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Dokumentenidentifikation EP1295689 30.04.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1295689
Titel Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken
Anmelder Steiner GmbH & Co. KG, 84359 Simbach, DE
Erfinder Die Erfindernennung liegt noch nicht
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 21.09.2002
EP-Aktenzeichen 020213344
EP-Offenlegungsdatum 26.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.2003
IPC-Hauptklasse B27K 5/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Einfärben von Holzstücken nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 16.

In der holzverarbeitenden Industrie fallen große Mengen von Holzabfällen an, die entsorgt oder verarbeitet werden müssen. Bisher wurde ein Großteil dieser Abfälle kompostiert oder verbrannt.

Um die Holzabfälle einer wirtschaftlichen Verwertung zuführen zu können, werden sie oftmals zu Hackschnitzeln verarbeitet. Die Hackschnitzel können dann entweder zu Holzbriketts gepresst oder für die Zufuhr zu großen Heizanlagen direkt verkauft werden.

Zur Steigerung der Wertschöpfung aus Holzabfällen werden in letzter Zeit weitere Einsatzgebiete für Hackschnitzel gesucht. Dabei hat sich herausgestellt, dass Hackschnitzel hervorragend als Belag für Gartenwege und als Beetabdeckung geeignet sind, da sie das Wachstum von Unkraut eindämmen, ohne dem Boden zu schaden.

Da auf dem Boden ausgebreitete Hackschnitzel aber nach gewisser Zeit zu verrotten beginnen und ihr frisches Aussehen verlieren, wurden bereits eingefärbte Hackschnitzel verwendet, die ihr Aussehen über längere Zeit behalten. Die Hackschnitzel werden bisher in Mischern mit nur einer Öffnung zur Befüllung und zur Entnahme in diskontinuierlichem Betrieb mit teurer Flüssigfarbe versetzt. Mit diesen Mischern ist keine vollautomatische Herstellung von gefärbten Hackschnitzeln möglich. Auch müssen die Hackschnitzel nach der Entnahme aus dem Mischer erst noch in einem zusätzlichen Arbeitsgang getrocknet werden. Dieses aufwändige Verfahren macht die Herstellung teuer und behindert so die sinnvolle Verwertung von Holzabfällen.

Es war deshalb die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einfärben von Holzstücken so auszubilden, dass ein vollautomatischer Betrieb möglich ist und das fertige Produkt kostengünstig in einem kontinuierlichen Arbeitsgang entsteht.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einfärben von Holzstücken in einem Mischbehälter mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 16. Durch die Verwendung einer zylinderförmigen Drehtrommel mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung an den gegenüberliegenden Stirnseiten wird es möglich, die zu mischenden Bestandteile kontinuierlich und automatisch zuzuführen. Bei entsprechender Regelung oder Steuerung der Anlage werden die Bestandteile immer unter reproduzierbaren Bedingungen gemischt. Als besonders wichtig hat sich hierbei die gute Durchfeuchtung des Mischgutes herausgestellt. Die Zugabe der Flüssigkeit kann durch eine eigene Einrichtung zur Einbringung von Wasser, aber auch in Kombination mit der Zugabe des Farbstoffes erfolgen. Hierfür könnte z. B. feste Farbe vor der Zugabe mit Wasser zu einer Flüssigfarbe aufbereitet oder aber auch direkt Flüssigfarbe verwendet werden. In diesem Fall wären die Zufuhreinrichtung für Farbe und die Zufuhreinrichtung für Flüssigkeit in einer Zufuhreinrichtung vereint.

Durch eine oder mehrere Wendel wird das Mischgut durch die Drehtrommel transportiert und die Mischzeit kann bei konstanter Rotationsgeschwindigkeit der Drehtrommel auf einfache Weise konstant gehalten werden. Damit ist auch eine gleichmäßige Qualität des Endprodukts gewährleistet.

Die Steigung der Wendel ist so gewählt, dass sich für die Hackschnitzel bei der notwendigen Rotationsgeschwindigkeit eine Verweilzeit in der Drehtrommel ergibt, die eine gleichmäßige durchgehende Einfärbung der Hackschnitzel gewährleistet. Je nach Höhe der Wendel hat sich dafür eine Steigung der Wendel als ideal herausgestellt, die so ausgelegt ist, dass jede Wendel ca. 100° und 250°um den Umfang der Trommel geführt wird. Diese Angaben gelten für eine Trommellänge von etwa 15m.

Die Höhe der Wendel ist für den Mitnahmeeffekt verantwortlich. Je größer die Wendelhöhe ist, umso weiter werden die Hackschnitzel bei der Drehung der Trommel mit in die Höhe gerissen, bevor sie wieder herabfallen und aufs Neue mit nach oben genommen werden. Der Transportschritt in horizontaler Richtung für jeden dieser Mitnahme- und Herabfallvorgänge innerhalb der Drehtrommel ergibt sich daher aus der Steigung und der Höhe der Wendel. Bei der oben beschriebenen Steigung sollte die Höhe der Wendel deshalb zwischen 3 und 5 cm betragen.

Bei einer Länge der Drehtrommel von 10 bis 20 m, vorteilhafterweise 15 m, und einem Durchmesser von 2 bis 3 m ergibt sich dann bei entsprechender Rotationsgeschwindigkeit eine Verweilzeit für die Hackschnitzel zwischen 12 und 15 Minuten. In dieser Zeit ist in der Regel ein Durchmischungsgrad erreicht, der den Qualitätsanforderungen gerecht wird.

Zur Realisierung eines einfachen und kostengünstigen Antriebskonzepts wird die Drehtrommel auf Antriebsrädern gelagert. Um die Antriebsgeräusche zu minimieren und gleichzeitig eine gute Kraftübertragung zwischen Antriebsrädern und der Außenhaut der Drehtrommel zu gewährleisten, sind die Antriebsräder mit Gummi bezogen. Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von Kraftfahrzeugrädern herausgestellt.

Um ein Wandern der Drehtrommel in Richtung ihrer Rotationsachse zu verhindern, ist etwa mittig auf ihrer Mantelfläche ein flanschartiger Ring vorgesehen, der in ortsfest montierten Führungsbacken gelagert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss keine Flüssigfarbe verwendet werden. Als besonders vorteilhaft hat sich die Zugabe von Farbgranulat herausgestellt. Das Granulat wird über eine entsprechende Zuführeinrichtung dosiert. Hierfür bietet sich beispielsweise ein Schneckenförderer an.

Um eine gleichmäßige Einfärbung der Hackschnitzel zu erreichen muss bei der Verwendung von Farbgranulat zusätzlich Wasser zugeführt werden. Damit eine schnelle Verteilung gewährleistet ist, wird das Wasser vorteilhafterweise eingesprüht.

Nach dem Durchlauf durch die Drehtrommel soll ein trockenes, verpakkungsbereites Produkt entnommen werden können. Es muss daher die zugesetzte und für die Verteilung der Farbe auch notwendige Flüssigkeit bereits in der Trommel wieder entfernt werden. Hierfür ist erfindungsgemäß eine Heißluftzufuhr vorgesehen, die das Mischgut in der Drehtrommel mit Heißluft in Berührung bringt. Idealerweise wird das Mischgut bereits im vorderen Drittel der Trommel mit Heißluft beaufschlagt.

Zum geordneten Ausbringen des fertigen Produkts aus der Drehtrommel ist eine Fördereinrichtung vorgesehen, die oberhalb der Rotationsachse in die Auslassöffnung hineinragt. Die Fördereinrichtung ist beispielsweise als Bandförderer ausgebildet.

Die gefärbten und getrockneten Hackschnitzel werden nach ihrem Durchlauf durch die Drehtrommel nahe der Auslassöffnung von Aufnahmeschaufeln erfasst und über der Fördereinrichtung wieder fallen gelassen. Die Aufnahmeschaufeln sind an der Innenseite der Trommel befestigt und drehen sich mit dieser mit.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels und der Beschreibung der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1:
den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2:
einen Längsschnitt entlang der Rotationsachse der Trommel entsprechend der Linie B-B in Fig. 3 und
Fig. 3:
einen Querschnitt durch die Vorrichtung entsprechend der Linie A-A in Fig. 2.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine zylinderförmige Drehtrommel 1 auf, an deren Innenwand mehrere Wendel 2 befestigt sind. Jede Wendel erstreckt sich fast über die gesamte Länge der Drehtrommel. Sie umschließt über ihre Länge etwas über 100° des Trommelumfangs. Alle Wendel sind parallel zueinander angeordnet.

An den gegenüberliegenden Stirnseiten des zylinderförmigen Körpers sind eine Einlassöffnung 3 und eine Auslassöffnung 4 vorgesehen. In die Einlassöffnung 3 ragt ein Ende eines Bandförderers 5 zum Zuführen der Hackschnitzel. Weiterhin ragt in die Einlassöffnung 3 ein Schneckenförderer 6 zum Zudosieren von Farbgranulat und eine Wassersprüher 7. Bei der Verwendung von Flüssigfarbe lassen sich beide Zufuhreinrichtungen kombinieren und beispielsweise durch einen Sprüheinrichtung anstelle des Wassersprühers 7 realisieren.

In die Auslassöffnung 4 ragt ein weiterer Bandförderer 8 und ein Rohr 9 zum Einblasen von Heißluft. Das Rohr 9 ist über seine ganze Länge mit hier nicht dargestellten Löchern für den Luftaustritt versehen. Die Löcher sind vornehmlich schräg nach unten gerichtet, da sich die Hackschnitzel - abhängig von der Drehrichtung der Trommel - insbesondere auf einer Seite der Trommel befinden. Das Rohr 9 erstreckt sich durch etwa 4 Fünftel der Länge der Trommel fast bis zu den Zuführeinrichtungen für die Hackschnitzel 5, das Farbgranulat 6 und das Wasser 7.

Nahe der Auslassöffnung 4 sind an der Innenseite der Drehtrommel Schaufeln 10 befestigt, die das Mischgut aufnehmen und auf dem Bandförderer 8 ablegen.

Die Drehtrommel 1 liegt mit ihrer Außenhaut auf Kraftfahrzeugrädern 11 auf. Wenigstens zwei dieser Räder - ein Rad im Bereich der Einlassöffnung 3 und ein Rad im Bereich der Auslassöffnung 4 - sind angetrieben. Um ein Wandern der Drehtrommel 1 in Richtung ihrer Rotationsachse zu verhindern, ist um den Außenumfang der Drehtrommel ein reifenartiger Flansch 12 gelegt, der fest mit der Trommel verbunden ist. Der Flansch wird in einem ortsfesten Lager 13 geführt, das ein Ausweichen sicher verhindert.

Die Rotationsgeschwindigkeit der etwa 15m langen Drehtrommel wird nun so eingestellt, dass für das Mischgut eine Verweilzeit von 12 bis 15 Minuten vorgegeben ist. Die Zufuhreinrichtungen für die Hackschnitzel 5, das Farbgranulat 6 und das Wasser 7, sowie die Heißluftzufuhr 9 werden so auf einander abgestimmt, dass mit dem Bandförderer 8 trockene und gleichmäßig eingefärbte Hackschnitzel entnommen werden können. Dies kann durch eine einfache Steuerung realisiert werden.

Vorteilhafterweise wird die Heißluftzufuhr so gesteuert, dass der Druck in dem Rohr 9 nicht zu weit über dem Außendruck liegt. Auf diese Weise wird ein Großteil der Heißluft bereits über die Öffnungen im hinteren Bereich, also nahe der Auslassöffnung 4 abgegeben.

Das bewirkt, in Richtung der Einlassöffnung 3 gesehen, ein Temperatur- und Druckgefälle mit dem Ergebnis einer Zunahme der Trocknungsleistung, je weiter sich das Mischgut der Auslassöffnung 4 entgegenbewegt. Dadurch findet im vorderen Bereich eine noch bessere und intensivere Durchmischung statt, ohne dass dabei die Gesamttrocknungsleistung herabgesetzt wird.

Selbstverständlich können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur Hackschnitzel sondern auch andere Holzprodukte oder -abfälle, wie z. B. Holzspäne, grobe Sägespäne, oder Rindenstücke eingefärbt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken in einem Mischbehälter, mit einer Zufuhreinrichtung für die Holzstücke und einer Zufuhreinrichtung für Farbe, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Drehtrommel mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung an den gegenüberliegenden Stirnseiten ihres zylinderförmigen Körpers und eine Zufuhreinrichtung für Flüssigkeit aufweist und dass an der Innenseite des Zylindermantels wenigstens eine Wendel vorgesehen ist, die das Mischgut von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung transportiert.
  2. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wendel vorgesehen sind, wobei sich jede Wendel in einem Winkel zwischen 100 und 250° über den Umfang der Trommel erstreckt.
  3. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel zwischen 3 und 5 cm von der Oberfläche der Trommelinnenseite hervorstehen.
  4. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehtrommel zwischen 10 und 20 m lang ist.
  5. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehtrommel auf Antriebsrädern aufliegt.
  6. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vier mit Gummi bezogene Antriebsräder vorgesehen sind.
  7. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außen an der Drehtrommel ein Flansch befestigt ist, der zusammen mit einer ortsfesten Führung ein Lager bildet.
  8. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb so ausgelegt ist, dass die Durchlaufzeit für die Holzstücke zwischen 12 und 15 Minuten beträgt.
  9. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Drehtrommel zwischen 2 und 3 Metern beträgt.
  10. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung für Farbe als Granulatspender ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung für Flüssigkeit als Wassersprüher ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heißluftzufuhr in die Drehtrommel vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Heißluftzufuhr über wenigstens drei Viertel der Länge der Drehtrommel erstreckt.
  14. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nahe der Auslassöffnung der Drehtrommel an der Innenseite sich mitdrehende Aufnahmeschaufeln für die Holzstücke vorgesehen sind.
  15. Vorrichtung zum Einfärben von Holzstücken nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung in die Auslassöffnung der Drehtrommel ragt, die die Holzstücke von den Aufnahmeschaufeln übernimmt und abtransportiert.
  16. Verfahren zum Einfärben von Holzstücken in einem Mischbehälter, wobei dem Mischbehälter Holzstücke als auch Farbe zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzstücke durch eine stirnseitige Einlassöffnung einer zylinderförmigen Drehtrommel zugeführt, mit Flüssigkeit durchmischt und durch eine gegenüberliegende Auslassöffnung der zylinderförmigen Drehtrommel entnommen werden, wobei die Holzstücke von wenigstens einer Wendel an der Innenseite des Zylindermantels durch die Drehung der Drehtrommel von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung transportiert werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzstücke in der Drehtrommel mit Heißluft beaufschlagt werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzstücke über wenigstens drei Viertel der Länge der Drehtrommel mit Heißluft beaufschlagt werden.






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