DE2261598A1

DE2261598A1 - Beleimmaschine

Info

Publication number: DE2261598A1
Application number: DE19722261598
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr-Ing Schnitzler; Ulrich Schnitzler
Original assignee: SCHNITZLER ERWIN DR DIPL ING; SCHNITZLER ULRICH ING GRAD
Current assignee: SCHNITZLER ERWIN DR DIPL ING; SCHNITZLER ULRICH ING GRAD
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1974-06-20
Also published as: US3916825A; BE807576A; IT1000251B; SE397799B; JPS4989247A

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: ₄₀ 102/us- Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 14. Nov. 1972

Theaterplatz 3

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung Dr. E. Schnitzler GmbH & Co.

75 Karlsruhe 21, Bannwaldallee 2

Beleimmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleimmaschine zur Herstellung von Spanplatten und dergl., bestehend aus zylindrischer Mischtrommel mit einerseits Gutaufgabe und andererseits Gutabzug, in der Mischtrommelachse rotierender Rührwelle, an der Rührwelle befestigten Rührarmen, in den Mischtrommelraum hineinragenden Einrichtungen mit Leimeinführungsdüsen zur Leimeinführung, - wobei die Rührwelle mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert, daß das aufgegebene Gut sich als Vlies bewegt. - Im Rahmen der Erfindung liegt über dem Begriff der kinematischen Umkehr eine Ausfuhrungsform bei der die Mischtrommel rotiert und die Rührwelle steht oder bei der beide Aggregate gegenläufig rotieren. Leim bezeichnet alle zur Herstellung von Spanplatten und dergl. gebräuchlichen Bindemittel,

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insbes. also auch Kunstharzbindemittel.

Bei bekannten Beleimmaschinen der beschriebenen Gattung (DT-OS 2 019 483) ragen die Einrichtungen zum Leimauftrag mehr oder weniger tangential in den Mischtrommelraum hinein, der dazu besondere Ausformungen aufweist. Es sind also die Leimeinführungsdüsen derart dem Gehäuse zugeordnet, daß versprühtes Bindemittel im wesentlichen in der gleichen Richtung in dem Gehäuseinnenraum einführbar ist, in der sich das Spangut unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in diesem Raum bewegt. Da die Rührwelle mit ein , solchen Geschwindigkeit rotiert, daß das aufgegebene Gut sich al·^ Vlies bewegt, soll erreicht werden, daß auch die groben Späne Leim aufnehmen. Der erreichte Mischeffekt ist aber nichtsdestoweniger nicht befriedigend. Der Leim verteilt sich zwar auf alle Fraktionen, aber nicht hinreichend gleichmäßig auf die einzelnen Späne des Spangutes. Das wird selbst bei verhältnismäßig langen Behandlungszeiten nicht erreicht, die darüber hinaus störende und die Aushärtung des Leims vorzeitig auslösende Erwärmung bewirken. - Für andere Zwecke, nämlich für die Futtermittelaufbereitung, ist eine Maschine ähnlicher Gattung bekannt (vgl. US-PS 1 948 871), bei der Einrichtungen für die Einführung eines Zusatzmittels über radiale Zuführungsstutzen in den Mischtrommelraum eingeführt werden. Setzt man eine solche Maschine als Beleimmaschine zur Herstellung von Spanplatten und dergl. ein, so kommt man nicht zum angestrebten Erfolg, gleichgültig, ob dabei mit der verhältnismäßig niedrigen Rotationsgeschwindigkeit gearbeitet wird, mit der die Maschine für die Zwecke der Futtermitte_ aufbereitung eingesetzt wird, oder ob die Rotätionsgeschwindigkeit erhöht wird.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde^/ eine; iBele-immasehiine der eingangs beschriebenen Gattung so weiter auszubilden,, daß- nicht nur die Späne aller Fraktionen sondern in den. Fraktionen. die Späne auch gleichmäßig beleimt werden... Zur. Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, ausgehend von- einer Beleimmaschine der eirfindungsgemäßen Gattung, daß die Einrichtungen zur Leimeinfüharung; StrömungsSchikanen aufweisen, deren Erstreckung in_; radialer Richtung und tangentialer Richtung groß ist im Vergleich, zur mittle— ren Länge der Späne des Gutes, und daß die Leimein füh^ung:Sdüsen im Totwassergebiet hinter den Strömungsschikanen: münden. ~ Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus,, daß zur gleichmäßigen Beleimung aller Späne eines bestimmten Volumen:© im. V-lies bei der Leimeinführung ein Vliesbereich reduzierter- Dichte geschaffen werden muß, in dem gleichzeitig eine intensive Durchwirbelung; stattfindet, in der die Späne und der Leim sich.-mischen,, der Leim sich also an den Spänen anlagert. Die. Erfindung nutzt <&&.©" Tatsache, daß das Vlies in einer Beleirnmaschine der erfin,dung.sgemäßen Gattung sich so verhält, daß es weitgehenddenhydr©dynamischen Gesetzen gehorcht und sich als quasi-fluides Medium einstelit, Es werden über Strömungsschikanen Wirbels tr aßen im Vlies: erzeugt,, in denen die Durehmischung stattfindet. Die Tatsache,, daß die Rühr-p welle mit einer solchen Geschwindigkeit rotiert,,· daß das aufgegebene Gut sich als Vlies bewegt,, bedeutet gleichzeitig _f daß dieses quasi-fluide Medium in seinen Volumenelenienten eln.e: bestimsatet KinetisQhe Energie besitzt, die verhältnismäßig grQß ist, Diese, kinetische Energie reicht Überras0hender_rweis^e aus,. \pi die fiii äxe Anlagerung von Leim an den einzelnen- Spänen erfo,räerliche ilischenergie aufzubringen. Dabei funktioniert nieht nur. .ein

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mäßig träger Totwasserwirbel im Schatten hinter den Strömungsschikanen. Es schließt sich vielmehr an das Totwassergebiet eine Wirbelstraße oder es schließen sich Wirbelstraßen an, die eine intensive Durchmischung bewirken. Es handelt sich um energiereiche Wirbelstraßen ähnlich den berühmten Karman¹sehen Wirbelstraßen in einer laminaren Strömung hinter einer Strömungsschikane, Tatsächlich kann das als Vlies bewegte Spangut in erster Näherung als eine laminare Strömung aufgefaßt werden, wenn auch im Vlies die Späne ihre Orientierung verändern. - Strömungsschikane im Sinne der Erfindung bezeichnet jeden Einbau, der nicht stromlinienförmig gestaltet ist und hinter dem sich folglich ein Totwassergebiet ausbildet, an welches eine oder mehrere Wirbelstraßen anschließen. Im einfachsten Falle arbeitet man mit plattenförmigen Strömungsschikanen, die orthogonal zur Strömungsrichtung angeordnet sind. Man kann aber auch mit StrömungsSchikanen anderer Gestalt arbeiten, so beispielsweise mit blockartigen Einbauteilen. Bei der Leimeinführung in das Totwassergebiet hinein muß dafür gesorgt werden, daß die Wirbel im Totwassergebiet und die anschliessenden Wirbelstraßen erhalten bleiben und nicht abgedrückt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die anschließt an die Ausführungsform der Maschinen der eingangs beschriebenen Gattung, bei denen längs einer Mantellinie der Mischtrommel und im Bereich zwischen den Rührarmen die Einrichtungen zur Leimzuführung angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die^ hinter jeder Strömungsschikane angeordnete Leimeinführungsdüse bzw. die dort angeordneten Leimeinführungsdüsen so ausgelegt sind, daß sie als Leim etwa die Hälfte des Volumens zuführen, welches zum vollständigen Abdrücken des "Totwassers" erforderlich wäre. Die erforder-

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Leimmenge kann dann zugeführt werden, indem die Anzahl der Leimeinführungseinrichtungen bzw. Leimeinführungsdüsen entsprechend gewählt wird. Beträgt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Vlieses 20 bis 35 m/sec., so kommt man zu befriedigenden Ergebnissen, wenn die Erstreckung E der Strömungsschikanen in radialer Richtung und in tangentialer Richtung zur mittleren Spanlänge L etwa im Verhältnis 3 kleiner E/L kleiner 7 steht.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Möglichkeiten der weiteren Ausbildung. Eine bevorzugte Ausfüh^- rungsform der Erfindung, die sich durch Einfachheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsschikanen sehildartig ausgeführt und in Strömungsrichtung hinter den Schildern Einführungsrohre mit Leimeinführungsdüsen angeordnet sind. Man kann jedoch, wie bereits erwähnt, die Strömungsschikanen auch als blockartige Einbauteile gestalten, wobei die blockartigen Einbauteile Leimzuführungskanäle und Leimzuführungsdüsen aufweisen. Der angestrebte Effekt wird nicht beeinträchtigt, wenn die blockartigen Einbauteile anströmseitig mit einem Anströmkeil, abströmseitig mit einer Abflachung versehen sind, wobei in der Abflachung die Leimzuführungsdüsen angeordnet sind, bzw. die Leimzuführungskanäle münden. Die Richtung der Leimeinführung stimmt im allgemeinen mit der Strömungsrichtung im Vlies überein, kann jedoch auch eine Komponente quer dazu aufweisen.

Selbstverständlich muß auch bei der erfindungsgemäßen Beleimmaschine dafür gesorgt werden, daß zu hohe Temperaturen nicht auftreten. Dazu kann die Mischtrommel gekühlt werden, kann aber auch

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die Rührwelle mit den Rührarmen eine Kühlung erfahren. Auch eine Kühlung der Strömungsschikanen und der sonstigen Einrichtungen für die Leimeinführung ist möglich.

Im folgenden wird _tdie Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Beleimmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ans cht des Gegenstandes der Fig. 3 aus Richtung r¹ _a Pfeiles C, bei abgenommenem Mantel der Mischtrommel,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 4 und

Fig. 6 im zweidimensionalen Modell eine einzelne Strömungsschikane in der Vliesströmung, die hier zur Verdeutlichung als ebene Strömung dargestellt worden ist.

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Die in den Figuren dargestellte Beleimmaschine Üient zur Herstellung des Mischgutes für Spanplatten, Faserplatten und dergl. In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht sie zunächst aus einer zylindrischen Mischtrommel 1 mit einerseits Gutaufgabe 2 und andererseits Gutabzug 3. In der Mischtrommelachse rotiert eine Rührwelle 4, an der Rührwelle 4 sind Rührarme 5 befestigt. Der Antrieb 6 der Rührwelle 4 ist in der Figur nur angedeutet worden. In den Mischtrommelraum hinein ragen Einrichtungen 7 zur Leimeinführung, die mit Leimeinführungsdüsen 8 ausgerüstet sind. - Die Rührwelle 4 ist mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, daß das aufgegebene Gut sich gleichsam als Vlies 9 bewegt. Das ist in den Fig. 1 und 2, insbes. auch in der Fig. 6 angedeutet worden. Die Einrichtungen 7 zur Leimeinführung weisen erfindungsgemäß StrÖ-mungsschikanen 10 auf, deren Erstreckung in radialer Richtung R und in tangentialer Richtung T groß ist im Vergleich zur mittleren Länge L der Späne des Gutes, wobei die Leimeinführungsdüsen im Totwassergebiet 11 hinter den Strömungsschikanen 10 münden. Das Ausführungsbeispiel zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit längs einer Mantellinie der Mischtrommel, im Ausführungsbeispiel in der Firste, und im Bereich zwischen den Rührarmen 5 angeordneten Einrichtungen 7 zur Leimeinführung. Die Formulierung "im Bereich zwischen den Rührarmen 5" bedeutet nicht, daß ein echtes Durchgreifen stattfindet. Es kann aber zwischen den Enden der Rührarme 5 und den StrömungsSchikanen 10 in radialer Richtung auch noch ein Abstand liegen. Jedenfalls sind hier die Leimeinführungsdüsen 8 so ausgelegt, daß sie als Leim etwa die Hälfte des Volumens hinter jeder Strömungsschikane 10 zuführen, welches zum vollständigen Abdrücken des "Totwassers" erfor-

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derlieh wäre. Im übrigen entnimmt man aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren in Verbindung mit der angedeuteten mittleren Spanlänge L, daß die Erstreckung E der Strömungsschikanen in radialer Richtung und in tangentialer Richtung zur mittleren Spanlänge L im Verhältnis 3 kleiner E/L kleiner 7 steht, wobei vaausgesetzt ist, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in tangentialer Richtung etwa 20 bis 35 m/sec. ausmacht. - In diesem Zusammenhang die Bemerkung, daß in der Praxis zwischen Deckschichtspänen und Mittelschichtspänen unterschieden wird. Die Abmessungen der Deckschichtspäne in Feinstruktur sind 1 bis 5 mm lang, 0,5 bis 2 mm breit und 0,1 bis 0,3 mm dick. Als mittlere Spanlänge werden 3 mm angenommen. Die Abmessungen der Mittelschichtspäne in Normalstruktur sind 3 bis 15 mm lang, 2 bis 8 mm breit und 0,4 bis 0,5 mm dick. Als mittlere Spanlänge werden 10 mm angenommen. Die Abmessungen der Strömungsschikanen liegen absolut zwischen 30 bis 35 mm.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 sind die Strömungsschikanen 10 schildartig ausgeführt, wobei hinter diesen Schilden 10 Einführungsrohre 7 mit den Leimeinführungsdüser 8 angeordnet sind. In der Ausfuhrungsform nach Fig. 5 sind die Strömungsschikanen 10 blockartige Einbauteile, in den Leimzuführungskanäle 12 ausgebildet sind, während die Leimzuführungsdüsen 8 gleichsam im Rücken dieser blockartigen Einbauteile münden. Tatsächlich besitzen die blockartigen Einbauteile 10 anströmseitig einen Anströmkeil 13, während abströmseitig eine Abflachung 14 angeordnet ist, in der sich die Leimzuführungsdüsen 8 befinden, deren Zuführungsrichtung im wesentlichen mit der Strömungsrichtung zusammenfällt.

Die Fig. 6 soll deutlich machen, daß bei einer erfindungsgemäßen Beleimmaschine, bei der Rührwelle 4 mit einer solchen Geschwin-

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digkeit rotiert, daß das aufgegebene Gut sich gleichsam als Vlies 9 bewegt/ zunächst eine mehr oder weniger laminare durch Stromfäden 15 angedeutete Strömung herrscht, die eine beachtliehe kinetische Energie aufweist* Diese kinetische Energie ^ reicht aus, hinter den StromungsSchikanen 10 ein verhältnismäßig großes Totwassergebiet 11 mit Totwasserwirbeln 16 sich ausbilden zu lassen, wobei eine Wirbelstraße 17 anschließt. Man entnimmt aus der Figur unmittelbar, daß hier eine intensive Durchmischung des eingeführten Leimes und der Späne stattfindet, und zwar überraschenderweise so, daß nicht nur alle Fraktionen beleimt werden sondern darüber hinaus an allen Spänen gleichmäßig der Leim angelagert wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Einrichtungen zur Leimeinführung und/oder die Strömungsschikanen zu kühlen. ' .

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Claims

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Ansprüche :

lJ Beleiiranaschine zur Herstellung von Spanplatten und dergl., bestehend aus zylindrischer Mischtrommel mit einerseits Gutaufgabe und andererseits Gutabzug, in der Mischtrommelachse rotierender Rührwelle, an der Rührwelle befestigten Rührarmen und in den Mischtrommelraum hineinragenden Einrichtungen zur Leimeinführung mit Leimeinführungsdüsen, - wobei die Rührwelle mit einer solche Geschwindigkeit rotiert, daß das aufgegebene Spangut sich als Vlies bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (7) zur Leimeinführung Strömungsschikanen (10) aufweisen, deren Erstreckung in radialer Richtung (R) und tangentialer Richtung (T) groß ist im Vergleich zur mittleren Länge (L) der Späne des Gutes, und daß die Leimeinführungsdüsen (8) im To¹ wassergebiet (11) hinter den Strömungsschikanen (10) münden.
2. Beleimmaschine nach Anspruch 1, in der Ausführungsform mit längs seiner Mantellinie der Mischtrommel und im Bereich zwischen Rührarmen angeordneten Einrichtungen zur Leimeinführung, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter jeder Strömungsschikane (10) angeordneten Leimeinführungsdüsen (8) so ausgelegt sind, daß sie als Leim etwa die Hälfte des Volumens zuführen, welches zum vollständigen Abdrücken des Totwassers erforderlich wäre.

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3. Beleimmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung E der Strömungsschikanen (10) in radialer Richtung (R) und in tangentialer Richtung (T) zur mittleren Spanlänge (L) im Verhältnis 3' kleiner E/L kleiner 7 steht, während die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 20 bis 35 m/sec. liegt.
4. Beleimmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsschikanen (10) schildartig ausgeführt und in Strömungsrichtung hinter den Schilden (10) Einführungsrohre (7) mit Leimeinführungsdüsen (8) angeordnet sind.
5. Beleimmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsschikanen (10) als blockartige Einbauteile ausgeführt sind und in den blockartigen Einbauteilen Leimzuführungskanäle (12) und Leimzuführungsdüsen (8) angeordnet sind.
6. Beleimmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die blockartigen Einbauteile (10) anströmseitig mit einem Anströmteil (13) und abströmseitig mit einer Abflachung (14) versehen sind, wobei die Leimzuführungsdüsen (8) in der Abflachung (14) angeordnet sind bzw. münden.

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