Die Erfindung betrifft eine Walzensieb- oder -streumaschine zum Klassieren oder Aufstreuen von Holzspänen, Fasern oder dergleichen, mit zumindest einem Walzensatz, der sich aus mehreren, achsparallel nebeneinander angeordneten, gleiche Drehrichtung aufweisenden Walzen zusammensetzt, die gemeinsam ein Walzenbett bilden, das sich in seiner Länge quer zu den Walzen erstreckt und ein Aufgabeende für das Sieb- bzw. Streugut sowie ein Austragende für Grobgut aufweist, wobei jede Walze mit ihrer die Walzenbett-Ebene definierenden Oberseite zum Austragende hin dreht und eine Vielzahl in gleichem axialen Abstand voneinander beabstandeter Ringnuten aufweist, die voneinander durch Ringstege getrennt sind, die die äußere Mantelfläche der Walze bilden, und wobei benachbarte Walzen einander so zugeordnet sind, daß die Ringstege der einen Walze den Ringnuten der benachbarten Walze gegenüberliegen und mit diesen - in Draufsicht auf die Walzenbett-Ebene gesehen - auf ihrem Umfang weitgehend geschlossene, senkrecht zur Walzenbett-Ebene jedoch offene Spänedurchfallöffnungen bilden.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer derartigen Walzensieb- oder -streumaschine.
Die beim Sieben oder Klassieren auftretenden Probleme sowie ein Teil des einschlägigen Standes der Technik sind in der EP 0 328 067 B1 beschrieben. In dieser vorveröffentlichten Patentschrift sind Walzen unter Schutz gestellt, deren Mantelfläche mit sich verjüngenden Vorsprüngen versehen ist, die durch sich verjüngende Täler voneinander getrennt sind. Die benachbarten Walzen sind dabei einander so zugeordnet, daß sich jeweils die äußeren Enden der Vorsprünge gegenüberliegen und voneinander durch einen achsparallelen Spalt beabstandet sind, der die Dicke der abzusiebenden Späne definiert.
Die eingangs beschriebene Maschine läßt sich der US-Patentschrift 2,966,267 entnehmen. Hier liegen die mit einem glatten Boden ausgebildeten Ringnuten sowie die eine glatte Mantelfläche aufweisenden Ringstege jeweils schräg zur Walzenachse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sieb- bzw. Klassierwirkung der eingangs beschriebenen Maschine zu verbessern.
Dies Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringnuten und damit auch die sie trennenden Ringstege jeweils in senkrecht auf der Walzenachse stehenden Ebenen liegen, und daß die äußere Mantelfläche jedes Ringsteges durch sich in Umfangsrichtung aneinander anschließende Zähne gebildet ist, deren in Umdrehungsrichtung jeweils vorlaufende Zahnflanke steiler angestellt ist als der sich daran anschließende, bis zum Fuß der nachfolgenden Zahnflanke abfallende Zahnrücken, wobei in axialer Richtung gesehen die Ringsteg-Zähne einer Walze eine Steigung bilden, die der der benachbarten Walze entgegengesetzt ist aber gleiche Steigungshöhe aufweist.
Die jeweils vorlaufende Zahnflanke der umlaufenden Zähne übt auf die Partikel des Sieb- bzw. Streugutes einen Wurfeffekt aus, so daß Verstopfungen des Walzensatzes vermieden und ein beschleunigter Transport insbesondere des Grobgutes zum Austragende hin gewährleistet werden. Aktive Impulse verleihen nur die vorlaufenden Zahnflanken, während die auf die Zahnrücken fallenden Partikel von dort lediglich abgleiten. Durch die jeweils gegensinnig durch eine Spänedurchfallöffnung hindurchdrehenden Ringsteg-Zähne wird ebenfalls ein Verstopfen dieser Spänedurchfallöffnungen verhindert. Dabei kann die Separierwirkung im wesentlichen durch Veränderung der Walzendrehzahl eingestellt werden. Hierfür können mehrere hintereinander geschaltete, jeweils mit variablen Antrieben ausgerüstete Walzensätze vorgesehen werden.
Eine Beeinflussung der Separierwirkung ist auch durch Wahl unterschiedlicher radialer Zahnhöhen möglich. So können die letzten Walzen Ringsteg-Zähne mit maximaler Zahnhöhe aufweisen.
Grundsätzlich ist es möglich, den Boden jeder Ringnut glattflächig auszubilden. Für bestimmte Einsatzbereiche hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn auch der Boden jeder Ringnut durch sich in Umfangsrichtung aneinander anschließende Zähne gebildet ist, deren Kontur der der Ringsteg-Zähne entspricht, wobei die Zähne der Ringnut gegenüber den Ringsteg-Zähnen in Umfangsrichtung um einen Bruchteil einer Zahnteilung versetzt sind und in radialer Richtung die Zahnrücken der axial benachbarten Ringsteg-Zähne geringfügig überragen.
Um ein Verklemmen von Partikeln des Sieb- bzw. Streugutes in den Nuten zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn in Umdrehungsrichtung die Zähne der Ringnuten gegenüber den Zähnen der Ringstege um weniger als eine halbe Zahnteilung versetzt sind.
Der vorstehend beschriebene Wurfeffekt ist dann besonders wirkungsvoll, wenn die vorlaufende Zahnflanke mit dem durch den Zahnfuß gelegten Radius einen Winkel von etwa 45° einschließt.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn zwischen zwei benachbarten Walzen in Draufsicht ein geradliniger Spalt mit einer Stärke von etwa 0,2 x Zahnhöhe gebildet ist. Dieser Zusammenhang ergibt sich aus der Feststellung, daß das Spaltmaß von der Belastung der Zähne abhängt, wobei die Belastung bei großen Zähnen höher ist als bei feiner Verzahnung.
Ein besonders günstiges Herstellungsverfahren für die Walzen läßt sich dann erzielen, wenn jede Walze aus einzelnen vorgefertigten, auf einen Walzenkörper aufgezogenen Ringen besteht, wobei der Walzenkörper aus massigem Stangen- oder dickwandigem Rohrmaterial bestehen kann. Die Ringe können die gleiche Breite von z.B. 3 mm aufweisen, wobei die die Ringnuten bildenden Ringe einen Außendurchmesser aufweisen, der gegenüber dem Außendurchmesser der die Ringstege bildenden Ringe um z.B. nur etwa 2 mm kleiner ist. Zur Bildung größerer Spänendurchfallöffnungen können dann jeweils zwei oder mehrere identische Ringe axial nebeneinander angeordnet werden.
Ist unterhalb des Walzensatzes ein entgegen seiner Förderrichtung kontinuierlich umlaufendes Formband vorgesehen, ist es zur Verbesserung des Streubildes vorteilhaft, wenn zur Erzielung einer zusätzlichen pneumatischen Auflösung des Spänestromes der Raum zwischen Walzensatz und Formband an eine die Luft dieses Raumes entgegen der Förderrichtung des Walzensatzes absaugende Luftabsaugeinrichtung angeschlossen ist.
Weitere Merkmale der Erfindung sowie deren Verwendungsmöglichkeiten sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 zeigt eine Walzensieb- oder -streumaschine zum Klassieren oder Aufstreuen von Holzspänen, Fasern oder dergleichen. Dargestellt ist ein Walzensatz 1, der sich aus mehreren, achsparallel nebeneinander angeordneten, gleiche Drehrichtung 2 (siehe Figur 5) aufweisenden Walzen 3 zusammensetzt, die gemeinsam ein Walzenbett bilden, das sich in seiner Länge quer zu den Walzen 3 erstreckt und ein Aufgabeende A für das Sieb- bzw. Streugut sowie ein Austragende B für Grobgut aufweist. Jede Walze 3 dreht mit ihrer die Walzenbett-Ebene definierenden Oberseite zum Austragende B hin und weist eine Vielzahl von in gleichem axialen Abstand voneinander beabstandeten Ringnuten 4 auf (siehe Figur 2), die voneinander durch Ringstege 5 getrennt sind, die die äußere Mantelfläche der Walze 3 bilden. Die Ringnuten 4 und damit auch die sie trennenden Ringstege 5 liegen jeweils in senkrecht auf der Walzenachse 6 stehenden Ebenen, wobei benachbarte Walzen 3 einander so zugeordnet sind, daß die Ringstege 5 der einen Walze 3 den Ringnuten 4 der benachbarten Walze gegenüberliegen und mit diesen - in Draufsicht auf die Walzenbett-Ebene gesehen - auf ihrem Umfang weitgehend geschlossene, senkrecht zur Walzenbett-Ebene jedoch offene Spänedurchfallöffnungen 7 bilden, wie es Figur 2 erkennen läßt. Dabei ist die Breite b der Ringstege 5 maximal so groß wie die der Ringnuten 4. Insbesondere Figur 2 läßt ferner erkennen, daß zwischen zwei benachbarten Walzen 3 in Draufsicht ein geradlinier Spalt 8 gebildet ist.
Gemäß den in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen besteht die Walze 3 aus einzelnen vorgefertigten, auf einen Walzenkörper 9 aufgezogenen Ringen 10, 11. Dabei kann der Walzenkörper 9 aus massivem Stangen- oder aber dickwandigem Rohrmaterial bestehen. Dabei lassen insbesondere die Figuren 3 und 4 erkennen, daß die Ringe 10 größeren Durchmessers die in Figur 2 schematisch dargestellten Ringstege 5, die Ringe 11 kleineren Durchmessers hingegen die jeweils zwischen zwei Ringstegen eingebetteten Ringnuten 4 bilden.
Die äußere Mantelfläche jedes Ringsteges 5 ist ebenso wie der Boden jeder Ringnut 4 durch sich in Umfangsrichtung aneinander anschließende Zähne 12 gebildet, deren in Umdrehungsrichtung 2 jeweils vorlaufende Zahnflanke 12a steiler angestellt ist als der sich daran anschließende, bis zum Fuß 12b der nachfolgenden Zahnflanke 12a abfallende Zahnrücken 12c. Dabei schließt die vorlaufende Zahnflanke 12a mit dem durch den Zahnfuß 12b gelegten Radius r einen Winkel α von etwa 45° ein. Figur 6 läßt ferner erkennen, daß jeder Zahnrücken 12c der Ringsteg-Zähne 12 mit der an ihren Flugkreis gelegten Tangente einen Winkel y von 3°-6° einschließt.
Die Zähne 12 der Ringnuten 4 sind ähnlich denen der Ringstege 5 ausgebildet, diesen gegenüber jedoch in Umfangsrichtung um einen Bruchteil einer Zahnteilung t, vorzugsweise um weniger als eine halbe Zahnteilung t versetzt. Figur 5 läßt erkennen, daß die Ringnuten-Zähne 12 in radialer Richtung die Zahnrücken 12c der axial benachbarten Ringsteg-Zähne 12 geringfügig überragen.
In axialer Richtung gesehen bilden die Ringsteg-Zähne 12 eine Steigung 13, die in Figur 3 schematisch eingezeichnet ist. Um eine möglichst gleichmäßige Späneverteilung über die Breite des Walzenbettes zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn diese Steigung 13 der der benachbarten Walze entgegengesetzt ist aber gleiche Steigungshöhe aufweist.
Gemäß den Figuren 3 und 4 sind die Ringe 10, 11 in axialer Richtung durch stirnseitige rechts- und linksgängige Muttern 14a und 14b gegeneinander verspannt. Zur formschlüssigen Drehverbindung der Ringe 10, 11 mit dem Walzenkörper 9 können die Ringe mit einer Nase 15 (Figur 5) in eine sich über die Länge des Walzenkörpers 9 erstreckende Nut eingreifen. In einer zweckmäßigen, in der Zeichnung nicht näher dargestellten Alternativlösung kann statt dessen auf der Mantelfläche des Walzenkörpers 9 mit einer Steigung ein Vorsprung vorgesehen sein, auf den die Ringe 10, 11 mit einer Ausnehmung in ihrer Innenringkontur aufgeschoben werden können.
Die Separierwirkung der erfindungsgemäßen Walzensieb- oder -streumaschine ist durch Veränderung der Walzendrehzahl einstellbar. Außerdem können zur Bildung größerer Spänedurchfallöffnungen 7 jeweils zwei oder mehrere identische Ringe 10 bzw. 11 axial nebeneinander angeordnet werden. Dabei kann die Breite b eines Ringes 10 bzw. 11 z.B. 3 mm betragen. Bei einem Außendurchmesser D von etwa 60 - 70 mm (Deckschichtmaschinen) kann jeder Ring 10 bzw. 11 z.B. 16 - 20 Zähne 12 aufweisen und bei einem Außendurchmesser D von etwa 70 - 80 mm (Mittelschichtmaschinen) sind pro Ring z.B. 14 - 24 Zähne vorgesehen. Bei breiten Streumaschinen betragen die Außendurchmesser bis zu 100 mm. Die radiale Zahnhöhe h hängt vom Einsatzfall ab und beträgt in Deckschichtmaschinen etwa 1 - 3 mm und in Mittelschichtmaschinen etwa 2 - 8 mm. Die Ringnuten-Zähne sind gegenüber den Ringstegen-Zähnen in Umdrehungsrichtung 2 nur um einen Winkel β von etwa 4° versetzt.
Gemäß Figur 4 kann jede Walze 3 beidendig in Stehlagern 16 gelagert sein. Die Walzenoberfläche ist verschleißfest ausgebildet, vorzugsweise verchromt.
Figur 7 zeigt eine Deckschicht-Streumaschine 17 mit einem Spänebunker 18 zur Aufnahme des Sieb- bzw. Streugutes 19, mit einem Bunkerband 20, das das Siebgut 19 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles zu einer Abwurfstelle fördert, mit in dem Spänebunker 18 angeordneten Egalisierwalzen 21 für das Siebgut 19 und einer das vorgeförderte Siebgut 19 an der Abwurfstelle abstreifenden Stachelwalze 22. Unterhalb des Abwurfbereichs ist eine mit Sieben 23 bestückte Windkammer 24 vorgesehen, in der für den durch Pfeile symbolisierten horizontalen Sichtluftstrom Luftregister 25 angeordnet sind, die an ein Luftgebläse 26 angeschlossen sind.
Unterhalb von der genannten Bandabwurfstelle des Bunkerbandes 20 ist ein erfindungsgemäßer Walzensatz 1 angeordnet, der als Walzensieb arbeitet, also Spänedurchfallöffnungen 7 gleicher Größe aufweist und zur Abscheidung von Grobgut 27 dient, das über den Walzensatz 1 von dessen Aufgabeende A bis zum Austragende B hinwegwandert und in eine Schnecke 28 abgeworfen wird.
Figur 8 unterscheidet sich von der Deckschicht-Streumaschine 17 gemäß Figur 7 lediglich dadurch, daß der Walzensatz 1 hier als Dosiereinrichtung arbeitet, also zur Klassierung des Streugutes 19 dient. Die Größe der in Figur 2 dargestellten Spänedurchfallöffnungen 7 nimmt daher von A nach B zu. Etwaiges Grobgut wird auch hier in die Schnecke 28 abgeworfen.
In Figur 9 ist eine Deckschicht-Streumaschine dargestellt, bei der der Spänestrom mechanisch und pneumatisch aufgelöst wird. Der Spänebunker 18 entspricht mit seinen Einbauten 20, 21, 22 im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 7. Das Sieb- bzw. Streugut 19 wird somit von dem Bunkerband 20 in durch die Egalisierwalzen 21 egalisierter Förderhöhe herangefördert und am Ende des Bunkerbandes 20 mit Unterstützung einer rotierenden Stachelwalze 22, die auch eine rotierende Bürste sein kann, auf einen durch Streuwalzen gebildeten Walzensatz 1 abgeworfen. In einem lichten Abstand unterhalb des Walzensatzes 1 befindet sich das übliche Formband 31, das in Richtung des eingezeichneten Pfeiles und somit entgegen der Förderrichtung 33 des Walzensatzes 1 umläuft. Dem Walzensatz 1 ist eine Grobteil-Schnecke 28 nachgeordnet. Zur Erzielung einer zusätzlichen pneumatischen Auflösung des Spänestromes ist der Raum zwischen dem Walzensatz 1 und dem Formband 31 an eine die Luft dieses Raumes entgegen der Förderrichtung 33 des Walzensatzes 1 absaugende Luftabsaugeinrichtung 34 angeschlossen. Hierfür ist zwischen dem Beginn A des Walzensatzes 1 und der in Figur 9 rechts außen dargestellten Luftabsaugeinrichtung 34 oberhalb des Formbandes 31 ein freier Absaugkanal 35 gebildet. Die Luftabsaugeinrichtung 34 erzeugt unterhalb des Walzensatzes 1 bzw. oberhalb des Formbandes 31 Luftgeschwindigkeiten von 0,9 bis 1,7 m/s. Dadurch erhält man neben der durch den Walzensatz 1 bewirkten mechanischen Auflösung des Spänestromes noch zusätzlich eine pneumatische Auflösung.
Figur 10 zeigt eine Mittelschicht-Streumaschine 29. Hier läuft das in den Spänebunker 18 einzuführende Sieb- bzw. Streugut 19 zuerst über einen als Walzensieb arbeitenden Walzensatz 1, der bereits das Grobgut ausscheidet und in die Schnecke 28 abwirft. Das abgesiebte Material wird von einem Transportband 30 aufgefangen und in dem Spänebunker 18 abgeworfen. Das von dessen Bunkerband 20 abgeworfene Sieb- bzw. Streugut 19 wird in einer hier nicht näher interessierenden Einrichtung in zwei Teilströme aufgeteilt und gelangt dann auf ein Formband 31, wie es auch in den Figuren 7 bis 9 vorgesehen ist.
Die Ausführungsform gemäß Figur 11 unterscheidet sich von der der Figur 10 lediglich dadurch, daß das durch den als Walzensieb arbeitenden Walzensatz 1 hindurchtretende Sieb- bzw. Streugut 19 unmittelbar in den Spänebunker 18 fällt.
Figur 12 zeigt in ihrem unteren Teil in schematischer Darstellung eine der Figur 9 entsprechende Anlage, bei der der Spänestrom mechanisch und pneumatisch aufgelöst werden soll. Das nicht näher dargestellte Sieb- bzw. Streugut wird in üblicher Weise von einem Bunkerband 20 herangefördert und am Bandende mit Unterstützung einer rotierenden Bürste 32 auf einen durch Streuwalzen gebildeten Walzensatz 1 abgeworfen. In einem lichten Abstand unterhalb des Walzensatzes 1 befindet sich das übliche Formband 31, das in Richtung des eingezeichneten Pfeiles und somit entgegen der Förderrichtung 33 des Walzensatzes 1 umläuft, zur Erzielung des im oberen Teil der Figur 12 dargestellten Spänestreubildes jedoch angehalten wurde. Zwischen dem Beginn A des Walzensatzes 1 und einer unten in Figur 12 rechts außen dargestellten Luftabsaugeinrichtung 34 ist oberhalb des Formbandes 31 ein freier Absaugkanal 35 gebildet, dessen Länge zumindest der des Walzensatzes 1 entspricht. Neben der durch den Walzensatz 1 bewirkten mechanischen Auflösung des Spänestromes erhält man zusätzlich noch eine pneumatische Auflösung, die zu dem im oberen Teil der Figur 12 dargestellten Spänestreubild führt. Dieses Streubild hat sich ergeben bei einer Drehzahl der Streuwalzen 3 von 325 U/min und bei einer durch die Absaugung erzeugten Luftgeschwindigkeit von 1,1 m/s. Die Streuung erfolgte über einen Zeitraum von 30 Sekunden bei stehendem Formband 31.
Das Streudiagramm läßt erkennen, daß sich zwar immer noch die höchste Streuhöhe unterhalb der ersten Streuwalzen des Walzensatzes 1 ergibt, daß dieses Maximum aber erheblich niedriger liegt als ohne Luftabsaugeinrichtung, die zu einem starken Auseinanderziehen des Streubildes auf dem Formband führt, wobei die durch die Luftabsaugung bewirkte Verlängerung des Streubildes bis weit unter das Bunkerband 20 erfolgt.