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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten, Bahnen od. dgl. aus schäumbarem, thermoplastischem
Kunststoff
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ferner die Speisevorrichtung eine sich zwischen die Förderbänder erstreckende, an eine Druckmittelquelle angeschlossene, von einer Zellenschleuse mit Granulat gespeiste, das Granulat unter Druck austragende Düse aufweist und zum Einführen des Heissgases mehrere nebeneinander angeordnete, sich über die Mündung der Düse der Speisevorrichtung hinaus bis in den Granulatraum zwischen den Förderbändern erstrekkende Blasdüsen vorgesehen sind,
und dass ausserdem gegebenenfalls auf der Einlaufseite der Förderbänder Führungsrollen zum Einführen der Deckschichtbahnen sowie an sich bekannte Vorrichtungen zum Auftragen von Klebstoff auf diese Bahnen angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemässeAusgestaltung der Vorrichtung wird gegenüber der bekannten Vorrichtung eine wesentlich gebesserte Einführung des Granulates, eine bessere Wärmezuführung zum Granulat und ein wirtschaftlicher Betrieb erzielt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässenvorrichtung dargestellt. Fig. l ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei im Interesse der Klarheit Teile fortgelassen sind, Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, Fig. 3 ist eine perspektivische, teilweise schematische auseinandergezogene Teildarstellung verschiedener Bestandteile des Rahmenaufbaues, Fig. 4 ist eine vergrösserte Teilansicht des vorderen Endes der Vorrichtung, Fig. 5 ist eine Teilansicht des vorderen Endes der Vorrichtung in stark vergrössertem Massstab, Fig. 6 ist eine teilweise perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Speisevorrichtung, Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig.
8 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7, Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. l, Fig. 10 ist eine teilweise Draufsicht eines Teiles des Stützkörpers, Fig. 11 ist eine teilweise Draufsicht des Zylindergehäuses und der Blasdüsen der Dampfversorgung, Fig. 12 zeigt das Innere der Zellenschleuse, Fig. 13 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung für die Vorbehandlung der Materialkörner, Fig. 14 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 13 gezeigte Anordnung, Fig. 15, 16 und 17 sind Längsschnitte durch Blasdüsen, Fig. 18 ist ein schematisches Diagramm einer Abgabeeinrichtung für Bänder, Fig. 19 ist eine schematische Darstellung einer andern Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 20 ist ein Schnitt im wesentlichen nach der Linie 20-20 der Fig. 19, Fig.
21 zeigt eine Einzelheit der Speisevorrichtung für die Zuführung der expandierten Körner zwischen die Bänder, Fig. 22 ist eine schematische Darstellung einer andern Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt.
Die Vorrichtung ruht auf einem Rahmen, der auf mehreren senkrechten, in zwei parallelen Reihen angeordneten I-Trägern 1 abgestützt ist. Der Rahmen besteht aus einem oberen und einem unteren Rahmenteil 2 bzw. 3 (Fig. 3 und 9). Der obere Rahmenteil setzt sich aus vorzugsweise fünf parallelen inneren Trägern 15 zusammen. Diese Träger werden in Längsrichtung an den Unterseiten des Querträgers 10'befestigt. An seinen Oberseiten ist ferner ein Paar äusserer Träger 5 befestigt. Die eben- falls an diesen Querträger angebrachten Seitenunterstützungen 6 tragen die Rollen 42 für das Förder- band.
Vorzugsweise ist der obere Rahmen in senkrechter Richtung um 25,4 mm verstellbar. Parallel zu den Trägern 15 angeordnete Stützen 200 (7ig. 9) sind an jedem I-Träger mit Lagerplatten 201 versehen. Die Schrauben 202 wirken auf die Platten 201 ein und werden ausserdem durch die Lager 203 gestützt, die an den Trägern 1 befestigt sind. An den Enden der Seitenumerstützungen 6 - sind Lagerplatten 7 mit Schlitzen 8 vorgesehen, in denen eine umlaufende Welle 21 gelagert ist.
Der untere Rahmenteil 3 enthält vorzugsweise fünf innere I-Träger 9, die auf dem Querträger 10 befestigt sind. Die Trägerzahl ändert sich je nach der Vorrichtungsbreite. Die Seitenträger 11 werden beiderseits mit dem Querträger 10 verbunden und stützen so die Rollen des Förderbandes. Der Querträger 10 ist seinerseits an dem I-Träger 1 befestigt. Auch der untere Rahmenteil 3 ist mit Lagerplatten 12 versehen (Fig. 3), die den Lagerplatten 7 analog sind. Der obere und untere Rahmenteil 2 und 3 ist zwischen den I-Trägern 1 befestigt. Durch die Einstellschrauben 202 kann der obere Rahmenteil 2 gegen den unteren Rahmenteil 3 gehoben und gesenkt werden.
Von den Seitenlagerplatten 7 und 12 am hinteren Ende 16 der Vorrichtung werden Wellen 17 und 18 (Fig. 1 und 2) in den Lagern 24 und 25 abgestützt. Diese Wellen 17 und 18 sind über Zahnräder oder eine Kette mit einem Antrieb, beispielsweise durch eine Kupplung 19, verbunden.
Am vorderen Ende 20 der Vorrichtung sind Wellen 21 und 22 in den einstellbaren Lagerplatten 26 bzw. 27 angeordnet. Diese Platten sind jeweils gleitend in den Lagerplatten 6 bzw. 7 befestigt und durch Einstellschrauben 28 (Fig. 4) in Längsrichtung verstellbar.
Die Wellen 17, 18, 21,22 tragen je drei Kettenzahnräder 35,36 und 37, die zwischen den Seitenträgern 6 und 11 (Fig. 2) untereinander den gleichen Abstand haben. Von diesen Kettenzahnrä- dern werden zwei Sätze Stützkörper 102 und 103 aufgenommen, wobei ein Satz über die Kettenzahn-
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räder 35,36 und 37 läuft, während der andere Satz mit den auf den Wellen 18 und 22 angeordneten Kettenrädern zusammenwirkt.
Die Stützkörper 102 und 103 sind gleich gebaut und in den Fig. 4, 9 und 10 dargestellt. Mehrere querverlaufende Stäbe 211 (Fig. 10) sind längs ihrer Seitenkanten durch drei Ketten 212, 213 und 214 (Fig. 9) verbunden. Jede Kette ist mit rechtwinkligen Zapfen 215 versehen, deren einander zugekehrte Wände 216 senkrecht von den Stäben abgebogen sind. Die Wände 216 benachbarter Zapfen sind seitlich versetzt, so dass sie sich bei 218 aneinanderlegen können (Fig. 10). Diese benachbarten Wände 216 sind durch Bolzen 217 drehbar verbunden. Die Bolzen 217 tragen zwischen den Wänden 216 die Rollen 219. Die Rollen 219 ragen nach aussen über die parallel zu den flachen Seiten der Stäbe 211 (Fig. 9) verlaufenden Ränder der Wände 216 vor.
Der durch die Wellen 21 und 17 angetriebene Stützkörper 102 läuft mit den Rollen 219 der Ketten 212 und 214 um. Der Stützkörper drückt auf die Oberseiten der Träger 5, und die Rollen 19 wirken auf die Unterseite der am weitesten aussen liegenden Träger 15 ein. Die Rollen 219 der Ketten 213 wirken mit dem mittleren Träger 15 zusammen, wenn sie den unteren Abschnitt des oberen Rahmenteiles 2 umlaufen. Bei ihrer Bewegung über den oberen Abschnitt des oberen Rahmenteiles 2 sind sie jedoch frei. Die Rollen 219 der Ketten 212, 213 und 214 des unterenStützkörpers 103 wirken auf die Oberseite der am weitesten aussen gelegenen inneren Träger 9 und den mittleren Träger 9, wenn sie sich über den oberen Abschnitt des unteren Rahmenteiles 3 hinwegbewegen.
Unter diesem Rahmenteillaufensiejedochfrei,wiebei230 (Fig.9)gezeigtist.
An den Enden der Stäbe 211 sind Schliesselemente 231 angeordnet, die den Abstand zwischen den Stützkörpern 102 und 103 verringern. Diese Schliesselemente 231 werden vorzugsweise aus elastischem Kunststoff, beispielsweise einer Phenolharzfolie, hergestellt. Jedes Schliesselement hat einen rechtwinkligen Querschnitt, wobei ein Schenkel 232 (Fig. 9) auf der Aussenfläche der Stäbe 211 aufliegt und der andere Schenkel deren Kante überlagert ist.
Die Schliesselemente können durch Schrauben 235 (Fig. 5) an den Kanten befestigt werden. Die einander zugewendeten Schenkel 232 der Schliesselemente 231 schliessen im Bereiche der Stützkörper 102 und 103 zwischen den oberen und unteren Rahmenteilen 2 und 3, wie in Fig. 9 bei 240 gezeigt, die Seiten eines begrenzten Raumes 241. ein.
Die Flächen 242 der Schenkel 232 sind durch die Schrauben 202 bewegbar. Normalerweise werden die Schliesselemente 231 um weniger als den Durchmesser der zwischen die Bänder eingeführten Körner voneinander getrennt gehalten. Auf den unteren endlosen, den unteren Rahmenteil 3 umlaufenden Stützkörper 103 wirken die Schliesselemente 231 als Träger. Diese Elemente 231 bewegen sich entlang der Träger 252, die an den unteren Trägern 11 befestigt sind.
Vorzugsweise werden vier Hilfsrollensätze 260 zu beiden Seiten der mittleren Träger 9 und 15 angeordnet (Fig. 9 und 3). Sie befinden sich am vorderen Ende 20 der Vorrichtung und bewirken zusätliche Haltekräfte in dem Raum 241, der den grösstenDrücken durch das schäumende Polystyrol ausgesetzt ist. Die Rollen 261 wirken auf Metallplatten 262 (Fig. 10), die an den Innenflächen der Stäbe 211 befestigt sind.
Isolierende, biegsame, endlose und überall undurchlässige Förderbänder 40 und 41, die vorzugsweise aus Gummi hergestellt sind, umlaufen den oberen bzw. unteren Stützkörper. Sie bewegen sich zwischen den inneren Trägern 9 und 15 und bilden die obere und untere Begrenzung des Raumes 241, in dem der Schaumkörper gebildet wird. Das Förderband 30 wird über dem Rahmenteil 2 durch eine Reihe von in den Seitenunterstützungen 6 gelagerter Rollen 42 getragen. Es kann, wie bei 43 (Fig. 1) gezeigt, eine Spannvorrichtung für das Band 40 vorgesehen sein. Am hinteren Ende 16 der Maschine wird das Förderband 40 von Rollen 42 getragen.
Am vorderen Ende der Maschine läuft das Förderband 40 über die Rollen 48 und 49 (Fig. 4 und 5). Die Rolle 49 hält das Förderband 40 vor seinem Eintritt in den Raum 241 von dem Stützkörper 102 entfernt. Das untere Band 41 läuft über die entsprechenden Rollen 50 und 51. Die Rollen 49 und 51 sind so angeordnet, dass die über sie laufenden Bänder 40 und 41 einen sehr spitzen Winkel mit der Begrenzung des Raumes 241 bildet. Der Bandabstand in diesem Raum ist nur sehr gering und beträgt im allgemeinen nicht mehr als 6 - 18 mm. Der Abstand wird selbstverständlich durch die Dicke des gewünschten Endproduktes bestimmt.
Die Bänder 40 und 41 werden von den Stützkörpern 102 und 103 durch Reibung mitgenommen.
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einen Trichter 62, der durch einen länglichen Schlitz 63 mit dem Inneren des Gehäuses 60 verbunden ist (Fig. 4-8). In dem Gehäuse 60 befindet sich eine schlitzförmige oder als Schlitzreihe ausgebildete Auslassöffnung 64, die sich ebenfalls in Längsrichtung des Gehäuses 60 erstreckt. Zu beiden Seiten der Schlitzöffnung 64 sind Führungsplatten 65 und 66 angeordnet, die eine Düse 67 bilden. Diese Düse 67 ist mit dem Raum 241 ausgerichtet und reicht zwischen die Bänder 40 und 41 über die Führungsrollen 49 und 51 hinaus (Fig. 5). Innerhalb des Gehäuses 60 ist ein Luftverteiler 68 mit den Öffnungen 64 gegenüberliegende Löcher 69 angeordnet.
Diesen Luftverteiler wird durch eine Leitung 70 Luft zugeführt. Ferner ist koaxial zum Verteiler 68 zwischen ihm und dem Gehäuse 60 eine Hohlwelle 72 angeordnet, die sich seitlich über den Luftverteiler 68 hinaus erstreckt und an einem umlaufenden Vorsprung 73 starr befestigt ist (Fig. 8). Der Vorsprung 73 ist bei 75 drehbar gelagert und trägt ein Ketten- oder Zahnrad 78. Über dieses Ketten-oder Zahnrad ist der Kragen 73 und die Hohlwelle 72 drehbar. Die Hohlwelle 72 hat eine Reihe von Löchern 80, die zu einer der Mantelgeraden der-Hohlwelle 72 senkrecht verlaufenden Linie symmetrisch angeordnet sind (Fig. 12).
Die Löcher 80 sind ausserdem so angeordnet, dass sie sich beim Umlauf der Hohlwelle 72 nacheinander regelmässig mit den Löchern 69 decken. Parallel zu denLochreihen 80 sind zwischen ihnen an der Hülse mehrere Flügel 81 durch eine Reihe von Haltevorrichtungen 83 befestigt. Sie ragen nach aussen und legen sich an die Innenfläche des Gehäuses 60.
Unter der Speisevorrichtung 60'befindet sich eine Dampfversorgung (Fig. 4 und 5), die mit einer äusseren Isolierung 93 versehen ist. Sie besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 91, das vorzugsweise die gleiche Länge wie die Speisevorrichtung 60'hat. Der Dampf wird dem Gehäuse 91 durch eine Leitung zugeführt. Das Gehäuse 91 ist mit einer Reihe paralleler, vorzugsweise mit geringem Abstand voneinander angeordneter Blasdüsen 92 versehen. Diese Blasdüsen 92 sind vorzugsweise bis in die Nähe der Rollen 51 und der Düse 67 isoliert und an ihren freien Enden und deren Nähe mit Öffnungen versehen. Die Blasdüsen 92 sind längliche Rohre, deren freie Enden in dem Raum 241 zwischen den Bändern 40 und 41 enden.
In den Fig. 15, 16 und 17 sind verschiedene Ausführungen der Blasdüsen gezeigt. Fig. 15 zeigt eine Ausführung mit einem nach aussen geweiteten Ende 400. Dieses nach aussen geweitete Ende 400 vermindert den Druckabfall der Blasdüse. Die Ausführung der Fig. 16 zeigt eine Reihe von Öffnungen 401, die über die Düsenlänge verteilt und winklig in sie eingeschnitten sind. Dadurch lässt sich die Richtung und die Verteilung des Dampfes besser steuern. Die Ausführung der Fig. 17 zeigt an dem verjüngten Ende eine Öffnung 402 wie auch über ihre Länge verteilte winklige Öffnungen 403. Hiedurch ist eine Verteilung einer grösseren Dampfmenge in beliebigen Richtungen unter grösserem Druck möglich.
Gelegentlich wird das schaumbildende Material zwischen Bändern mit Klebeschichten geführt, wodurch eine bessere Haftung des schaumbildenden Materials an den Bändern erreicht wird. Dabei kann die in Fig. 18 gezeigte Vorrichtung Verwendung finden. Hiebei werden auf Kraftpapierbänder in Rollen 405 und 406 durch geeignete Vorrichtungen 407 und 408 ein Klebstoff aufgebracht. Diese Bänder laufen dann durch geeignete Trockenvorrichtungen 412 und 413 und von dort über nicht angetriebene Rollen 409,410 in das vordere Ende der Maschine und zwischen die Stützkörper 102 und 103 und die Transportbänder 40 und 41.
Die dem Trichter 42 zugeführten Schaumstoffkörner werden vorzugsweise aus einem sehr dichten Material mit einem Durchmesser von etwa 0, 4 bis 0, 8 mm vorexpandiert, so dass sie einen Durchmesser von etwa 1, 6 bis 2, 4 mm haben. Da die Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit bis zirka 15 m/min arbeitet, müssen die vorexpandierten Körner in erheblicher Menge gelagert werden.
In den Fig. 13 und 15 ist eine Lageranlage dargestellt. Die Vorrichtung 270 für die Vorexpansion erwärmt die Polystyrolkörner auf die gewünschte Grösse. Von einem Gebläse 272 werden die Körner durch ein Leitungssystem 273,271 in einen Vorratsbehälter 274 befördert, von denen auch mehrere Verwendung finden können.
Der Behälter 274 ist vorzugsweise mit einem losen luftdurchlässigen Gewebe versehen. Ein senkrechter durchsichtiger Abschnitt 278 in der Behälterwand dient zur Ablesung des Füllstandes. Der Behälter 274 wird durch mehrere Stangen 279, die an der Decke 280 angreifen, gestützt. Das untere Ende des Behälters 274 ist konisch 281 und mündet in eine Förderleitung 285. Von einem Gebläse 286 werden die Körner durch die Leitung 285 in einen oberhalb des Einfülltrichters 62 angeordneten Behälter 290 befördert. Aus dem Behälter 290 rutschen die Körner durch die Leitung 291 unter der Wirkung der Schwerkraft in den Trichter 62. In den Leitungen 271,285 sind zweckmässigerweise Ventile 288, 287 zur Steuerung der pneumatischen Förderung vorgesehen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Schaumstoffschichten mit äusseren Kraftpapierbahnen hergestellt, obwohl auch ein papierfreier Schichtkörper hergestellt werden kann. Die Papierbahnen 100 und 101 werden einander gegenüberliegend in die Maschine eingeführt, wobei diese Bahnen jeweils auf dem nächstliegenden der Transportbänder 40 und 41 aufliegen, so dass die Oberflächen des begrenzten Raumes 241 von diesen Papierbahnen gebildet werden.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung werden die schaumbildenden Polystyrolkörner aus der in den Fig. 13 und 14 gezeigten Vorratsanlage in den Trichter 62 eingeführt. Die Hohlwelle 72 wird langsam gedreht und in dem an die Druckmittelquelle angeschlossenen Rohr 68 wird ein niedriger Luftdruck eingestellt, der ausreicht, um die Körper innerhalb des Trichters 62 in Umlauf zu versetzten und durch die Öffnung 64 hindurchzudrücken. Die von dem an die Druckmittelquelle angeschlossenen Rohr 68 kommende Luft wird bei niedriger Durchflussgeschwindigkeit, die ausreichend ist, um die Körper zwischen die Führungsplatten 65 und 66 und durch die Öffnung 168 zwischen den Papierbahnen 100 und 101 nach aussen zu stossen, regelmässig von dem Rohr durch die Löcher 69 und 68 abgegeben.
Die Körner stapeln sich am Eingang des Raumes 241 und liegen zwischen den Förderbändern 40 und 41 und denPapierbahnen 100 und 101 (Fig. 5). Gleichzeitig wird von der Dampfversorgung 90 durch die Blasdüsen 92 unter Druckstehender trockener Frischdampf ununterbrochen in das Innere des durch die Förderbänder 40 und 41 begrenzten Raumes 241 geführt, wobei die Blasdüsen in den Plastikkörnern eingebettet sind.
Gleichzeitig werden die Stützkörper 102 und 103 in Umlauf gesetzt, die die Transportbänder 40 und 41 mitnehmen und so von dem verengten Einlass fortbewegen. Mit den Stützkörpern 102 und 103 und den Förderbändern 40 und 41 werden durch Reibung auch die Kraftpapierbahnen 100 und 101 mitgenommen. Sobald die Körner aus der Öffnung 168 der Speisevorrichtung heraustreten, werden sie von dem aus den Öffnungen der Blasdüsen 92 ausströmenden Frischdampf eingehüllt. Sie werden dabei schnell erwärmt, wodurch ein Schäumen auftritt und die Körner den vollen Inhalt des Raumes 241 einnehmen und dabei gleichzeitig verschmelzen (Fig. 5).
Der Wärmeträger bewirkt die Erwärmung in der Masse und vermindert die Wärmeverluste durch Übertragung nach aussen. Dadurch ist die zur Verschäumung erforderliche Wärmemenge geringer. Die Transportbänder 40,41 verringern die erforderliche Dampfmenge, da sie den Dampf während der kritischen Periode der anfänglichen Expansion halten.
Die Schliesselemente 231 unterstützen die Abdichtung der Seitenränder der Transportbänder 40, 41 und bilden so eine abgeschlossene Dampfkammer. Nach der Expansion wirken die Transportbänder 40,41 während ihrer Bewegung als Steuerelemente für die Kühlung, so dass eine zu schnelle, ein Zusammenfallen der Körner bewirkende Kühlung verhindert wird. Die mit einer Lüftung versehenen Seiten der Stützkörper 102 und 103 gestatten ein Entweichen der Luft und des verbrauchten Dampfes, halten jedoch die schaumbildenden Körper innerhalb des Raumes 241. Infolge des Zusammenwirkens der Blasdüsen 92 der Förderbänder 40,41 und der Schliesselemente 231 wird keine besondere Kühlvorrichtung benötigt.
Die beschriebene Speisevorrichtung gewährleistet eine gleichmässige glatte Zufuhr der Körner zur Vorrichtung. Die Geschwindigkeit, mit der die Vorrichtung betrieben werden kann, hängt von der Porosität des Schaumstoffes, seiner Dicke und seiner Breite ab. Diese Grössen wieder sind eine Funktion der Zufuhrgeschwindigkeit und Temperatur des Dampfes sowie der Zufuhrgeschwindigkeit und Dichte der Körner.
Mit dieser Vorrichtung und dem Verfahren lassen sich Polystyrolschaumkörper mit einer Geschwindigkeit wesentlich über zirka 15 m/min herstellen, die auf ihren Aussenseiten Bahnen aus Kraftpapier tragen können, wobei die Dichte des schaumbildenden Materials bei 0,016 g/cm3 liegt.
Nummer 19 zeigt die Einführung der Papierbahnen in die Vorrichtung. Die Bahnen werden von den Abgaberollen 308, 308' über eine Reihe von Leerrollen 308a zwischen die Stützkörper 312, 312' geführt, die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehen und über die Rollen 350 - 353 laufen. Zwischen den Rollen 350 - 353 sind Stützträgerrollen 314 angeordnet, durch die die Auseinanderbewegung der Stützkörper verhindert wird. Die Rollen 314 sollen einen möglichst geringen Reibungskontakt mit den
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bei 313 schematisch gezeigt, durch elastische Verbindungen mit nach innen ragenden Lippen 313a und 313b abgedichtet.
Die Körner werden durch Gebläse 302 aus einer Vorrichtung zur Vorexpansion 301 über einen Ladetrichter 303 in die Mündung der Stützkörper 312, 3121 befördert. Die in die Mündung hinein-
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Lüftung versehen sein, um ein Entweichen der Gebläseluft zu ermöglichen.
Die zwischen die Bahnen eingetragenen Körner sind zwar schon vorexpandiert, erfahren hier jedoch durch den eingeblasenen Dampf eine weitere Expansion. Mit dem Dampfkopf 305 ist ein Dampfzufuhr-
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Längsrichtung einstellbar sein und verschieden tief zwischen die Stützkörper reichen. Die Düsenöffnungen können über die Länge der Blasdüsen verteilt sein.
Um eine richtige Zufuhr der Körner von der Führung 304 zwischen die Bahnen zu ermöglichen, kann eine mechanische Betätigungsvorrichtung 306a (Fig. 21) verwendet werden. Sie besteht beispielsweise aus einer Stange, die zwischen die Bahnen ragt und durch einen von den Bahnen nach aussen vorstehenden Steuerarm bewegbar ist und durch eine Antriebsvorrichtung betätigt werden kann.
Die Papierbahnen 308 werden bei 310 mit einem Klebstoff oder einem imprägnierenden Material überzogen, dann in bekannten Trockenvorrichtungen 309 getrocknet und in die Vorrichtung eingeführt. Die Bahnen 308', zwischen denen sich die schaumbildenden Körner befinden, werden durch die Stützkörper 312, 312'von den Rollen 350,353 in einen Druckbehälter 317 gefördert. Dieser Behälter ist verstärkt, damit er den wirkenden Drücken standhält.
Am Ein- und Austritt der Stützkörper und Bahnen sind geeignete Dichtungen vorgesehen. Der Innendruck wird vorzugsweise durch Luft erzeugt und kann durch geeignete Ventile gesteuert werden. Innerhalb des Behälters 317 sind Spritzdüsen 316 zum Verspritzen von Kühlflüssigkeit vorgesehen. Diese Spritzdüsen 316 können aus einem Rohrnetz gebildet sein, dessen Rohre mit Löchern versehen sind, so dass der Strom der Kühlflüssigkeit auf die Aussenfläche der Abschnitte 355,356 gelenkt wird.
Die Spritzdüsen 316 können durch eine Scheidewand 315 von dem vorderen Abschnitt des Behälters 317 getrennt werden. In dem vorderen Abschnitt des Behälters ist eine Vorrichtung 318 zur Feststellung der Dicke untergebracht, die in Fig. 20 schematisch dargestellt ist. Diese Vorrichtung 318 misst über Fühler die Gesamtdicke zwischen den Aussenflächen der Stützkörper 312, 312'. Diese Vorrichtung 318 kann die Dicke auf der gesamten Breite der Stützkörper messen und steuert, ausgehend von der Dickenmessung, den Druck in dem Behälter 317. Der Behälter ist an seinen vorderen und hinteren Schlitzen abgedichtet, so dass der Druck in ihm aufrechterhalten bleibt. Dieser Druck sollte gleich dem durch die schaumbildenden Körner erzeugten Expansionsdruck sein und liegt in den meisten Fällen zwischen 0, 7 und 2, 1 atm.
Beim Betrieb der in Fig. 19 gezeigten Bauart laufen die Papierbahnen 308'parallel zueinander durch den Behälter 317. Die Körner werden zwischen der vorderen Dichtung 311 und der Trennwand 315 zum Schäumen gebracht, so dass sie den gesamten Raum zwischen den Bahnen ausfüllen. In dem zweiten Abschnitt des Behälters 317 wird auf die alten Körner eine Kühlflüssigkeit aufgesprüht, durch die die Temperatur soweit gesenkt wird, dass weitere Expansion stattfindet. Ein Stützkörpermaterial mit guter Wärmeleitfähigkeit erleichtert diesen Kühlvorgang erheblich, so dass schon nach 1 - 2 m Trans- portweg die Temperatur erheblich vermindert wird.
Die Länge des Behälters 317 wird durch die Zeitdauer bestimmt, in der die Erzeugnisse abgekühlt werden können, sowie durch die gewünschte Produktionsgeschwindigkeit.
Das Erzeugnis 320 sollte beim Verlassen des Behälters 217 eine Temperatur von höchstens 600C haben. Wenn es zwischen den Rollen 351,352 hervortritt, kann es in Stücke beliebiger Grösse ge- schnitten werden. Das Erzeugnis ist eine starre, haltbare Platte, die vorwiegend für Pappkartons Ver- wendung findet.
In den Fällen, wo das Kühlmittel das Material der Bahnen nicht beschädigt, können die Stützkörper 312, 312'bei bestimmten Anwendungsarten in Fortfall kommen. Das ist auch möglich bei einer Luftkühlung. Wenn beispielsweise eine Äluminiumfolie als Bahnmaterial verwendet wird, sind die Stützkörper 312, 312'überflüssig. In diesem Falle kann als Kühlmittel Wasser benutzt werden. An Stelle von Dampf als Expansionsmittel können andere Gase, beispielsweise heisse Luft, Verwendung finden.
Fig. 22 zeigt eine Abwandlung des Verfahrens und der zu seiner Durchführung verwendeten Vorrichtung. Die Papierbahnen 371a laufen von den Ablaufrollen 371 über die Leerrollen 370 parallel zueinander zwischen die Stützkörper 380,381. Vorher werden die Bahnen 371a bei 372 auf der Innenseite beispielsweise durch eine Anordnung versetzter Rollen mit einer Klebschicht versehen. Die Klebschicht kann durch Heizvorrichtungen 373 so weit vorgetrocknet werden, dass sie gerade noch klebrig
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ist. Nach dieser Beschichtung oder einer Imprägnierung werden die Seiten durch eine Faltvorrichtung 377 gefaltet. Der Faltrand kann eine Tiefe von beispielsweise etwa 12 mm oder weniger haben und wird durch geeignete Führungen auf dem von der Bahn zurückgelegten Weg aufrechterhalten.
In diesem halbgeschlossenen, durch die Bahnen 371a mit ihren Falträndern gebildeten Raum wird bei 376 eine bestimmte Menge schaumbildender Polystyrolkörner eingeführt. Diese Körner werden von Scbwingtrichtern 374, 374'gleichmässig über die gesamte Breite der Bahn verteilt. Sie werden dann durch über den Bahnen angeordnete Heizvorrichtungen 375 vorexpandiert. Dabei können mehrere hintereinander angeordnete Schwingtrichter und Heizvorrichtungen benutzt werden. Hiedurch wird eine dickere Schicht schaumbildender Körner aufgebaut, wobei jede Lage der Schicht getrennt vorexpandiert wird. In diesem teilweise expandierten Zustand haften die Körner an den Bahnen und werden an der Mündung der Stützkörper 380,381 zusammengeführt.
Die Stützkörper 380,381 werden eng aneinanderliegend und parallel ausgerichtet, so dass sich die teilweise expandierten Körner in einem geschlossenen Raum befinden, der durch die Bahnen 371a und ihre Faltkanten gebildet ist. Die Bahnen mit den in ihnen enthaltenen Körnern werden zwischen die im vorbestimmten gleichmässigen Abstand voneinander laufenden Stützkörper 380,381 geführt. Das kann durch einfache, an den Aussenflächen der Abschnitte 382, 383 der Stützkörper 380, 381- angeordnete Haltevorrichtungen, beispielsweise die Rollen 314 erreicht werden.
Die Stützkörper 380,381 sind in einer isolierten, temperaturkonstanten Wärmekammer 389 eingeschlossen. Eine Trennwand 370 trennt den vorderen, mit Heizelementen versehenen Teil dieser Kammer von dem hinteren, in dem eine gewisse Kühlwirkung erzielt wird. In der Heizkammer werden die schaumbildenden Körner vollkommen expandiert, so dass sie den gesamten Raum zwischen den Bahnen 371a einnehmen. Beim Kühlen des Schaumkörpers muss auf die Aussenflächen der Bahnen 371 ein gleichmässiger Druck aufrechterhalten bleiben, um ein Ausbuckeln oder eine Ungleichheit des Endproduktes zu verhindern.
Zu diesem Zweck ist an dem Ende der Stützkörper 380,381 ein Überträger 379 für die Bahnen angeordnet. Er kann aus feststehenden Druckrollen, einem kleinen endlosen Band oder aus Druckluft bestehen. Wenn der sich im Kühlprozess befindende Schaumkörper den Überträger 379 verlassen hat, wird er
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mer 393 angeordnet sind. In dieser Kammer wird die Temperatur des Schaumkörpers möglichst schnell gesenkt und so sichergestellt, dass keine weitere Expansion der Körner stattfindet. Diese Stützkörper laufen über die Rollen 398,399, 360 und 361 ; ausserdem können an den Abschnitten 395,396 geeignete Druckrollen angeordnet werden. Die Rollen 398,399, 360,361 werden synchron zu den Rollen 384 bis 387 angetrieben.
Der aus den Rollen 399 und 361 austretende Schaumkörper 362 wird in geeigneter Weise zerschnitten und gelagert.
Zur Durchführung des Verfahrens können verschiedene Materialien verwendet werden. So können für einen Karton die Bahnen als Deckblätter einer geschichteten Anordnung oder auch nur als ein dünner Überzug oder als ein Materialband angesehen werden. Sie können aus einem geeigneten dekorativen Material bestehen und aus verschiedenen Papierarten, Geweben, Filmen oder aus Holz hergestellt werden.
Dabei ist behandeltes oder auch unbehandeltes Papier geeignet. So kann bei besonderen Anwendungsgebieten eine Papierart verwendet werden, die nicht zerfressen werden kann. Es können ferner organische, metallische oder keramische Filme verwendet werden. Dabei können die Bahnen derart sein, dass sie nach der Fertigstellung wieder leicht von dem Schaumstoff getrennt werden können. Die Bahnen können auch wahlweise entfernbar sein, d. h. die eine oder andere Bahn kann zu einem bestimmten Zweck entfernt werden. Sie können entweder von dem Schichtkörper abgezogen oder in einer bestimmten Lösung gelöst werden.
Die Körper können besondere Eigenschaften aufweisen. So können z. B. die Bahnen reflektierend oder absorbierend sein ; sie können auch leitend oder hitzebeständig, schallschluckend oder druckempfindlich sein. Ferner können Klebebänder oder durch Wärme versiegelbare Bänder, sowie feuerbeständige oder lichtempfindliche Bänder für photographische Zwecke hergestellt werden. Diese Bänder können auch wärmeübertragend oder'als Dampfschutz wirken. Diese Bahnen können für akustische Zwecke oder aus andern Gründen perforiert oder mit einer Zierbedruckung versehen sein. Sie können wasseraufnehmend oder wasserabstossend sein, vorausgesetzt, dass sie in der beschriebenen Weise der Vorrichtung kontinuierlich zugeführt werden können.
Das Kernmaterial kann ebenfalls verschieden sein. Grundsätzlich wird die Verwendungvonexpandierten Polystyrolkörnern vorgeschlagen. Es werden jedoch auch gemischte Schaumstoffe in Betracht gezogen, z. B. Polystyrolkörner in Mischungen mit Polyurethan-, Polyvinyl-, Epoxyd-oder Phenolharzen
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oder hartem oder biegsamem Gummi. Das Kernmaterial kann gefärbt oder mit feuerfestem Material ge- mischt werden. Es können trockene oder nass überzogene Körner zur Verwendung kommen, wobei dauer- haftes Phenol-, Epoxyd-, Polyurethanharz, pulverisierte Polyester, Polyvinylchlorid oder Polyvinylazetat inbegriffen sind.
Auch Streckmittel, wie beispielsweise Mörtelk1eber, Sägespäne, Vermikuliten, Pop- kornpolymerisate, schwere Öle, Asphalt, Teer, Schaumglas, Steinwolle, Koks, Schlacke, Fasermate- rial oder Stahlwolle können eingesetzt werden. Der Schaum kann ferner auf verschiedene Weise behandelt werden, so dass er Zerfressungen infolge Dampfbildung verhindert oder als Duftausstrahler oder Geruchs- entferner wirkt, wobei eine oder beide Seiten der äusseren Bahnen durchlässig ist. Der Schaum kanneinen temperaturempfindlichen Farbüberzug bekommen und zusammen mit verschiedenen Elementen eingebet- tet werden, beispielsweise mit Rohren, Drähten, Lämpchen oder Befestigungsvorrichtungen. Zu diesem
Zweck könnte der Schaum sehr gut mit einem Kern versehen werden.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren und den zugehörigen Vorrichtungen zu ihrer Durchführung wird für einen beschichteten Körper eine Produktionsgeschwindigkeit von 15 bis 90 m/min angenommen.
Dabei ist vorausgesetzt, dass die Körner bei 1210C expandiert und die Bahnen in der Kammer unter zirka
1, 8 atm gehalten werden. Es kann auch eine thermoplastische oder durch Wärme aktivierte Bahn verwen- det und so eine bessere Haftung der expandierten Körner an der Bahn erzielt werden. Dabei können diese thermoplastischen Bahnen durch die Stützkörper 312, 3121 geprägt oder gestaltet werden. Bei einer porösen, perforierten Bahn bilden die Oberflächen der Stützkörper 312, 3121 eine mechanische Halte- fläche, die das Schaummaterial an seinem Platz hält.
Bei der Herstellung eines vielschichtigen Bandes ist eine Zuführvorrichtung mit Mehrfachdüsen zwi- 'schen jeder Schicht erforderlich. Das Endprodukt kann auch aus einer Schaummasse ohne die Bahnen
371a bestehen. Dazu können diese Bahnen beim Verlassen der Vorrichtung abgestreift werden oderdas
Schaummaterial kann überhaupt ohne Verwendung dieser Bahnen hergestellt werden. Es können verschie- dene, vorzugsweise trockene Zusätze in dem Trichter vorgemischt werden. Ausserdem können nasse Zu- sätze direkt auf die laufenden Bahnen 371a aufgesprüht werden.
Bei der in Fig. 22 dargestelltenAusführungsform beträgt die Produktionsgeschwindigkeit zirka 15 m/min.
Dabei ist zu beachten, dass an Stelle derFaltung der Bahnräder auch ein sich bewegender Stützkörper ver- wendet werden kann. Ein solcher Stützkörper ist erforderlich, da feststehende Wände die Körner von der
Bahn fortziehen würden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten, Bahnen od. dgl. aus schäumbarem, ther- moplastischem Kunststoff, der in einen kontinuierlich sich bildenden Formraum eingeführt und durch Er- wärmung expandiert wird, wobei der Schaumstoff gegebenenfalls gleichzeitig mit aus Folien, Papier- bahnen od. dgl. gebildeten Deckschichten verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kunststoff in Form von wenigstens teilweise vorexpandiertem Granulat in den Formraum eingeführt wird, und dass durch unmittelbares Einblasen eines heissen Gases, z. B.
Dampf, in die Granulatschicht in Be- wegungsrichtung derselben die Aufschäumung und Verschmelzung des Granulates erfolgt, wobei die ge- gebenenfalls aufzubringenden Deckschichten vor der Vereinigung mit dem Kunststoffgranulat auf den ein- ander zugekehrten Flächen mit einem Klebstoff überzogen werden.
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Method and device for the continuous production of sheets, webs or the like from foamable, thermoplastic
plastic
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Furthermore, the feed device has a nozzle that extends between the conveyor belts, is connected to a pressure medium source, is fed with granulate from a cell lock, the granulate is discharged under pressure and several juxtaposed for the introduction of the hot gas, extending over the mouth of the nozzle of the feed device to the Granulate space between the conveyor belts extending blowing nozzles are provided,
and that in addition, if necessary, guide rollers for introducing the cover layer webs as well as known devices for applying adhesive to these webs are arranged on the inlet side of the conveyor belts.
Due to the inventive design of the device, compared to the known device, a significantly improved introduction of the granulate, better heat supply to the granulate and economic operation are achieved.
Further details and advantages of the invention emerge from the following description. In the drawing, exemplary embodiments of the device according to the invention are shown. Fig. 1 is a side view of a device according to the invention with parts omitted for the sake of clarity, Fig. 2 is a plan view of the device shown in Fig. 1, Fig. 3 is a perspective, partially schematic, exploded view of various components of the Frame structure, Fig. 4 is an enlarged partial view of the front end of the device, Fig. 5 is a partial view of the front end of the device on a greatly enlarged scale, Fig. 6 is a partially exploded perspective view of the feed device, Fig. 7 is a section along the line 7-7 of Fig. 6, Fig.
Figure 8 is a section on line 8-8 of Figure 7, Figure 9 is a section on line 9-9 of Figure 1, Figure 10 is a partial plan view of a portion of the support body, Figure 11 is a partial view Top view of the cylinder housing and the blowing nozzles of the steam supply, FIG. 12 shows the interior of the cell lock, FIG. 13 is a schematic illustration of a device for the pretreatment of the material grains, FIG. 14 is a top view of the arrangement shown in FIG. 15, 16 and 17 are longitudinal sections through blow nozzles, FIG. 18 is a schematic diagram of a tape dispenser, FIG. 19 is a schematic illustration of another embodiment of the apparatus, FIG. 20 is a section taken substantially along line 20-20 of FIG Fig. 19, Fig.
21 shows a detail of the feed device for supplying the expanded grains between the belts; FIG. 22 is a schematic representation of another embodiment of the device in longitudinal section.
The device rests on a frame which is supported on several vertical I-beams 1 arranged in two parallel rows. The frame consists of an upper and a lower frame part 2 and 3 (Fig. 3 and 9). The upper frame part is preferably composed of five parallel inner beams 15. These carriers are attached in the longitudinal direction to the undersides of the cross member 10 ′. A pair of outer supports 5 are also attached to its upper sides. The side supports 6 also attached to this cross member carry the rollers 42 for the conveyor belt.
The upper frame is preferably adjustable by 25.4 mm in the vertical direction. Supports 200 (7ig. 9) arranged parallel to the girders 15 are provided with bearing plates 201 on each I-girder. The screws 202 act on the plates 201 and are also supported by the bearings 203 attached to the beams 1. At the ends of the Seitenumerstützungen 6 - bearing plates 7 are provided with slots 8 in which a rotating shaft 21 is mounted.
The lower frame part 3 preferably contains five inner I-beams 9 which are fastened to the transverse beam 10. The number of supports changes depending on the device width. The side supports 11 are connected on both sides to the cross member 10 and thus support the rollers of the conveyor belt. The cross member 10 is in turn attached to the I-beam 1. The lower frame part 3 is also provided with bearing plates 12 (FIG. 3) which are analogous to the bearing plates 7. The upper and lower frame parts 2 and 3 are fastened between the I-beams 1. The upper frame part 2 can be raised and lowered against the lower frame part 3 by means of the adjusting screws 202.
Shafts 17 and 18 (FIGS. 1 and 2) are supported in bearings 24 and 25 by the side bearing plates 7 and 12 at the rear end 16 of the device. These shafts 17 and 18 are connected to a drive, for example by a coupling 19, via toothed wheels or a chain.
At the front end 20 of the device, shafts 21 and 22 are disposed in the adjustable bearing plates 26 and 27, respectively. These plates are each slidably mounted in the bearing plates 6 and 7 and can be adjusted in the longitudinal direction by adjusting screws 28 (FIG. 4).
The shafts 17, 18, 21, 22 each carry three sprocket wheels 35, 36 and 37, which have the same distance from one another between the side supports 6 and 11 (FIG. 2). Two sets of support bodies 102 and 103 are received by these chain sprockets, one set over the chain sprocket
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wheels 35,36 and 37 runs, while the other set cooperates with the chain wheels arranged on the shafts 18 and 22.
The support bodies 102 and 103 are of identical construction and are shown in FIGS. 4, 9 and 10. Several transverse bars 211 (Fig. 10) are connected along their side edges by three chains 212, 213 and 214 (Fig. 9). Each chain is provided with right-angled pins 215, the mutually facing walls 216 of which are bent perpendicularly from the bars. The walls 216 of adjacent pegs are laterally offset so that they can lie against one another at 218 (FIG. 10). These adjacent walls 216 are rotatably connected by bolts 217. The bolts 217 carry the rollers 219 between the walls 216. The rollers 219 protrude outward beyond the edges of the walls 216 which run parallel to the flat sides of the rods 211 (FIG. 9).
The support body 102 driven by the shafts 21 and 17 rotates with the rollers 219 of the chains 212 and 214. The support body presses on the upper sides of the carrier 5, and the rollers 19 act on the lower side of the carrier 15 located furthest out. The rollers 219 of the chains 213 interact with the central carrier 15 when they revolve around the lower section of the upper frame part 2. However, they are free when they move over the upper section of the upper frame part 2. The rollers 219 of the chains 212, 213 and 214 of the lower support body 103 act on the top of the outermost inner girders 9 and the central girder 9 as they move over the upper portion of the lower frame part 3.
However, they run freely under this frame part, as shown at 230 (Fig. 9).
Closing elements 231, which reduce the distance between the support bodies 102 and 103, are arranged at the ends of the rods 211. These closing elements 231 are preferably made of elastic plastic, for example a phenolic resin film. Each closing element has a right-angled cross section, with one leg 232 (FIG. 9) resting on the outer surface of the rods 211 and the other leg being superimposed on the edge thereof.
The closing elements can be attached to the edges by screws 235 (Fig. 5). The mutually facing legs 232 of the closing elements 231 enclose the sides of a limited space 241 in the region of the support bodies 102 and 103 between the upper and lower frame parts 2 and 3, as shown in FIG. 9 at 240.
The surfaces 242 of the legs 232 are movable by the screws 202. Normally, the closing elements 231 are kept separated from one another by less than the diameter of the grains inserted between the bands. The closing elements 231 act as carriers on the lower endless support body 103 surrounding the lower frame part 3. These elements 231 move along the beams 252 which are attached to the lower beams 11.
Preferably, four sets of auxiliary rollers 260 are arranged on either side of the central supports 9 and 15 (FIGS. 9 and 3). They are located at the front end 20 of the device and provide additional holding forces in the space 241 which is subjected to the greatest pressures from the foaming polystyrene. The rollers 261 act on metal plates 262 (FIG. 10) which are attached to the inner surfaces of the bars 211.
Insulating, flexible, endless and impermeable everywhere conveyor belts 40 and 41, which are preferably made of rubber, circulate the upper and lower support bodies, respectively. They move between the inner supports 9 and 15 and form the upper and lower boundaries of the space 241 in which the foam body is formed. The conveyor belt 30 is carried above the frame part 2 by a series of rollers 42 mounted in the side supports 6. As shown at 43 (FIG. 1), a tensioning device for the band 40 can be provided. At the rear end 16 of the machine, the conveyor belt 40 is carried by rollers 42.
At the front end of the machine, the conveyor belt 40 runs over rollers 48 and 49 (FIGS. 4 and 5). The roller 49 keeps the conveyor belt 40 away from the support body 102 before it enters the space 241. The lower belt 41 runs over the corresponding rollers 50 and 51. The rollers 49 and 51 are arranged such that the belts 40 and 41 running over them form a very acute angle with the boundary of the space 241. The band gap in this space is only very small and is generally not more than 6-18 mm. The distance is of course determined by the thickness of the desired end product.
The belts 40 and 41 are carried along by the support bodies 102 and 103 by friction.
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a funnel 62 connected to the interior of the housing 60 by an elongated slot 63 (Figs. 4-8). In the housing 60 there is an outlet opening 64 in the form of a slot or a row of slots, which likewise extends in the longitudinal direction of the housing 60. Guide plates 65 and 66, which form a nozzle 67, are arranged on both sides of the slot opening 64. This nozzle 67 is aligned with the space 241 and extends between the belts 40 and 41 beyond the guide rollers 49 and 51 (FIG. 5). An air distributor 68 with holes 69 opposite the openings 64 is arranged within the housing 60.
Air is supplied to this air distributor through a line 70. Furthermore, a hollow shaft 72 is arranged coaxially to the distributor 68 between it and the housing 60, which extends laterally beyond the air distributor 68 and is rigidly attached to a circumferential projection 73 (FIG. 8). The projection 73 is rotatably mounted at 75 and carries a chain or gear wheel 78. The collar 73 and the hollow shaft 72 can be rotated via this chain or gear wheel. The hollow shaft 72 has a series of holes 80 which are arranged symmetrically to a line running perpendicularly to one of the lateral straight lines of the hollow shaft 72 (FIG. 12).
The holes 80 are also arranged such that they regularly coincide with the holes 69 one after the other as the hollow shaft 72 rotates. In parallel with the rows of holes 80, several wings 81 are attached to the sleeve by a series of holding devices 83 between them. They protrude outward and lie against the inner surface of the housing 60.
A steam supply (FIGS. 4 and 5), which is provided with external insulation 93, is located below the feed device 60 ′. It consists of a cylindrical housing 91, which is preferably the same length as the feed device 60 '. The steam is supplied to the housing 91 through a pipe. The housing 91 is provided with a number of parallel blow nozzles 92, which are preferably arranged at a small distance from one another. These blow nozzles 92 are preferably insulated up to the vicinity of the rollers 51 and the nozzle 67 and provided with openings at their free ends and their vicinity. The blow nozzles 92 are elongated tubes, the free ends of which terminate in the space 241 between the belts 40 and 41.
In FIGS. 15, 16 and 17 different designs of the blow nozzles are shown. 15 shows an embodiment with an outwardly widened end 400. This outwardly widened end 400 reduces the pressure drop of the blower nozzle. The embodiment of Fig. 16 shows a series of openings 401 distributed along the length of the nozzle and cut at an angle into it. This allows the direction and distribution of the steam to be better controlled. The embodiment of FIG. 17 shows an opening 402 at the tapered end as well as angled openings 403 distributed over its length. This enables a larger amount of steam to be distributed in any direction under greater pressure.
Occasionally the foam-forming material is passed between tapes with adhesive layers, as a result of which better adhesion of the foam-forming material to the tapes is achieved. The device shown in FIG. 18 can be used for this. In doing so, an adhesive is applied to Kraft paper tapes in rolls 405 and 406 by means of suitable devices 407 and 408. These belts then run through suitable drying devices 412 and 413 and from there over non-driven rollers 409, 410 into the front end of the machine and between the support bodies 102 and 103 and the conveyor belts 40 and 41.
The foam granules fed to the funnel 42 are preferably pre-expanded from a very dense material with a diameter of about 0.4 to 0.8 mm so that they have a diameter of about 1.6 to 2.4 mm. Since the device works at a speed of up to about 15 m / min, the pre-expanded grains have to be stored in considerable quantities.
13 and 15 show a storage facility. The device 270 for pre-expansion heats the polystyrene grains to the desired size. The grains are conveyed by a fan 272 through a line system 273, 271 into a storage container 274, several of which can also be used.
The container 274 is preferably provided with a loose, air-permeable fabric. A vertical transparent section 278 in the container wall is used to read the fill level. The container 274 is supported by a plurality of rods 279 that engage the ceiling 280. The lower end of the container 274 is conical 281 and opens into a conveying line 285. The grains are conveyed by a fan 286 through the line 285 into a container 290 arranged above the filling funnel 62. The grains slide out of the container 290 through the line 291 under the action of gravity into the funnel 62. Valves 288, 287 for controlling the pneumatic conveying are expediently provided in the lines 271, 285.
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In the preferred embodiment of the invention, foam layers are made with outer kraft paper webs, although a paperless laminate can also be made. The paper webs 100 and 101 are introduced into the machine opposite one another, these webs each resting on the closest one of the conveyor belts 40 and 41, so that the surfaces of the limited space 241 are formed by these paper webs.
In the operation of this device, the foam-forming polystyrene granules are introduced into the hopper 62 from the storage system shown in FIGS. 13 and 14. The hollow shaft 72 is rotated slowly and a low air pressure is set in the pipe 68 connected to the pressure medium source, which is sufficient to set the bodies inside the funnel 62 in circulation and to press them through the opening 64. The air coming from the pipe 68 connected to the pressure medium source is regularly passed through the pipe at a low flow rate which is sufficient to push the bodies between the guide plates 65 and 66 and through the opening 168 between the paper webs 100 and 101 holes 69 and 68 released.
The grains pile up at the entrance of the room 241 and lie between the conveyor belts 40 and 41 and the paper paths 100 and 101 (Fig. 5). At the same time, pressurized dry live steam is continuously fed from the steam supply 90 through the blow nozzles 92 into the interior of the space 241 bounded by the conveyor belts 40 and 41, the blow nozzles being embedded in the plastic granules.
At the same time, the support bodies 102 and 103 are set in circulation, which take the conveyor belts 40 and 41 with them and thus move them away from the narrowed inlet. With the support bodies 102 and 103 and the conveyor belts 40 and 41, the kraft paper webs 100 and 101 are also carried along by friction. As soon as the grains emerge from the opening 168 of the feed device, they are enveloped by the live steam flowing out of the openings of the blower nozzles 92. They are heated quickly, whereby foaming occurs and the grains occupy the full contents of the space 241 and at the same time fuse (FIG. 5).
The heat transfer medium causes the mass to be heated and reduces the heat losses through transmission to the outside. As a result, the amount of heat required for foaming is lower. The conveyor belts 40, 41 reduce the amount of steam required since they hold the steam during the critical period of the initial expansion.
The closing elements 231 support the sealing of the side edges of the conveyor belts 40, 41 and thus form a closed steam chamber. After the expansion, the conveyor belts 40, 41 act as control elements for the cooling during their movement, so that too rapid cooling, which causes the grains to collapse, is prevented. The vented sides of the support bodies 102 and 103 allow the air and the used steam to escape, but keep the foam-forming bodies within the space 241. Due to the interaction of the blow nozzles 92 of the conveyor belts 40, 41 and the closing elements 231, there is no special cooling device needed.
The feed device described ensures a uniform, smooth supply of the grains to the device. The speed at which the device can be operated depends on the porosity of the foam, its thickness and its width. These quantities in turn are a function of the feed rate and temperature of the steam as well as the feed rate and density of the grains.
With this device and the method, polystyrene foam bodies can be produced at a speed substantially above about 15 m / min, which can have strips of Kraft paper on their outer sides, the density of the foam-forming material being 0.016 g / cm3.
Number 19 shows the introduction of the paper webs into the device. The webs are fed from the delivery rollers 308, 308 'over a series of idle rollers 308a between the support bodies 312, 312', which are preferably made of stainless steel and run over the rollers 350-353. Support carrier rollers 314 are arranged between the rollers 350-353 and prevent the support bodies from moving apart. The rollers 314 should have the least possible frictional contact with the
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shown schematically at 313, sealed by resilient connections with inwardly projecting lips 313a and 313b.
The grains are conveyed by blower 302 from a device for pre-expansion 301 via a loading funnel 303 into the mouth of the support bodies 312, 3121. Into the mouth
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Ventilation should be provided to allow the blower air to escape.
The grains introduced between the tracks are already pre-expanded, but here they experience further expansion due to the blown steam. With the steam head 305 a steam supply
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Be adjustable in the longitudinal direction and reach different depths between the support bodies. The nozzle openings can be distributed over the length of the blower nozzles.
A mechanical actuator 306a (Fig. 21) can be used to enable proper delivery of the grain from guide 304 between the lanes. It consists, for example, of a rod that protrudes between the tracks and is movable by a control arm protruding outward from the tracks and can be actuated by a drive device.
The paper webs 308 are coated with an adhesive or an impregnating material at 310, then dried in known drying devices 309 and inserted into the device. The webs 308 ', between which the foam-forming grains are located, are conveyed by the support bodies 312, 312' from the rollers 350, 353 into a pressure vessel 317. This container is reinforced so that it can withstand the pressures.
Suitable seals are provided at the entry and exit of the support bodies and sheets. The internal pressure is preferably generated by air and can be controlled by suitable valves. Spray nozzles 316 for spraying cooling liquid are provided inside the container 317. These spray nozzles 316 can be formed from a pipe network, the pipes of which are provided with holes so that the flow of cooling liquid is directed onto the outer surface of the sections 355, 356.
The spray nozzles 316 can be separated from the front portion of the container 317 by a partition 315. A device 318 for determining the thickness, which is shown schematically in FIG. 20, is housed in the front section of the container. This device 318 uses sensors to measure the total thickness between the outer surfaces of the support bodies 312, 312 '. This device 318 can measure the thickness over the entire width of the support bodies and, based on the thickness measurement, controls the pressure in the container 317. The container is sealed at its front and rear slits so that the pressure is maintained in it. This pressure should be equal to the expansion pressure generated by the foam-forming grains and in most cases is between 0.7 and 2.1 atm.
During operation of the type shown in FIG. 19, the paper webs 308 'run parallel to one another through the container 317. The grains are caused to foam between the front seal 311 and the partition 315 so that they fill the entire space between the webs. In the second section of the container 317, a cooling liquid is sprayed onto the old grains, by means of which the temperature is reduced to such an extent that further expansion takes place. A support body material with good thermal conductivity facilitates this cooling process considerably, so that the temperature is considerably reduced after just 1 - 2 m of transport.
The length of the container 317 is determined by the length of time in which the products can be cooled and the desired production speed.
The product 320 should have a temperature of at most 600C when it leaves the container 217. When it emerges between rollers 351,352 it can be cut into pieces of any size. The product is a rigid, durable board that is mainly used for cardboard boxes.
In cases where the coolant does not damage the material of the webs, the support bodies 312, 312 ′ can be omitted for certain types of application. This is also possible with air cooling. If, for example, an aluminum foil is used as the web material, the support bodies 312, 312 ′ are superfluous. In this case, water can be used as the coolant. Instead of steam as an expansion medium, other gases, for example hot air, can be used.
22 shows a modification of the method and the device used to carry it out. The paper webs 371a run from the discharge rollers 371 via the empty rollers 370 parallel to one another between the support bodies 380, 381. Before this, the webs 371a are provided with an adhesive layer at 372 on the inside, for example by an arrangement of offset rollers. The adhesive layer can be predried by heating devices 373 to such an extent that it is barely tacky
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is. After this coating or impregnation, the pages are folded by a folding device 377. The folding edge can have a depth of, for example, about 12 mm or less and is maintained by suitable guides in the path covered by the web.
In this half-closed space formed by the webs 371a with their folded edges, a certain amount of foam-forming polystyrene grains is introduced at 376. These grains are distributed evenly over the entire width of the web by swinging funnels 374, 374 '. They are then pre-expanded by heaters 375 placed over the webs. Several vibrating funnels and heating devices arranged one behind the other can be used. This builds up a thicker layer of foam-forming grains, each layer of the layer being pre-expanded separately. In this partially expanded state, the grains adhere to the webs and are brought together at the mouth of the support bodies 380, 381.
The support bodies 380, 381 are aligned close to one another and parallel, so that the partially expanded grains are located in a closed space which is formed by the webs 371a and their folding edges. The webs with the grains contained in them are guided between the support bodies 380, 381 running at a predetermined uniform distance from one another. This can be achieved by simple holding devices, for example the rollers 314, arranged on the outer surfaces of the sections 382, 383 of the support bodies 380, 381.
The support bodies 380, 381 are enclosed in an insulated, temperature-constant heating chamber 389. A partition 370 separates the front part of this chamber, which is provided with heating elements, from the rear part, in which a certain cooling effect is achieved. In the heating chamber, the foam-forming grains are completely expanded so that they occupy the entire space between the webs 371a. When the foam body is cooled, a uniform pressure must be maintained on the outer surfaces of the webs 371 in order to prevent buckling or an unevenness of the end product.
For this purpose, a carrier 379 for the webs is arranged at the end of the support bodies 380, 381. It can consist of fixed pressure rollers, a small endless belt or compressed air. When the foam body being in the cooling process has left the carrier 379, it will
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mer 393 are arranged. In this chamber, the temperature of the foam body is lowered as quickly as possible, thus ensuring that no further expansion of the grains takes place. These support bodies run over rollers 398, 399, 360 and 361; In addition, suitable pressure rollers can be arranged at the sections 395, 396. The rollers 398,399, 360,361 are driven synchronously with the rollers 384 to 387.
The foam body 362 emerging from the rollers 399 and 361 is cut up in a suitable manner and stored.
Various materials can be used to carry out the method. For a cardboard box, for example, the webs can be viewed as cover sheets of a layered arrangement or even as a thin cover or as a strip of material. They can be made of any suitable decorative material and made from various types of paper, fabric, film or wood.
Treated or untreated paper is suitable. For example, a type of paper that cannot be eroded can be used for special areas of application. Organic, metallic or ceramic films can also be used. The webs can be such that they can easily be separated from the foam again after completion. The panels can also optionally be removable; H. one or the other track can be removed for a specific purpose. They can either be peeled off the laminate or dissolved in a specific solution.
The bodies can have special properties. So z. B. the webs be reflective or absorbent; they can also be conductive or heat-resistant, sound-absorbing or pressure-sensitive. Adhesive tapes or heat-sealable tapes, as well as fire-resistant or light-sensitive tapes for photographic use can also be produced. These bands can also act to transfer heat or act as protection against steam. These tracks can be perforated for acoustic purposes or for other reasons or provided with decorative printing. They can be water-absorbing or water-repellent, provided that they can be fed continuously to the device in the manner described.
The core material can also be different. Basically, the use of expanded polystyrene grains is proposed. However, mixed foams are also contemplated, e.g. B. polystyrene grains in mixtures with polyurethane, polyvinyl, epoxy or phenolic resins
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or hard or flexible rubber. The core material can be colored or mixed with refractory material. Dry or wet-coated grains can be used, including permanent phenolic, epoxy, polyurethane resin, powdered polyester, polyvinyl chloride or polyvinyl acetate.
Extenders such as mortar glue, sawdust, vermiculites, popcorn polymers, heavy oils, asphalt, tar, foam glass, rock wool, coke, slag, fiber material or steel wool can also be used. The foam can also be treated in various ways so that it prevents corroding as a result of the formation of steam or acts as a fragrance emitter or odor remover, one or both sides of the outer webs being permeable. The foam can be given a temperature-sensitive color coating and embedded together with various elements, for example with pipes, wires, lamps or fastening devices. To this
For this purpose, the foam could very well be provided with a core.
In the method according to the invention and the associated devices for carrying it out, a production speed of 15 to 90 m / min is assumed for a coated body.
It is assumed that the grain expands at 1210C and the tracks in the chamber below approx
1.8 atm. It is also possible to use a thermoplastic or heat-activated web and thus achieve better adhesion of the expanded grains to the web. In this case, these thermoplastic webs can be embossed or shaped by the support bodies 312, 3121. In the case of a porous, perforated web, the surfaces of the support bodies 312, 3121 form a mechanical holding surface that holds the foam material in place.
In the manufacture of a multi-layer tape, a feed device with multiple nozzles between each layer is required. The end product can also consist of a foam mass without the webs
371a exist. For this purpose, these webs can be stripped off when leaving the device or the
Foam material can be made without using these webs at all. Different, preferably dry additives can be premixed in the funnel. In addition, wet additives can be sprayed directly onto the running webs 371a.
In the embodiment shown in Fig. 22, the production speed is approximately 15 m / min.
It should be noted that instead of folding the track wheels, a moving support body can also be used. Such a support body is necessary because fixed walls hold the grains from the
Train would move away.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the continuous production of plates, webs or the like from foamable, thermoplastic plastic which is introduced into a continuously forming mold space and expanded by heating, the foam optionally being made from foils and paper webs at the same time Od. The like. Formed cover layers is connected, characterized in that the
Plastic in the form of at least partially pre-expanded granules is introduced into the mold space, and that by directly blowing in a hot gas, e.g. B.
Steam, in the granulate layer in the direction of movement of the granulate, the foaming and melting of the granulate takes place, the cover layers to be optionally applied being coated with an adhesive on the facing surfaces before being combined with the plastic granulate.