialer Richtung durch den Mischermantel in das Mischerinnere hineinragen, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass diese Leimrohre höhenverstellbar ausgebildet sind. Das bedeutet, dass die Eintauchtiefe der Leimrohre in radialer Richtung in das Innere der Mischkammer einstellbar sein kann.
An die Mischerwelle ist im Übrigen zumindest ein Antrieb angeschlossen, ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes. Vorzugsweise ist der Antrieb auswurfseitig an die Mischerwelle angeschlossen. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn mit Innenbeleimung gearbeitet wird und der Leim über die Zuführseite in die Mischerwelle eingeführt wird.
Ferner schlägt die Erfindung vor, dass die Stacheln bzw. Stifte als verschleißfeste Stacheln oder Stifte ausgebildet sind. Auch die Innenwände der Mischkammer bzw. des Mischermantels können verschleißfest ausgebildet sein, z. B. mit einer Auftragsschweißung versehen sein. Eine solche verschleißfeste Ausgestaltung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil beim Mischen von Fasern und insbesondere Holzfasern Silikate austreten können, welche die Oberflächen stark beanspruchen. Der Mantel des Mischers kann z. B. gekühlt, bevorzugt wassergekühlt ausgebildet sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,
2a einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 1 im Bereich der Faserzuführung,
2b einen anderen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 1 im Bereich der Abführung des Faser-Bindemittel-Gemisches,
3 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 2a in einer anderen Ansicht und
4 einen Ausschnitt aus einer Mischvorrichtung in abgewandelter Ausführungsform und aus einer anderen Ansicht.
In den Figuren ist eine Mischvorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten dargestellt. Die Mischvorrichtung weist eine im Wesentlichen horizontal angeordnete, zylindrische Mischkammer 1 mit hohlzylindrischem Mantel 6 und zumindest eine in der Mischkammer 1 rotierend angeordnete Mischerwelle 2 auf, an welcher mehrere Mischwerkzeuge 3 befestigt sind. Die Mischkammer weist eine Beladeöffnung 4 auf, welche im Ausführungsbeispiel als Beladetrichter ausgebildet ist. Über diesen Beladetrichter werden die Fasern von oben in das Innere der Mischkammer 1 eingeführt. Dieses ist durch einen Pfeil B angedeutet. Die Fasern werden über die an der rotierenden Mischerwelle 2befestigten Mischerwerkzeuge 3 mit einem Bindemittel vermischt und zugleich in Förderrichtung F durch den Mischer gefördert. Das Bindemittel wird über mehrere Bindemittel-Zuführrohre 5 zugeführt, welche an der Mischkammer 1 befestigt sind und durch den Mischkammermantel 6 hindurch in das Innere der Mischkammer 1 hineinragen. Die Zuführung des Bindemittels erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform folglich nicht über die Mischerwelle bzw. über die Mischwerkzeuge, sondern über die fest an der Mischkammer 1 bzw. dem Mantel 6 der Mischkammer 1 befestigten Zuführrohre 5, welche als Zuführdüsen ausgebildet sind. Ferner weist die Mischvorrichtung eine Entladeöffnung 7 auf, welche in Förderrichtung F endseitig angeordnet ist. Über diese Entladeöffnung 7 wird die Mischung aus Fasern einerseits und Bindemitteln andererseits abgeführt bzw. ausgeworfen. Dieses ist durch den Pfeil E angedeutet. Die Entladeöffnung 7 ist dabei im unteren Bereich der Mischkammer 1 vorgesehen.
Als Mischerwerkzeuge 3 sind im Ausführungsbeispiel mehrere über den Umfang der Mischerwelle 2 verteilte Stachelkämme 3 mit jeweils einer Vielzahl von radial nach außen orientierten Stacheln 8, 8' vorgesehen. Die Stachelkämme 3 erstrecken sich entlang der Längsrichtung L der Mischkammer und folglich parallel zur Längsachse A des Mischers. Dabei können z. B. drei bis fünfzehn, vorzugsweise fünf bis zehn, Stachelkämme 3 über den Umfang der Mischerwelle 2 verteilt sein. Die Erfindung schlägt nun vor, dass jeweils zwei benachbarte Stachelkämme 3 in axialer Richtung bzw. in Längsrichtung L um ein vorgegebenes Maß M versetzt zueinander angeordnet sind. Diese Ausgestaltung führt dazu, dass die Enden der einzelnen Stacheln 8 bzw. 8' in einer Draufsicht gleichsam spiralförmig angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, dass über die Stacheln 8, 8' nicht nur ein einwandfreies Mischen der Fasern mit dem Bindemittel erfolgt, sondern dass zugleich ein einwandfreier Transport der Mischung mit hohem Durchsatz gewährleistet ist. In den Ausführungsbeispielen sind mehrere Zuführrohre 5 in einer Reihe entlang der Längsrichtung L des Mischers angeordnet.
Die durch die Mischerwand 6 hindurch in die Mischkammer ragenden Zuführrohre 5 sind im Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 in Längsrichtung L versetzt zu den Stacheln 8 der Stachelkämme 3 angeordnet. Dieses ergibt sich beispielsweise aus der 3. Es ist erkennbar, dass bei dieser Ausführungsform die Zuführrohre 5 gleichsam zwischen die Stacheln 8 der Stachelkämme 3 eintauchen, ohne dass es zu Kollisionen zwischen den Stacheln 8 und den Zuführrohren 5 kommt. Die Ausgestaltung ist dabei so getroffen, dass der Abstand zwischen den Stacheln 8 und den Zuführrohren 5 zumindest 2 mm, vorzugsweise zumindest 4 mm beträgt.
In der abgewandelten Ausführungsform nach 4 sind die Zuführrohre 5 nicht versetzt zu den Stacheln 8, 8' der Stachelkämme 3 angeordnet, sondern sie sind gleichsam fluchtend ausgerichtet. Um Kollisionen zwischen den Stacheln 8, 8' einerseits und den Zuführrohren 5 andererseits zu vermeiden, sind dort im Bereich der Zuführrohre 5 verkürzt ausgebildete Stacheln 8' vorgesehen. Die Länge der Stacheln 8' im Bereich der Zuführrohre 5 ist folglich geringer als die Länge der Stacheln 8 in den übrigen Bereichen des Mischers.
Die Figuren zeigen ferner, dass der der Beladeöffnung 4 zugeordnete Bereich der Mischerwelle 2 stachelfrei ausgebildet ist, wobei in diesem Zuführbereich Förderwerkzeuge 9 an der Mischerwelle 2 befestigt sind. Diese Förderwerkzeuge sind im Ausführungsbeispiel paddelförmig als Anschubwerkzeuge bzw. Anschubpaddel ausgebildet. Sie sorgen dafür, dass die über die Beladeöffnung 4 in die Mischkammer 1 eintretenden Fasern schnell beschleunigt und in den Beleimungsbereich gefördert werden (vgl. 2a).
Außerdem ist erkennbar, dass der der Entladungsöffnung 7 zugeordnete Bereich der Mischerwelle 2 ebenfalls stachelfrei ausgebildet ist, wobei in diesem Abführbereich Auswurfwerkzeuge 10 an der Mischerwelle 2 befestigt sind. Auch diese Auswurfwerkzeuge 10 sind paddelförmig als Auswurfpaddel ausgebildet. Sie gewährleisten eine schnelle Abfuhr der Mischung aus Fasern und Bindemittel und folglich der beleimten Fasern über die Abwurföffnung 7 (vgl. 2b).
Die als Stachelkämme ausgebildeten Mischerwerkzeuge 3 weisen eine an der Mischerwelle 2 befestigte Halteleiste 11 auf, welche sich entlang der Längsrichtung L und folglich parallel zur Achse A erstreckt. An dieser Halteleiste 11 sind die Stacheln bzw. Stifte 8 und 8' befestigt. Die Stacheln 8, 8' sind dabei orthogonal zu der Halteleiste 11 ausgerichtet.
An die Mischerwelle 2 ist in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Antrieb angeschlossen. In 2b ist in diesem Zusammenhang lediglich eine Riemenscheibe 12 angedeutet, über welche der Antrieb mit der Mischerwelle 2 verbunden wird. Im Ausführungsbeispiel ist der Antrieb folglich endseitig bzw. auslassseitig angeordnet.
Während des Betriebs der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung werden die Fasern gemäß Pfeil B über den Trichter 4 in die Mischkammer 1 eingebracht und zugleich das Bindemittel, z. B. ein Leim, wie z. B. Isocyanat, über die Zuführrohre 5 zugeführt. Die Fasern werden mittels der erfindungsgemäßen Mischwerkzeuge 3 entlang der Längsrichtung L transportiert und dabei über die Zentrifugalbeschleunigung in den Außenbereich gebracht und folglich in den Bereich der Mischerwand 6 beschleunigt. Die Drehzahl n der Mischerwelle und der Durchmesser d der Mischkammer sind erfindungsgemäß derart aufeinander abgestimmt, dass die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung a der Fasern im Bereich der Mischerinnenwand 15000 bis 30000 m/sec² beträgt. Dabei beträgt der Durchmesser d vorzugsweise 300 mm bis 700 mm und die Drehzahl n der Mischerwelle beträgt vorzugsweise 2000 bis 4000 U/min. Es wird folglich mit verhältnismäßig kleinen Durchmessern und hohen Drehzahlen gearbeitet, so dass hohe Zentrifugalbeschleunigungen erreicht werden. Dadurch wird erreicht, dass die Fasern gut an den Mantel 6 bzw. die Innenwand des Mischers 1 gepresst und gleichsam verdichtet werden. Dieses führt zu einer erhöhten Reibung und damit zu einem besseren Beleimungsverhalten. Es lassen sich zugleich hohe Durchsätze von z. B. 5 t bis 10 t pro Stunde erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2438818 [0005]

Claims

Verfahren zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten, in einer kontinuierlich arbeitenden Mischvorrichtung, welche zumindest eine Mischkammer (1) sowie ein oder mehrere an einer rotierenden Mischerwelle (2) befestigte Mischwerkzeuge (3) aufweist, wobei die Mischwerkzeuge (3) die Fasern mit dem Bindemittel vermischen und in einer Förderrichtung durch die Mischkammer (1) fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n) der Mischerwelle (2) und der Durchmesser (d) der Mischkammer (1) mit der Maßgabe aufeinander abgestimmt sind, dass die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung der Fasern im Bereich des Mischkammermantels (6) 10000 bis 30000 m/sec² beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung (a) der Fasern im Bereich des Mischkammermantels (6) 15000 bis 30000 m/sec beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die (Nenn-)Zentrifugalbeschleunigung (a) der Fasern aus der Drehzahl (n) und dem Durchmesser (d) wie folgt bestimmt: a = 2π²·n²·d
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d) der Mischkammer (1) etwa 200 mm bis 800 mm, vorzugsweise 300 mm bis 700 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n) der Mischerwelle (2) etwa 1000 bis 4000 U/min, vorzugsweise 2000 bis 4000 U/min, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beleimen von Fasern ein duroplastisches Bindemittel, z. B. Isocyanat oder ein isocyanathaltiges Bindemittel, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern aus Holz oder vorzugsweise aus Einjahrespflanzen, z. B. Stroh, mit einem Bindemittel gemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern, z. B. Holzfasern, mit einem thermoplastischen Bindemittel, z. B. thermoplastischen Kunststofffasern, gemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastische Kunststofffasern Mehrkomponentenfasern, z. B. Bikomponentenfasern, verwendet werden, welche aus zumindest einer ersten und einer zweiten Kunststoff-Komponente bestehen, die unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen.
Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten, insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest einer im Wesentlichen horizontal angeordneten Mischkammer (1) mit zylindrischem Mischkammermantel (6) und mit zumindest einer in der Mischkammer (1) rotierend angeordneten Mischerwelle (2), an welcher mehrere Mischwerkzeuge (3) befestigt sind, wobei die Mischkammer (1) zumindest eine Beladeöffnung (4) für die Fasern und zumindest eine Entladeöffnung (7) für das Faser-Bindemittel-Gemisch sowie mehrere Bindemittel-Zuführöffnungen, z. B. Bindemittel-Zuführrohre (5), für die Zuführung des Bindemittels aufweist, wobei als Mischwerkzeuge (3) mehrere über den Umfang der Mischerwelle (2) verteilte und parallel zur Mischerlängsachse (L) verlaufende Stachelkämme (3) vorgesehen sind, die jeweils mehrere Stacheln (8, 8') aufweisen, wobei jeweils zwei benachbarte Stachelkämme (3) in axialer Richtung bzw. in Mischerlängsrichtung (L) um ein vorgegebenes Maß (M) versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stacheln (8, 8') ohne Bindemittelzuführung ausgebildet sind, wobei das Bindemittel über in das Innere der Mischkammer (1) ragende Zuführrohre (5) zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stacheln selbst als Bindemittel-Zuführrohre ausgebildet sind, welche an eine als Hohlwelle ausgebildete Mischerwelle angeschlossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Mischkammer (1) ragenden, vorzugsweise radial ausgerichteten Zuführrohre (5) in Längsrichtung (11) versetzt zu den Stacheln (8) bzw. Stachelkämmen (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Zuführrohre (5) angeordneten Stacheln (8') der Stachelkämme (3) verkürzt ausgebildet sind und eine gegenüber den übrigen Stacheln (8) verringerte Länge aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der der Beladeöffnung (4) zugeordnete Bereich der Mischerwelle (2) stachelfrei ausgebildet ist, wobei in diesem Zuführbereich der Mischerwelle (2) Förderwerkzeuge (9), z. B. Förderpaddel an der Mischerwelle (2) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der der Entladeöffnung (7) zugeordnete Bereich der Mischerwelle (2) stachelfrei ausgebildet ist, wobei in dem Abführbereich der Mischerwelle (2) Auswurfwerkzeuge (10), z. B. Auswurfpaddel, an der Mischerwelle (2) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die als Stachelkämme ausgebildeten Mischwerkzeuge (3) jeweils eine Halteleiste (11) aufweisen, welche parallel zur Mischerlängsrichtung (L) orientiert und an der Mischerwelle (2) befestigt ist, wobei an der Halteleiste (11) eine Vielzahl von orthogonal zur Halteleiste (11) orientierte Stacheln (8, 8') befestigt sind.