EP1153718B1

EP1153718B1 - Vorrichtung zum Streuen von Streugut auf eine kontinuierlich bewegte Unterlage

Info

Publication number: EP1153718B1
Application number: EP20010109736
Authority: EP
Inventors: Matthias Graf; Walter Henschel
Original assignee: Dieffenbacher GmbH and Co KG
Current assignee: Dieffenbacher GmbH and Co KG
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: EP1153718A1; DE50114018D1; DE10020881A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Streuen von Streugut auf eine kontinuierlich bewegte Unterlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der US 3,252,186 bekannt.
Bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, insbesondere Holzfaserplatten in einer Anlage mit einer kontinuierlichen Stahlbandpresse besteht das Problem, daß es zu Streugutverdichtungen kommen kann, die insbesondere bei hohen Rohdichten von 800 bis 1.100 N/mm² zu lokalen Beschädigungen der Stahlbänder der Stahlbandpressen führen können. Weiterhin kann es in Vorrichtungen in denen sich ein Stoffstrom aus beleimten Holzpartikeln oder Fasern bewegt, zu Anbackungen und Ablagerungen kommen, die dann plötzlich durch Vibrationen oder andere Kräfte abgelöst werden und mit dem Stoffstrom mitgerissen werden. Diese Ablagerungen bestehen meist aus einem Faser-Leim-Gemisch das durch die lange Liegezeit bereits vollständig ausgehärtet ist. Diese Ablagerungen werden nachfolgend als Leimknoten bezeichnet. Zusätzlich können sich im Stoffstrom auch Sandeinschlüsse oder kleine Steine befinden, die vor der Streustation nicht ausgeschieden wurden. Gelangen derartige Fremdkörper in die Stahlbandpresse, so führt dies ebenfalls zu Beschädigungen der Stahlbänder der Presse.
Zum Vermeiden von derartigen Beschädigungen der Stahlbänder durch Streugutverdichtungen, Leimknoten oder sonstigen Fremdkörpern sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Diese sind überlicherweise zwischen der Austragswalzenanordnung des Streubunkers und dem Streukopf angeordnet.
Aus der DE-AS 11 74 058 sind gegensinnig rotierende Scheibenwalzen oder Stachelwalzen bekannt, die am Umfang reihenförmig angeordnete Stachel aufweisen, die zwischen den Stachelreihen der gegenüberliegenden Walze eingreifen.
Weiterhin sind aus der DE 43 02 850 Faserballen-Auflösewalzen bekannt, die gegensinnig rotierend angetrieben sind. Die Walzen sind als Scheibenwellen mit aufgesetzten Zahnscheiben ausgebildet. Diese Zahnscheiben weisen sogenannte Auflösezähne auf, die entgegen der Drehrichtung sägezahnartig schräg gestellt sind, wobei die Auflösezähne der Walzen ineinandergreifen und einen mäanderförmigen Spalt bilden. Durch die oben beschriebenen bekannten Auflösewalzen kann eine Auflösung von Streugutverdichtungen erreicht werden. Gelangen jedoch andere Fremdkörper wie beispielsweise Steine zusammen mit dem Stoffstrom in die Auflösewalzen, kann es zu Beschädigungen an den Walzen kommen. Hierbei kann es zu Deformationen oder zum Ausbrechen von einzelnen Stacheln oder Zähnen der Walzen führen. Zudem werden die Fremdkörper nicht wirksam zurückgehalten. Zwischen den einzelnen Zähnen einer Scheibenwalze bzw. zwischen den einzelnen Stacheln einer Stachelreihe verbleiben Freiräume, die den ungehinderten Durchgang von kleineren Fremdkörpern zulassen.
Aus der DE 25 35 461 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Aufstreuen von Mattenstreugut auf eine bewegte Unterlage bekannt, bei der eine Anordnung von Scheibenwalzen vorgesehen ist. Diese Scheibenwalzen werden alle gleichsinnig rotierend angetrieben und bilden Streuschächte für Streugut unterschiedlicher Körnung. Zusätzlich zur Klassierung der Streugutanteile werden Fremdkörper wie Leimklumpen, Splitter und so weiter hinter der Scheibenwalze ausgetragen und in einer Rinne gesammelt.
Desweiteren ist aus der DE 42 12 017 eine Deckschichtstreuvorrichtung bekannt, die unterhalb eines Blasregisters eine SiebVorrichtung aufweist, die einen Vibrationsantrieb umfaßt. Durch diese Siebvorrichtung können ebenfalls Fremdkörper wie Leimknoten ausgeschieden werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zum Streuen von Streugut derart weiterzubilden, daß eine qualitativ hochwertige Holzwerkstoffplatte hergestellt werden kann und Schäden an Vorrichtungsteilen der Produktionsanlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Ereindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gelangt nun bei der vorliegenden Erfindung ein Stoffstrom mit einem Fremdkörper wie beispielsweise einem Stein in die Walzen und trifft mit hoher Differenzgeschwindigkeit auf ein federelastisches Element, so wird das federelastisch ausgebildete Element elastisch deformiert. Hierdurch werden die wirkenden Impulskräfte um ein vielfaches verringert. Während des Auftreffens auf das federelastische Element wird der Fremdkörper aufgrund der gegensinnigen Rotation der Walzen durch den Spalt zwischen den federelastischen Elementen gefördert und der Fremdkörper wird auf die gleiche Geschwindigkeit beschleunigt. Bei einem Fremdkörper, der größer ist als der Spalt des Durchtritts zwischen den Elementen, kann der Fremdkörper aufgrund der federelastisch ausgebildeten Elemente zwischen den Elementen aufgenommen werden, so daß es nicht zu einer Beschädigung der Walzen bzw. der Elemente kommt.
Durch die oben beschriebenen Ausführungen können nunmehr Fremdkörper durch das Auflösewalzenpaar, bestehend aus zwei gegensinnig rotierenden Walzen durchtreten, ohne daß es zu Beschädigungen oder zur Zerstörung der Walzen bzw. der daran angeordneten Elemente kommen kann.
Aufgrund der gegensinnig rotierend angeordneten Walzen, wobei die erfindungsgemäß ausgebildeten Elemente benachbarter Walzen ineinandergreifend zusammenwirken, wird eine gute Faserauflösung erreicht.
Damit die Fremdkörper wie beispielsweise Leimklumpen, Steine sowie Leim-Faserzusammenballungen nunmehr nicht in den gestreuten Formling gelangen, und somit die Gefahr der Beschädigung der Stahlbänder der Presse vermieden wird, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Walzen derart angeordnet sind, daß eine durch die Mittelachsen der Walzen verlaufende Ebene zu einer waagrechten Ebene einen Winkel von 30° bis 90° vorzugsweise 45° bis 75° aufweist. Die Partikel des Stoffstromes werden während des Durchtretens zwischen den Walzen impulsartig beaufschlagt und in Abhängigkeit ihrer spezifischen Gewichte mit unterschiedlicher kinetischer Energie geladen. In Abhängigkeit von der kinetischen Energie der Partikel des Stoffstroms bewegen sich die Partikel des Stoffstroms in einer unterschiedlichen Wurfparabel aus der Auflösewalzenanordnung, so daß unerwünschte Fremdkörper von dem restlichen Stoffstrom separiert werden können.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß zusätzlich ein Schacht unterhalb der Walzen angeordnet ist, in dem die Fremdkörper aufgefangen werden.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Figur 1:: eine schematische Darstellung einer Formstation mit Auflösewalzenanordnung;
Figur 2:: eine Ausführungsform eines Auflösewalzenpaares;
Figur 3a, 3b:: eine weitere Ausführungsform eines Auflösewalzenpaares in Seitenansicht und ein Teilausschnitt in Draufsicht;
Figur 4a, 4b:: eine weitere Ausführungsform eines Auflösewalzenpaares in Seitenansicht und Teilausschnitt in Draufsicht;
Figur 5a, 5b:: eine weitere Ausführungsform einer Auflösewalze im Querschnitt und in Seitenansicht, und
Fig. 6:: eine weitere schematische Darstellung einer Formstation mit Auflösewalzenanordnung.

In Figur 1 ist schematisch eine Formstation mit mindestens einem Dosierbunker 1, der eine Austragswalzenanordnung 2 aufweist, eine Auflösewalzenanordnung 3, eine Streukopfanordnung 4 sowie ein Formband 5 dargestellt. Die Auflösewalzenanordnung 3 besteht aus zwei unterhalb der Austragswalzenanordnung 2 übereinanderliegend angeordneten Walzen 6,6' wobei die Walzen 6, 6' achsparallel angeordnet sind und wobei eine durch die Mittelachsen der Walzen 6, 6' verlaufende Ebene 7 zu einer waagrechten Ebene 8 einen Winkel α 9 von 30 bis 90°, vorzugsweise von 45° bis 75° aufweist.
Die Formstation ist vorzugsweise zur Herstellung von Platten aus lignocellulose- und oder cellulosehaltigen Teilchen unterschiedlicher Größe wie Fasern, Späne und dergleichen vorgesehen. Aus dem Dosierbunker 1 werden beleimte Fasern als Stoffstrom über die Austragswalzenanordnung 2 über eine vorgegebene Breite kontinuierlich ausgetragen und auf die Auflösewalzenanordnung 3 aufgegeben. Die Walzen 6, 6' sind, wie es durch die Pfeile 10 dargestellt ist, gegensinnig rotierend angetrieben, wobei die an den Walzen 6, 6' angeordneten Elemente zum Auflösen bei der Rotation ineinandergreifend zusammenwirken. Nähere Einzelheiten zur Ausführung der Walzen 6, 6' sind anhand der Figuren 2, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b beschrieben.
Wie bereits erläutert, rieselt der Stoffstrom ausgehen von der Austragswalzenanorndung 2 durch seine Schwerkraft nach unten und trifft mit geringer Geschwindigkeit auf die Walzen 6, 6'. Diese drehen mit sehr hoher Drehzahl von 600 bis 3000 Umdrehungen pro Minute bevorzugt 800 bis 1200 Umdrehungen pro Minute und beschleunigen so die auftreffenden Partikel des Stoffstroms auf die Umfangsgeschwindigkeit. Die Stoffpartikel werden somit mit dieser Geschwindigkeit aus der Auflösewalzenanordnung 3 katapultiert. Zusammen mit den Partikeln wird auch ein Luftstrom durch die Auflösewalzenanordnung 3 gezogen. Dieser Luftstrom expandiert unmittelbar hinter der Auflösewalzenanordnung 3, wodurch eine schnelle Verzögerung der Luftgeschwindigkeit hervorgerufen wird. Die leichten Holzpartikel werden durch ihre geringe kinetische Energie zusammen mit dem Luftstrom verzögert. Fremdkörper mit einem höheren spezifischen Gewicht dagegen, besitzen eine erheblich höhere kinetische Energie und verzögern ihre erreichte Geschwindigkeit nur sehr langsam. In Abhängigkeit von der kinetischen Energie der Partikel des Stoffstroms bewegen sich die Partikel des Stoffstroms in einer unterschiedlichen Wurfparabel aus der Auflösewalzenanordnung, so daß unerwünschte Fremdkörper von dem restlichen Faserstrom separiert werden können. Da die Walzen 6, 6' übereinanderliegend angeordnet sind, tritt der Stoffstrom in horizontaler Richtung aus der Auflösewalzenanordnung 3 aus.
Durch die in vertikaler Richtung auf den Stoffstrom wirkenden Gravitationskräfte bewegt sich der Stoffstrom in einer wurfparabel aus der Auflösewalzenanordnung 3. Die unerwünschten Fremdkörper, die mit hoher Geschwindigkeit in einer flachen Parabel die Auflösewalzenanordnung 3 verlassen, werden in einem separaten Schacht 11 aufgefangen, und somit von dem restlichen Faserstrom getrennt. Mittels einer Förderschnecke im Schacht oder einer schräg ausgebildeten Bodenplatte des Schachtes 11 können die Fremdkörper entnommen und entsorgt werden. Der Faserstrom hingegen trifft auf die unterhalb der Auflösewalzenanordnung 3 angeordnete Streukopfanordnung 4 auf und wird nachfolgend auf das Formband 5 zu einem Faservlies gestreut.
In Figur 2 sind an den Walzen 6, 6' über den Umfang verteilt Federelemente 15, die als gebogene Drahtstücke ausgebildet sind, gelenkig an mit den Walzen 6 bzw. 6' verbundenen Halteelementen 16 gelagert. Die gebogenen Federelemente 15 weisen in ihren Endbereichen 17 im wesentlichen parallele Abschnitte auf. Die Federelemente 15 sind an den Walzen 6, 6' derart angeordnet, daß sich die Federelemente 15 bei gegensinniger Rotation der Walzen 6, 6' (dargestellt durch Pfeil 18) aufgrund der wirkenden Fliehkräfte radial ausrichten und die Federelemente 15 der Walzen 6, 6' ineinandergreifend zusammenwirken, so daß ein durch den Spalt zwischen den Walzen 6, 6' durchtretender zusammengeballter Faserstrom aufgelöst wird. Trifft ein Fremdkörper auf die Walzen 6, 6' so können die Federelemente 15 ausweichen und werden nicht beschädigt. Die Federelemente 15 können auch als Druckgußelemente oder Flachstahlelemente ausgebildet sein.
Wie es in den Figuren 3a und 3b dargestellt ist, sind die Elemente zum Auflösen als an den Walzen 6, 6' über den Umfang verteilt angeordnete kegelig verlaufende Spiralfederelemente 19 ausgebildet. Aus den Figuren 3a und 3b ist ersichtlich, daß die Spiralfederelemente 19 derart an den Walzen 6, 6' angeordnet sind, daß sie bei gegensinniger Rotation der Walzen 6, 6' jeweils in die Zwischenräume der gegenüberliegenden Walze hineinragen und somit ineinandergreifend zusammenwirken und ein Auflösen eines zusammengeballten Faserstroms der auf die Walzen aufgegeben wird, und durch den Spalt zwischen den Walzen durchtritt, erreicht wird. Trifft ein Fremdkörper auf ein Spiralfederelement 19, so wird das Spiralfederelement elastisch deformiert, wodurch die wirkenden Impulskräfte um ein vielfaches verringert werden. Nach dem der Fremdkörper auf die gleiche Geschwindigkeit beschleunigt wurde, nimmt das Spiralfederelement 19 seine Ursprungslage wieder ein.
Wie es in den Figuren 4a und 4b dargestellt ist, sind auf den Walzen 6, 6' axial beabstandet eine Vielzahl von flexiblen Blechscheiben aus Federstahl als Federlemente 20 angeordnet, die eine Dicke von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,5 mm besitzen. Die flexiblen aus Blechscheiben bestehenden Federelemente 20 sind derart auf den Walzen 6, 6' angeordnet, daß die Federelemente 20 der ersten Walze 6 in die Zwischenräume der Federelemente 20 der zweiten Walze 6' eingreifen. Aufgrund der Ausbildung der Federelemente 20 als flexible Blechscheiben können sich die Scheiben in axialer Richtung elastisch verformen und somit einen Fremdkörper ohne Beschädigung der Scheiben durchlassen. Wie es in den Figuren 4a, 4b dargestellt ist, können die Federelemente eine Profilierung 21 aufweisen. Die Profilierung 21 kann gewellt oder beispielsweise sägezahnförmig ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform gemäß der Fig. 5a und 5b kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Walzen 6, 6' mit einer elastischen Hülle 22 ummantelt werden, wobei die elastische Hülle über den Umfang verteilt gleichmäßig gelocht ist. Bei dieser Ausführung einer Auflösewalze 6 sind eine Vielzahl Stacheln 23 vorgesehen, die im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind, und die einseitig mit einem scheibenförmigen Teller 24 versehen sind. An ihrem dem Teller 24 abgewandten Ende können die Stacheln 23 spitz verlaufend, abgerundet oder abgeflacht ausgebildet sein. Die einzelnen Stacheln 24 werden von innen durch die entsprechenden Lochungen der elastischen Hülle 22 durchgesteckt und werden aufgrund der Vorspannung der elastischen Hülle 22 auf die Walze 6 gepreßt.
Wie es aus den Fig. 5a und 5b ersichtlich ist, sind die Stacheln 23 radial ausgerichtet in parallelen Ebenen der Walze 6 über den Umfang verteilt angeordnet. Vorteilhafterweise sind in einer Ebene fünfundzwanzig bis fünfunddreißig Stacheln über den Umfang verteilt angeordnet. Beim Auftreffen eines Fremdkörpers können die Stacheln 23 ausweichen, indem die scheibenförmigen Teller 24 von der Walze 6 abheben und die elastische Hülle 22 hochgezogen wird. Wie es bereits in den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist, sind jeweils zwei Walzen 6, 6' gegensinnig rotierend angeordnet, wobei die Stacheln 23 der Walze 6 in die Lücken zwischen den Stacheln 23 der Walze 6' eingreifen, um eine Auflösung von Faserzusammenballungen zu erreichen.
In Fig. 6 ist schematisch eine Formstation mit Dosierbunker 1, einer Auflösewalzenanordnung 3, einer Streukopfanordnung 4 und einem Formband 5, auf das das Materialvlies 25 aus beleimten Fasern aufgestreut wird, dargestellt. Im Dosierbunker 1 wird der Stoffstrom aus beleimten Fasern zwischengespeichert und auf eine vorgesehene Austragsbreite verteilt und nach unten über die gesamte Breite des Dosierbunkers 1 ausgetragen. Der Stoffstrom wird anschließend auf die Auflösewalzenanordnung 3 aufgegeben, die aus zwei gegensinnig rotierend angetriebenen Walzen 6, 6' besteht. Die Walzen 6, 6' sind, wie es aus der Fig. 6 ersichtlich ist, achsparallel in einer waagrechten Ebene nebeneinander liegend angeordnet, so daß der Winkel α=0° beträgt. Nähere Einzelheiten zur Ausführung der Walzen 6, 6' sind anhand der Figuren 2 bis 5 beschrieben. Unterhalb der Auflösewalzenanordnung 3 ist eine zusätzliche Fördervorrichtung 26 vorgesehen, die den Stoffstrom einer Streukopfanordnung 4 zuführt. Die zusätzliche Fördervorrichtung 26 ist dabei als Dosierbandwaage ausgebildet, die kontinuierlich eine regelbare Fördermenge in die Streukopfanordnung 4 fördert, so daß je nach Plattendicke und -breite von der Streukopfanordnung eine vorgebbare Menge auf das Formband 5 streubar ist. Die Förderrichtung des Formbandes 5 ist hier durch den Pfeil 27 dargestellt.
In einer weiteren nicht dargestellten Anordnung könnte die Faserauflösewalzenanordnung 3 auch zwischen der Fördervorrichtung 26 und der Streukopfanordnung 4 angeordnet sein.

Claims

Vorrichtung zum Streuen von Streugut auf eine kontinuierlich bewegte Unterlage im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, mit zumindest zwei gegensinnig rotierend angeordneten Walzen, die Elemente zum Auflösen von in einem Stoffstrom enthaltenen Verdickungen aufweisen, wobei die Elemente benachbarter Walzen ineinandergreifend zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (15, 19, 20, 23) federelastisch ausgebildet sind und dass die Elemente als gebogene Federelemente (15) an den Walzen (6,6') gelenkig gelagert sind oder die Elemente als an den Walzen (6,6')verteilt angeordnete Spiralfederelemente (17) ausgebildet sind oder die Elemente als Federelemente (20) aus flexiblen Blechscheiben ausgebildet sind oder die Elemente als einzelne Stacheln (23) mit scheibenförmigen Tellern (24) ausgebildet sind, die durch eine gelochte elastische Hülle (22) auf den Walzen (6, 6') positioniert festgehalten werden und die Elemente (15,17,20,23) fliehkraftausrichtend an den Walzen (6, 6') angeordnet sind, wobei die Partikel des Stoffstroms während des Durchtretens zwischen den Walzen (6, 6') impulsartig beaufschlagt und in Abhängigkeit ihrer spezifischen Gewichte beschleunigt werden.
Vorrichtung zum Streuen von Streugut nach Patentanspruch 1, wobei die Federelemente (15) als Druckgußelemente oder Flachstahlelemente ausgebildet sind.
Vorrichtung zum Streuen von Streugut nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Federelemente (20) eine Profilierung (21) aufweisen
Vorrichtung zum Streuen von Streugut nach Patentanspruch 1, wobei die Walzen (6, 6') derart angeordnet sind, daß eine durch die Mittelachsen der Walzen (6, 6') verlaufende Ebene (7) zu einer waagrechten Ebene (8) einen Winkel α (9) von 30 bis 90° vorzugsweise von 45° bis 75° aufweist.
Vorrichtung zum Streuen von Streugut nach Patentanspruch 4, wobei zusätzlich ein Schacht (11) zur Aufnahme von Fremdkörpern mit hohem spezifischem Gewicht vorgesehen ist.