DE2239852C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischwerkzeug nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Die bekannten Misch­ werkzeuge nach Gattungsbegriff (FR-PS 21 15 135) sind mit verhältnismäßig großen Mischflächen versehen. Sie weisen breite, schaufel- bzw. paddelartige Kopfteile auf, die eine große Mischfläche haben, mit der sie in den Spangutring eingreifen und das Spangut nach Art einer Schaufel mit verhältnismäßig großer Reibfläche und entsprechend großer Reibung durchmischen. Solche Werkzeuge führen das sich in einem rotierenden Ring befindliche Spangut schaufelartig bei ihrer Rotation mit, wobei infolge der verhältnismäßig langen Reibberührung und der verhältnismäßig großen Druck­ beaufschlagung nicht unerhebliche Reibung entsteht, die zur Erwärmung der Späne und zum vorzeitigen Abtrocknen der auf den Spanteilchen befindlichen feinsten Leimteilchen führen. Die Reibung und die dadurch bedingte Erwärmung des Span­ gutes, der Mischwerkzeuge und der Zylinderwand lassen in verhältnismäßig kurzer Zeit Leimreste insbesondere an den Schaufeln entstehen, welche zu Leimklumpen führen, die in das Spangut gelangen und das Endprodukt unbrauchbar machen können. Darüber hinaus wird die notwendige Kühlung der Mischwerkzeuge beeinträchtigt. Mischwerkzeuge, an denen Leim festhaftet, haben wiederum erhöhte Reibung, ver­ schlechterte Wärmeleitung und führen zu noch höheren Reibwerten und einer entsprechend stärkeren unerwünschten Wärmeentwicklung. Es ist daher notwendig, insbesondere die Mischwerkzeuge von festsitzenden Leimteilchen wiederholt zu reinigen. Allein das Reinigen dieser Mischwerkzeuge von Leimansätzen ist ein erheblicher Aufwand, da die Misch­ maschine während dieser Zeit und damit auch die Produk­ tionsstraße für die Herstellung der ganzen Spanplatten für die Zeit der Reinigung der Beleimmaschine stillgesetzt werden muß.

Aus der DE-PS 10 96 873 sind Mischwerkzeuge für langsam laufende Mischmaschinen bekannt. Diese sitzen auf einem massiven Rührwerksarm, der auf der Rührwerkswelle befestigt ist, und sind im Verhältnis zu dem massiven Rührwerksarm großflächig und großvolumig. Sie weisen entsprechend große, ebene, gegebenenfalls konkav gewölbte Scharflächen auf, wie sie bei Pflugscharen bekannt sind. Mit diesen den Pflug­ scharen ähnlichen Mischwerkzeugen soll ein erheblicher Materialschub und damit eine große Mischgutmasse verlagert und durchmischt werden.

Es entsteht dabei eine entsprechend große Beanspruchung des im Spalt zwischen dem Mischwerkzeug und der Behälterwandung sich ablagernden Mischguts. Durch die großen Scharflächen, die ebenso wie der sie haltende Arm bei einem langsam lau­ fenden Mischer nicht gekühlt sind, soll nun das zwischen der Wandung des Mischbehälters und den Scharflächen des Mischwerkzeuges abgelagerte, also ruhende, Mischgut ver­ lagert werden, so daß es vom Mischvorgang erfaßt wird.

Ein Mischwerkzeug dieser Art ist ausschließlich für langsam laufende Mischmaschinen geeignet. Durch den gezielt kon­ struktiv bedingten großen Materialschub soll das nahe an der Behälterwand lagernde Mischgut bei jedem Durchgang des Mischwerkzeuges örtlich verlagert und damit ebenfalls durchmischt werden, wobei die dabei entstehenden Bean­ spruchungen des abgelagerten Mischgutes mit Rücksicht auf den langsamen Umlauf der Mischwerkzeuge in Kauf genommen wird. Mischwerkzeuge dieses Aufbaues und dieser Wirkungs­ weise sind daher nur für langsam laufende Mischmaschinen bestimmt und geeignet.

Demgegenüber liegt, ausgehend von dem Mischwerkzeug gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1, der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Mischwerkzeug so weiterzubilden, daß eine möglichst geringe mechanische Beanspruchung von Spänen und Maschinenteilen sowie eine bessere Verteilung des Leimes auf den Spänen erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Mischwerkzeug mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes durch die im Kenn­ zeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß der Kopfteil gegenüber dem rohrförmigen Körper des Mischwerkzeuges, der auf der Welle des Mischers sitzt und dessen äußeres Ende in den vorauslaufenden hohlen Kopf­ teil übergeht, in Drehrichtung verschmälert und in Form eines annäherungsweise stromlinienförmigen Schuhes ausge­ bildet ist, dessen Sohle zur Innenwand der Mischkammer gerichtet ist und dessen Seitenflächen von der Sohle weg zum Körper hin sich keilförmig verjüngend verlaufen und an dem der Drehrichtung entgegengesetzten Ende Abrißkanten vorgesehen sind, werden die Reibung und das Quetschen der Späne durch den optimal klein ausgeführten Kopf des Mischwerkzeuges insbesondere im Bereich zwischen Mischer­ wandung und dem ihr zugewandten Teil des Mischwerkzeuges äußerst niedrig gehalten. Die schädliche Reibungswärme und die Zerstörung der Struktur der Späne innerhalb des umlau­ fenden Spangutringes ist so auf ein Minimum verringert. Durch die Ausbildung der Abrißkanten wird der bei dem schnellen Umlauf des Mischwerkzeuges hinter ihm entstehende Sog verringert, wobei die sich an den Abrißkanten bildenden Wirbel eine günstige zusätzliche Durchmischung der Späne bewirken. Die schonende Wirkung des Mischwerkzeuges nach der Erfindung kann dadurch noch weiter verbessert werden, wenn nach einem weiteren Merkmal der Kopfteil an seinem vorderen Ende eine abgerundete Nase aufweist. Vorteilhaft ist ferner eine Ausgestaltung, bei der ein Nasenrücken tangential in eine vordere Mantellinie des Körpers übergeht. Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn das Mischwerkzeug im Anschluß an ein ein Gewinde tragendes Rohr zwei nach außen hin konvergierende, symmetrisch liegende Seitenflächen aufweist, wobei ferner zweckmäßig zwischen Kopfteil und Körper eine Schmalstelle vorgesehen werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Misch­ werkzeuges nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Mischwerkzeug nach der Erfindung entsprechend Schnitt I-I der Fig. 5,

Fig. 2 das Mischwerkzeug nach Fig. 1 im Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 5,

Fig. 3 das Mischwerkzeug im Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 5,

Fig. 4 das Mischwerkzeug im Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 5,

Fig. 5 das Mischwerkzeug in einem senkrecht zur Rotationsachse gelegten Schnitt,

Fig. 6 ein achsnormaler Schnitt durch eine Mischkammer an der Stelle zweier sich auf der Mischerwelle gegenüberliegender Mischwerkzeuge.

Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel weist einen Schaft 10 und einen Kopfteil 11 auf. Der Kopfteil 11 ist gegenüber dem Körper 10 in Drehrichtung gesehen verschmälert und in Form eines annäherungsweise stromlinienförmigen Schuhes ausgebildet, dessen Sohle zur Innenwand der Mischkammer 15 gerichtet ist. Der Kopfteil 11 besitzt eine Nase 21, von der Seitenflächen 30, 31 weggehen (Fig. 2), die im rückwärtigen Teil in die Seitenflächen 14, 14 übergehen (Fig. 1 und 2). Die Seitenflächen 30, 31 verlaufen von der Sohle weg zum Körper 10 hin verjüngend und weisen an dem der Drehrichtung entgegengesetzten Ende Abrißkanten 33, 34 auf. In dem Schnitt der Fig. 2 sieht man, daß die Seitenflächen 14, 14 zum Mischkammerinneren hin geneigt sind und von der Sohle weg zum Körper 10 hin sich keilförmig verjüngend verlaufen. Der Kopfteil 11 ist gegenüber dem Körper 10 in Drehrichtung verschmälert. Ferner sind symmetrisch ausgebildete Seitenflächen 16, 16 vorhanden, die zum Mischkammerinneren hin divergieren und im radial inneren Bereich der Mischkammer 15 in das Rohr 17 übergehen. Dieses trägt ein Außengewinde 18 zur Befestigung an einer Mischerwelle 19. Die Schraubbefestigung ist durch eine Kontermutter 20 (vgl. Fig. 6) gesichert.

Wie insbesondere aus der Schnittfolge der Fig. 2, 3, 4 hervorgeht, ist das im Querschnitt runde Rohr 17 im Bereich der geneigten Seitenflächen 16, 16 beidseitig abgeplattet, so daß eine etwa elliptische Querschnittsform entsteht. Der Kopfteil 11 (vgl. Fig. 2) weist bei dem Ausführungsbeispiel, von der Schmalstelle 13 ausgehend, etwa die Form eines Schuhes mit einer in Drehrichtung nach vorne ragenden vorzugsweise abgerundeten Nase 21 auf.

Durch ein Innenrohr 22 der hohlen Mischerwelle 19 wird Kühlflüssigkeit herangeführt, welche von dort durch Pump­ wirkung oder Zentrifugalkraft in ein Zulaufrohr 23 ein­ tritt, welches bis in einen radial äußeren Bereich jedes Mischwerkzeuges ragt. Die in Richtung der Pfeile 24 in Fig. 5 strömende Kühlflüssigkeit prallt nach ihrem Austritt aus dem Zulaufrohr 23 in dessen Verlängerung auf eine Prall­ fläche 25, welche als Teil des Mantels des Werkzeuges aus­ gebildet, im hinteren Kopfteil 11 angeordnet und derart geneigt ist, daß die auftretende Flüssigkeit in Richtung der Pfeile 24 in das Innere der Nase 21 gespritzt wird, um die thermisch am stärksten belastete Nase 21 intensiv zu kühlen. Durch den Zwischenraum zwischen dem Mantel des Werkzeuges und dem Zulaufrohr 23 läuft die Kühlflüssigkeit anschließend ab und wird im Ringraum 26 der Mischerwelle zurückgeführt.

Im unteren Teil der trommelförmigen Mischkammer befindet sich eine Entleerungsklappe 27, welche im Stillstand der Maschine durch Vorspannung, z.B. Gegengewicht 28, ge­ schlossen wird. Der nicht näher dargestellte und im Kopfteil 11 der Werkzeuge mitrotierende Spangutring übt jedoch durch die Zentrifugalkraft seiner Masse Kräfte auf die Innenfläche der Entleerungsklappe 27 aus, welche ausschließlich zum Öffnen der Klappe gegen die Rück­ stellkraft des Gewichtes 28 führt, so daß ein Entnahmespalt 29 frei wird, aus dem das Mischgut aus der Mischkammer abfließen kann.

Bei der Rotation der Mischwerkzeuge lockert der Kopfteil 11 zusammen mit der Nase 21 den Mischgutring auf, hebt ihn von der Trommelwand ab und wirft ihn beidseitig gleichermaßen zur Seite. Das Mischwerkzeug übt dabei keinen direkten Druck auf die Trommelwand aus, so daß die dortigen Späne nicht gepresst und beschädigt, sondern vielmehr dem radial weiter innen befindlichen Gut untergemischt werden.

Für den Fall, daß der Mischgutring dicker als der Abstand der Schmalstelle 13 von der Wand 15 der Mischkammer ist, laufen auch die divergierenden Seitenflächen 16, 16 des Körpers 10 im Mischgut und üben - umgekehrt wie die Seitenflächen 14, 14 des Kopfteiles 11 - auf das Mischgut mit einer zur Wandung der Mischkammer gerichteten Komponente Druck aus. Dieser Druck nimmt mit der Dicke des Mischgutringes bzw. mit dem Füllungsgrad der Maschine zu, weil die im Mischgut stehende und seitlich zur Misch­ kammerwand 15 hin schiebenden Flächen 16, 16 stetig in axialer Richtung infolge ihrer divergierenden Lage in axialer Richtung größeren Abstand voneinander haben. Ist somit der Füllungsgrad größer, wird auf die pendelnd gelagerte Entleerungsklappe 27 auch ein höherer Druck ausgeübt, so daß eine entsprechend größere Mischgutmenge durch den Entleerungsspalt 29 geschoben und somit eine jeweils der Maschinenfüllung entsprechend große Misch­ gutmenge entleert wird.

Durch die Ausbildung des Kopfteiles mit seiner voreilenden, abgerundeten Nase, welcher mit seinen voraneilenden und keilförmig angestellten Seitenflächen 30 und 31 das Material nach innen beiseite räumt, wird ein Druckaufbau vor dem Mischwerkzeug vermieden. Der Nasenrücken 32 geht dabei tangential in eine vordere Mantellinie des Rohres über, so daß insgesamt das nachteilige Verklemmen und Quetschen des Mischgutes vor dem Werkzeug vermieden ist. Neben einer Schonung der Maschinenteile ist damit auch das stark pulsierende, stoßweise Aufdrücken und Entlasten der Entleerungsklappe vermindert, welches bei bekannten Werkzeugen auftritt. Vielmehr sinkt beim Einsatz des erfindungsgemäßen Werkzeuges der Druck des Mischgutes und im unmittelbaren Bereich des Kopfteiles 11 des Misch­ werkzeuges geringfügig ab, da die Nase 21 mit ihren in Drehrichtung liegenden Seitenflächen 30 und 31 auch Material zur Seite hin befördert. Es ist denkbar, diejenigen Mischwerkzeuge, die in der Nähe der Entleerungsklappe 27 liegen, zwecks höherer Austragsleistung mit Förderelementen 35 zu versehen, welche beim Überschreiten der maximal vorgesehenen Dicke des Spangutringes in den Mischgutring zusätzlich eintauchen und mit gegen die Wandung 15 der Mischkammer angestellten Arbeitsflächen 36 einen zusätzlichen Druck nach außen auf das Spangut ausüben. Während bei den bekannten gattungsbildenden paddelförmigen Mischwerkzeugen eine selbstreinigende Wirkung durch Spanreibung am Werkzeug selbst nicht zu erwarten ist, begünstigt hingegen die angenäherte Stromlinienform insbesondere im Kopfteil 11 des Mischwerkzeuges eine selbstreinigende Wirkung, so daß die zur Erzeugung der beabsichtigten Wirkung wesentlichen Flächen 30, 31, 14, 14 bei entsprechend starker Füllung saubergehalten werden. Hierzu tragen auch die Abrißkanten 33, 34 im hinteren Kopfbereich des Mischwerkzeuges bei, welche die Außenseite der quer zur Drehrichtung liegenden Prallfläche 25 von den rückwärtigen Seitenflächen 14, 14 bzw. 16, 16 des Kopfteiles 11 trennen. Es hat sich gezeigt, daß die Seitenflächen 14, 14 bzw. 16, 16 durch die selbstreinigende Wirkung der Spanreibung bis zu den Abrißkanten 33, 34 blank, d.h. also sauber bleiben. Hinter den Abrißkanten 33, 34 unterstützt die Verwirbelung den Mischvorgang.

Durch die Erfindung ist somit ein Mischwerkzeug geschaffen, welches neben einer guten Mischwirkung den Maschinen- und Werkzeugverschleiß auf ein Minimum reduziert und eine optimale Kühlung bei einfachem konstruktiven Aufbau gestattet. Die Mischvorrichtung kann ferner einen ver­ gleichmäßigenden pulsierenden Druck auf die Entleerungs­ klappe 27 ausüben sowie eine dem jeweiligen Füllgrad entsprechende Mischgutmenge austragen. Durch die ver­ gleichsweise schmale Ausbildung des Mischwerkzeuges wird somit ein Mitführen von gespresstem Gut im Vorlaufbereich unmittelbar vor dem Mischwerkzeug mit seinen nachteiligen Auswirkungen einerseits hinsichtlich einer zu starken Druckbelastung der Späne und andererseits hinsichtlich des Austragevorganges vermieden, während gleichzeitig die geneigte Ausbildung der Seitenwände im Kopfteil des Mischwerkzeuges die Späne von der Mischkammerwandung ohne zusätzliche Pressung und Reibung abgelenkt werden.

Claims (5)

1. Mischwerkzeug für als Ringmischer ausgebildete Maschinen zum Beleimen von zellulosehaltigen Teilchen, wie Späne, Fasern oder dgl. Mischgut aus Holz, Bagasse usw., mit einer zylindrischen Mischkammer mit schnell umlaufender Mischerwelle, auf der ein rohrförmiger Körper des Misch­ werkzeuges aufgesetzt ist, der an seinem äußeren Ende einen in Drehrichtung vorauslaufenden Kopfteil hat, der in einem schraubenlinienförmig an der Innenwand der Mischkammer schnell umlaufenden Spangutring eintaucht, wobei Körper und Kopfteil zur Führung von Kühlwasser hohl ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (11) gegenüber dem Körper (10) in Drehrichtung gesehen verschmälert und in Form eines annäherungsweise stromlinienförmigen Schuhes ausgebildet ist, dessen Sohle zur Innenwand der Mischkammer (15) gerichtet ist und dessen Seitenflächen (30, 31) von der Sohle weg zum Körper (10) hin sich keilförmig verjüngend verlaufen und an dem der Drehrichtung entgegengesetzten Ende Abrißkanten (33, 34) aufweisen.

2. Mischwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (11) seinem vorderen Ende eine abgerundete Nase (21) aufweist.

3. Mischwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nasenrücken (32) tangential in eine vordere Mantellinie des Körpers (10) übergeht.

4. Mischwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an ein ein Gewinde (18) tragendes Rohr (17) zwei nach außen hin konvergierende, symmetrisch liegende Seitenflächen (16) vorgesehen sind.

5. Mischwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kopfteil (11) und Körper (10) eine Schmalstelle (13) vorgesehen ist.