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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Herstellen einer bitumenbasierten Membran, die oberflächlich mit kornbasierten Dekoren bedeckt ist.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Herstellen einer gürtelförmigen/laminierten Hülle oder Membran, die mittels einer bitumenbasierten Mischung oder eines bitumenbasierten Gemischs hergestellt wird, beispielsweise ein modifiziertes Bitumen, luftgeblasenes Bitumen oder destilliertes Bitumen, und oberflächlich durch Korndekoren bedeckt ist. Die Membran, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann in geeigneter Weise im Bausektor angewandt werden, um wasserundurchlässige und/oder abdichtende Schichten zu erzeugen, und vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, zum Abdecken von Dächern und/oder eines beliebigen Teils eines Gebäudes; auf die in der folgenden Beschreibung ausdrücklich Bezug genommen wird, ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit.
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Es ist bekannt, dass die bitumenbasierten Membranen des oben beschriebenen Typs eine Mehrschichtstruktur aufweisen, die umfasst: eine zentrale tragende Schicht, die mittels eines Films aus flexiblem Material hergestellt wird, die bzw. der zwischen zwei äußeren bituminösen Schichten, einer oberen Schicht und einer unteren Schicht, eingeschlossen ist, die einander gegenüberliegend bzw. entgegengesetzt sind. Einige Arten von bituminösen Membranen, die zum Abdichten von Dächern verwendet werden, weisen eine größere Oberfläche auf, die von einer äußeren körnigen Schicht bedeckt ist, die zusätzlich zum Schützen der Membran vor Witterungseinflüssen auf der Oberfläche verteilt ist, um ein vordefiniertes dekoratives Design zu bilden, das im Allgemeinen die modularen Elemente darstellt, die herkömmlicherweise zum Abdecken von Dächern verwendet werden, zum Beispiel Schindeln oder flache oder gekrümmte Ziegel.
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Die oben erwähnte Oberflächendekor der Membran kann durch verschiedene Verfahren bereitgestellt werden, von denen einige das Drehen einer mit Oberflächenhohlräumen versehenen Aufbringungstrommel, das Bewegen der bitumenbasierten Membran unter die Aufbringungstrommel, das Füllen der Hohlräume der Trommel mit Abdeckkörnern, das temporäre Halten der Abdeckkörner in den Hohlräumen, bis diese eine bestimmte Winkelposition erreichen, in der die Körner von den Hohlräumen freigegeben werden und so durch Schwerkraft auf die zu dekorierenden Oberfläche der darunterliegenden Membran aufgebracht werden.
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Die
US 5 812 369 beschreibt ein Verfahren des oben beschriebenen Typs, bei dem die Körner in den Hohlräumen mittels eines flexiblen Riemens gehalten werden, der in einem Ring um eine Mehrzahl von Rädern gewickelt ist und an der Rückseite der Aufbringungstrommel angeordnet ist, um den Halbumfang der Trommel, der auf der Seite angeordnet ist, wo die Körner abgelagert werden, oberflächlich zu umhüllen, wodurch die Hohlräume während der Drehung der Aufbringungstrommel temporär verdeckt werden.
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Das technische Problem dieser Lösung besteht darin, dass während der Zuführphase einige Körner an der Außenseite der Hohlräume abgelagert werden und zwischen dem Riemen und der Oberfläche der Aufbringungstrommel eingeschlossen bleiben und unkontrolliert auf der Membran abgelagert werden, was zu Unregelmäßigkeiten/Unschärfe an den Linien/Konturen der Dekor führt, die daher das dekorative Muster verderben. Darüber hinaus schleifen die Körner, die zwischen der Trommel und dem Riemen eingeschlossen sind, sowohl die Aufbringungstrommel als auch den Riemen selbst oberflächlich ab. Wenn der Abrieb kontinuierlich ist, wird er auf lange Sicht sowohl die Trommel als auch den Riemen beschädigen, die folglich ersetzt werden müssen, was zu erhöhten Kosten in Bezug auf Produktion, Wartung, Maschinenstillstand usw. führt.
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Auch die
WO 2015 125 089 A1 beschreibt ein Verfahren der oben genannten Art, bei dem die Körner vor dem Aufbringen mittels einer Okklusionswalze aus elastisch verformbarem Material, anstelle eines flexiblen Riemens, temporär in den Hohlräumen zurückgehalten werden. Die Okklusionswalze ist in Kontakt mit der Aufbringungstrommel auf der Seite positioniert, auf der die Körner aufgebracht werden, so dass sie sich teilweise auf der gleichen Seite verformt und daher einen gleitenden elastischen Oberflächenabschnitt bildet, der die Körner in den Hohlräumen komprimiert und die Oberfläche der Trommel während der Drehung derselben reinigt.
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Das technische Problem, das mit dieser Lösung verbunden ist, wird durch die Tatsache dargestellt, dass die Okklusionswalze, die aus verformbarem elastischem Material besteht und ständig gegen die Trommel gepresst wird, einem schnellen Verschleiß durch diese unterliegt und folglich oft ersetzt werden muss, mit allen daraus folgenden Nachteilen.
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Außerdem ist das Aufbringen der Körner oft ungenau. Tatsächlich sind die Positionierung der Walzenachse auf der horizontalen Mittellinienebene, auf der die Trommelachse liegt, und die Größenbemessung des gleitenden elastischen Oberflächenabschnitts, der sich unterhalb der horizontalen Mittellinienebene erstreckt, so, dass das Ausstoß der Körner aus dem Hohlraum beginnen kann, wenn der Hohlraum in dem unteren Abschnitt der walze weit unterhalb der horizontalen Mittellinienebene davon positioniert ist. Auf diese Weise kann sich der Hohlraum frei entleeren, wenn er bereits im Wesentlichen der Membran zugewandt ist. Folglich wird der anfängliche Ausstoß der Körner auf unkontrollierte Weise durchgeführt, d.h. nicht graduell, und kann ein Verwischen der Linien der Dekor verursachen, was deren ästhetische Wirkung beeinträchtigt.
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Die Anmelderin hat daher eine detaillierte Studie mit dem Ziel durchgeführt, eine einfache und kostengünstige Lösung für die Implementierung eines Verfahrens zum Herstellen einer bitumenbasierten Membran, die oberflächlich mit kornbasierten Dekoren bedeckt ist, zu finden, welche die oben genannten technischen Probleme überwindet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung zum Erreichen der obigen Aufgabe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung erreicht, die sich auf ein System und ein Verfahren zum Herstellen einer bitumenbasierten Membran bezieht, die oberflächlich mit kornbasierten Dekoren bedeckt ist, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Maschine zum Dekorieren einer bitumenbasierten Membran mittels Abdeckkörnern, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine nicht einschränkende Ausführungsform davon darstellen, in denen:
- - 1 schematisch ein System zum Herstellen einer bitumenbasierten Membran zeigt, die oberflächlich mit kornbasierten Dekoren bedeckt ist, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden;
- - 2 schematisch eine Maschine zum Aufbringen von kornbasierten Dekoren auf die Membran zeigt, die in dem in 1 gezeigten System enthalten ist und Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist;
- - 3 schematisch die Aufbringungstrommel der Maschine zum Aufbringen von in 2 gezeigten kornbasierten Dekoren zeigt;
- - 4 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Maschine zum Aufbringen von kornbasierten Dekoren gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- - 5 ein Schnitt I-I der in 4 gezeigten Maschine ist;
- - 6 eine perspektivische Ansicht einer Kornrückhaltevorrichtung ist, die in der Maschine enthalten ist, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist;
- - 7 und 8 Fotografien der dekorierten Oberfläche von zwei bituminösen Membranen sind, die durch Implementieren des Verfahrens erhalten werden, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, um einem Fachmann zu ermöglichen, diese herzustellen und zu verwenden. Verschiedene Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen sind für den Fachmann unmittelbar ersichtlich, und die beschriebenen allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Daher darf die vorliegende Erfindung nicht als auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt angesehen werden, sondern muss den breitesten Schutzumfang in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen und beanspruchten Prinzipien und Eigenschaften erhalten.
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Die Bedeutung einiger Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet werden, wird nun definiert.
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Mit „Membran“ meinen wir eine flache Mehrschichtstruktur mit vordefinierter Breite, basierend auf einer bituminösen Mischung, umfassend: zumindest eine zentrale Stütz- bzw. Trägerschicht, die mittels eines zentralen Bands oder Films aus flexiblem Papier, Kunststoffmaterial oder Stoff oder einem ähnlichem flexiblen Material hergestellt ist, und zumindest zwei untere und obere bituminöse Schichten, die auf jeweiligen gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten größeren unteren und oberen Oberflächen der zentralen Stütz- bzw. Trägerschicht fixiert bzw. befestigt sind, um die zentrale Stütz- bzw. Trägerschicht auf stabile Weise einzufangen/einzubetten. Die Membran kann bandförmig/laminiert sein und so bemessen sein, dass sie zu einer walze/Spule gewickelt werden kann. Die Membran, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist ferner so strukturiert, dass sie vorzugsweise zum Beispiel als wasserundurchlässige und dekorative bituminöse Membran für Dächer verwendet werden kann. Es versteht sich, dass die Verwendung der Membran nicht auf die Anwendung auf einem Dach beschränkt ist; andere Arten von Anwendungen können in Betracht gezogen werden, wie z.B. Anwendungen zum Abdecken/Beschichten einer anderen Oberfläche/Wand einer Wohnung/eines Gebäudes.
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Unter „bituminöser Mischung“ versteht man eine Mischung oder Verbindung auf der Basis von natürlichen Kohlenwasserstoffen oder Rückständen, die aus der Destillation oder Raffination von Öl stammen und in bekannter Weise gemischt werden, und daher nicht detailliert beschrieben werden (Teer, Asphalt oder allgemein eine Mischung aus Kohlenwasserstoffe mit hoher Viskosität bildend), der vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, eine bestimmte Menge an Polymermaterial zugesetzt wird. Das Polymermaterial kann umfassen: APP (Akronym für ataktisches Polypropylen) und/oder SBS (Akronym für StyrolButadien-Styrol) und/oder Polyolefine (zum Beispiel APAO - amorphes Polyalphaolefin und/oder TPO thermoplastische Polyolefine) und/oder StyrolButadien-Styrol (SBS) und/oder Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol (SEBS) und/oder Harze oder ähnliche Substanzen.
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Mit dem Ausdruck „Abdeckkörner“ meinen wir Flocken oder Bruchstücke oder winzige feste Teilchen, die fein gehackt sind (Abmessungen kleiner als 1,5 mm); sie können zum Beispiel Granulat, Sand, Splitt umfassen und können aus Mineralien, zum Beispiel Schiefer, Basalt, Ferrit oder einem ähnlichen Mineral bestehen.
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Mit Bezug auf 1 bezeichnet die Zahl 1 ein System, das einen Prozess/ein Verfahren zum Herstellen einer Membran 2 ausführt, die oberflächlich mit einem aus Abdeckkörnern 3 gebildeten Dekor bedeckt ist.
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Gemäß einer in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform kann das System 1 umfassen: eine Formstation 4, die ausgelegt ist, die Membran 2 vorzuformen/vorzufertigen, und eine Beschichtungsstation 5, die ausgelegt ist, die vorgeformte Membran 2 zumindest teilweise oberflächlich mit Überzugs- bzw. Beschichtungskörnern zu beschichten. 3.
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Das System 1 kann ferner Membranzuführ-/Bewegungsmittel 6 umfassen, die beispielsweise mit Leerlauf/Motorwalzen (nicht dargestellt) versehen sind, die durch relative Antriebseinheiten gedreht werden, beispielsweise Elektromotoren, die von einer elektronischen Steuer- bzw. Regeleinheit 10 zum Zuführen der Membran 2 entlang einer Richtung A, vorzugsweise annähernd horizontal, beispielsweise geradlinig, gesteuert bzw. geregelt werden, wobei sie der Reihe nach die Formstation 4 und die Beschichtungsstation 5 kreuzen.
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Die Membranzuführ-/Bewegungsmittel 6 und die Formstation 4 der Membran 2 sind von einem bekanntem Typ und werden folglich nicht weiter beschrieben, abgesehen davon, dass spezifiziert wird, dass die Formstation 4 strukturiert sein kann, um die folgenden Betriebsphasen durchzuführen: Abrollen, von einer Walze oder Spule 7, eine Schicht, die ausgelegt ist, die zentrale Trägerschicht 8 der Membran 2 zu bilden, Vorschieben der Trägerschicht 8 und kontrolliertes Eintauchen derselben, auf einem Abschnitt ihres Weges, in einen Imprägnierungsbehälter 9, der die heiße bituminöse Verbindung in einem halbflüssigen und viskosen Zustand enthält, wodurch bewirkt wird, dass das bituminöse Gemisch an den gegenüberliegenden größeren Oberflächen der Trägerschicht 8 haftet/anhaftet, um die untere und die obere bituminöse Schicht der vorgeformten Membran 2 zu bilden.
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Mit Bezug auf 1 und 2 umfasst die Beschichtungsstation 5 zumindest eine Kornaufbringungsmaschine 11, die ausgelegt ist, Abdeckkörner 3 aufzunehmen und die Abdeckkörner 3 auf die gerade vorgeformte heiße halbfeste Membran 2 (immer noch teilweise viskos, zumindest an der Oberfläche) in kontrollierter Weise aufzubringen, und zwar während der Bewegung desselben entlang der Richtung A, wodurch auf der vorgeformten Membran 2 eine oberflächliche dekorative Abdeckung auf der Basis zumindest eines vordefinierten Musters gebildet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 1, 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Kornaufbringungsmaschine 11 eine Aufbringungstrommel 12, die über der Membran 2 in einem bestimmten Abstand davon angeordnet sein kann, um sich um eine Achse B zu drehen, wodurch sie die Abdeckkörner 3 in einem Ladebereich 12a an der Oberfläche der Trommel 12 aufnimmt und mit einem Winkeldrehungsintervall Δα der Aufbringungstrommel 12 assoziiert bzw. verknüpft ist, und bringt die Abdeckkörner 3 auf der oberen Oberfläche der Membran 2 unten auf, wenn die Aufbringungstrommel 12 während der Drehung annähernd eine Winkelaufbringungposition der Trommel 12 kreuzt. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, kann die Achse B horizontal und orthogonal zu der Richtung A sein.
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Die Kornaufbringungsmaschine 11 umfasst ferner eine Kornladevorrichtung 13, die an dem Ladebereich 12a der Aufbringungstrommel 12 angeordnet ist und strukturiert ist, um die Abdeckkörner 3 auf kontrollierte/dosierte Weise in dem Ladebereich 12a der Aufbringungstrommel 12 zu laden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 1 und 2 gezeigt ist, kann die Aufbringungstrommel 12 eine vorzugsweise zylindrische Form mit einem kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Aufbringungstrommel 12 kann vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, aus einem starren, nicht verformbaren Material bestehen, beispielsweise aus einem Metall- oder Kunststoffmaterial und dergleichen. Die Aufbringungstrommel 12 kann um die Achse B durch eine Antriebseinheit gedreht werden, die mit einem Elektromotor M (in 4 gezeigt) versehen ist, der vorzugsweise von einem elektronischen Steuer- bzw. Regelsystem gesteuert bzw. geregelt wird, das beispielsweise die elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit 10 umfasst und mechanisch mit der Aufbringungstrommel 12 mittels eines mechanischen Bewegungsübertragungssystems verbunden ist, das von einem bekanntem Typ ist und daher nicht im Detail beschrieben wird.
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Auf der äußeren zylindrischen Oberfläche der Aufbringungstrommel 12 sind Hohlräume 15 erhalten bzw. enthalten, die so strukturiert sind, dass sie jeweils eine vordefinierte Menge an Abdeckkörnern 3 enthalten und auf der Oberfläche gemäß einer vordefinierten geometrischen Verteilung angeordnet sind, die von der oberflächlichen dekorativen Abdeckung abhängt, die auf der Membran 2 herzustellen ist.
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Was die Kornladevorrichtung 13 betrifft, so kann diese einen Trichter 16 umfassen, der ungefähr neben dem oberen Teil der Aufbringungstrommel 12 im Wesentlichen auf der Rückseite davon angeordnet ist und im unteren Teil, d.h. auf der Unterseite, eine Öffnung 18 aufweist, die dem Ladebereich 12a der Oberfläche der Trommel 12 zugewandt ist. Die Öffnung 18 ist an dem Boden des Trichters 16 erhalten bzw. enthalten, so dass die Abdeckkörner 3, die aus der Öffnung 18 herauskommen, in dem Ladebereich 12a abgelagert werden und somit in die Hohlräume 15 darin gelangen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ist der Trichter 16 so angeordnet, dass die Öffnung 18 in geeigneter Weise so positioniert ist, dass sie dem Oberflächenabschnitt der Trommel 12 innerhalb des Winkeldrehungsintervalls Δα zugewandt ist.
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In dem in 2 und 3 dargestellten Beispiel liegt das Winkeldrehungsintervall Δα zwischen einem Winkel α1 und einem Winkel α2, die beide in Bezug auf die durch die Achse B verlaufende horizontale Mittellinienebene O der Trommel 12 bestimmt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel α1 annähernd 37°, während der Winkel α2 annähernd 45° beträgt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 1 bis 6 gezeigt ist, umfasst die Kornaufbringungsmaschine 11 ferner eine Kornrückhaltevorrichtung 20, die neben der Trommel 12 auf der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Öffnung 18 des Trichters 16 in Bezug auf die vertikale Mittellinienebene V der Trommel 12 angeordnet ist, die durch die Achse B verläuft, und zwar in Kontakt mit der Trommel 12; dies hält die Abdeckkörner 3 in den Hohlräumen 15, wenn sich diese in einem Rückhalteoberflächenbereich 12b der Trommel 12 innerhalb eines Winkeldrehungsintervalls Δβ befinden, das sich von dem Winkeldrehungsintervall Δα in der Drehrichtung R der Trommel 12 unterscheidet und subsequent dazu ist. Vorzugsweise kann die Richtung R der Vorschubrichtung A der Membran 2 entsprechen. In 2 und 3 ist R gegen den Uhrzeigersinn und die Richtung A der Membran ist in Richtung der rechten Seite der Zeichnung orientiert.
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In dem dargestellten Beispiel liegt das Winkeldrehungsintervall Δβ zwischen einem Winkel β1 und einem Winkel β2, die beide in Bezug auf die horizontale Mittellinienebene O der Trommel 12 bestimmt sind, die durch die Achse B verläuft. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Winkel β1 annähernd 125° betragen, während der Winkel α2 annähernd 180° betragen kann, während das Winkeldrehungsintervall Δβ annähernd 55° betragen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 2, 3, 5 und 6 gezeigt ist, umfasst die Kornrückhaltevorrichtung 20 eine Abstreif- bzw. Schabvorrichtung 21, die einen Abstreifer bzw. Schaber umfasst, der so geformt ist, dass er eine Abstreif- bzw. Abschabfläche 21a aufweist bzw. darstellt, die in Kontakt mit dem Rückhaltebereich der Trommel 12 angeordnet ist, um darauf zu gleiten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Schabvorrichtung 21 zweckmäßigerweise aus einem gesinterten Material auf Polymerbasis bestehen.
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Die Anmelderin hat herausgefunden, dass die Schabvorrichtung 21 zweckmäßigerweise aus gesintertem Polyethylen vorzugsweise bei niedrigem Druck und hoher Dichte hergestellt werden kann. Tatsächlich hat die Anmelderin herausgefunden, dass die Schabvorrichtung 21, die aus gesintertem Polymermaterial, beispielsweise gesintertem Polyethylen besteht, den technischen Effekt einer hohen Verschleißfestigkeit aufweist und, da sie selbstschmierend ist, den Oberflächenverschleiß auf der Trommel 12 signifikant reduziert. Von der Anmelderin durchgeführte Tests haben gezeigt, dass ein gesintertes Polyethylen, das besonders zum Herstellen der Schabvorrichtung 21 geeignet ist, einen Reibungskoeffizienten im Bereich von annähernd 0,2 bis 0,25 und ein spezifisches Gewicht im Bereich von annähernd 0,935 g/cm3 bis 0,98 g/cm3 aufweisen kann. Die von der Anmelderin durchgeführten Tests haben auch herausgestellt, dass zum Beispiel das gesinterte Polyethylen mit der Bezeichnung „POLIZENE®“ für die Herstellung der im Wesentlichen nicht verformbaren Schabvorrichtung 21 geeignet sein könnte.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ist die Schabvorrichtung 21 in Bezug auf die Trommel 12 winkelig fixiert bzw. befestigt, so dass sie während ihrer Drehung in Kontakt mit dem Rückhaltebereich 12b der Trommel 12 bleibt.
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Wie in 3, 4, 5 und 6 gezeigt, kann die Schabvorrichtung 21 zum Beispiel einen Abstreifer bzw. Schaber umfassen, der durch eine länglich geformte Stange definiert ist, die sich entlang einer Längsachse annähernd parallel zu der Achse B erstreckt und einen annähernd polygonalen, vorzugsweise quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. Es versteht sich, dass die Form der Schabvorrichtung 21 nicht auf die oben aufgeführten Querschnitte beschränkt ist, sondern unterschiedliche Formen aufweisen kann, die zum Zurückhalten der Körner 3 in dem Rückhaltebereich geeignet sind.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in 2, 3 und 6 gezeigt ist, kann die Schabfläche 21a annähernd bogenförmig sein, d.h. sie weist einen Querschnitt quer zur Längsachse der Schabvorrichtung 21, der annähernd die Form eines Kreisquerschnitts hat. Vorzugsweise kann der Kreisquerschnitt annähernd komplementär zu dem Abschnitt des transversalen Querschnitts der Trommel 12 sein, der den Rückhaltebereich 12b definiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 3 und 6 gezeigt ist, bildet die bogenförmige Schabfläche 21a an ihren Enden mit den Seitenwänden der Schabvorrichtung 21 eine erste Kante und eine zweite Kante. In dem Beispiel von 3 ist die erste Kante der Schabvorrichtung 21 so angeordnet, dass sie einen Winkel mit der horizontalen Mittellinienebene O bildet, der dem Winkel β1 entspricht. In dem Beispiel von 3 ist die zweite Kante der Schabvorrichtung 21 so angeordnet, dass sie einen Winkel mit der horizontalen Mittellinienebene O bildet, der dem Winkel β2 entspricht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die in 2 und 5 gezeigt ist, kann die Kornrückhaltevorrichtung 20 ferner eine mechanische Vorrichtung 22 umfassen, die so strukturiert ist, dass sie eine Kraft auf die Schabvorrichtung 21 ausübt, um die Schabfläche 21a vorzugsweise in Kontakt (in Anlage) zu halten, und zwar in einer im Wesentlichen haftenden und gleichmäßigen Weise auf dem Rückhaltebereich der Trommel 12 entlang der gesamten axialen Länge des Schabers 21.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in 2 und 6 gezeigt ist, kann die mechanische Vorrichtung 22 eine Stange oder Welle 24 umfassen, die über der Trommel 12 positioniert werden kann und sich entlang einer Längsachse annähernd parallel zu der Achse B erstreckt. Die mechanische Vorrichtung 22 kann ferner eine Mehrzahl von annähernd vertikalen Kipparmen oder Armen 25 umfassen, die am Boden die Schabvorrichtung 21 stützen und oben an der Welle 24 schwenken, um frei um sie herum zu schwingen.
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Die mechanische Vorrichtung 22 kann ferner eine Mehrzahl von Gegengewichten 26 umfassen, die mechanisch mit den Armen 25 vorzugsweise über an den Armen 25 befestigte Stiele 27 gekoppelt/verbunden sind. Die Gegengewichte 26 sind so ausgelegt, dass sie eine Kraft ausüben, welche die Schabfläche 21a gegen die Trommel 12 in einer Richtung annähernd radial dazu drückt. Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, können die Arme 25 parallel und äquidistant zueinander entlang der Schabvorrichtung 21 angeordnet sein, so dass die Gegengewichte 26 die auf die Schabfläche 21a ausgeübte Kraft gleichmäßig über die gesamte axiale Länge davon verteilen.
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Was den Trichter 16 betrifft, so kann er gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform am Boden zwei untere Wände aufweisen, die vorzugsweise nicht notwendigerweise flach und gegenläufig geneigt sind, um an den Enden zusammenzulaufen. Die beiden unteren Wände begrenzen mit ihren Enden die Öffnung 18. In dem in 2, 3 und 5 dargestellten Beispiel definiert eine Wand 16a einen Schieber bzw. eine Rutsche, der bzw. die das Laden der Körner 3 in den Hohlräumen 15 in dem Ladebereich 12a begünstigt.
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Die Wand 16a kann zweckmäßigerweise auf einer zur Trommel 12 radialen und durch die Achse B verlaufenden Ebene angeordnet sein, um in bzw. um einen Winkel ү bezüglich der horizontalen Ebene O geneigt zu sein. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass die Neigung das kontrollierte Laden der Körner 3 in den Hohlräumen 15 begünstigt.
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Der Anmelder hat es auch für zweckmäßig gehalten, den Trichter 16 so herzustellen, dass sich die andere Bodenwand 16b zu der Trommel 12 hin auf einer Ebene im Wesentlichen tangential zu der Trommel 12 erstreckt. Diese Positionierung verhindert vorteilhafterweise das Anheben einer übermäßigen Anzahl von Körnern, da die Wand 16b eine Glättungsaktion an dem Zylinder 12 durchführt.
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In einer in 2 gezeigten Ausführungsform kann die Wand 16a einen nach innen gefalteten Endabschnitt aufweisen bzw. darstellen, der auf stabile Weise einen Schaber 28 trägt, der annähernd in Kontakt mit der Trommel 12 angeordnet ist. Der Schaber 28 ist dahingehend strukturiert, während des Ladens die Körner 3 von der die Oberfläche der Trommel 12 zu schaben, wodurch bewirkt wird, dass sie in die Hohlräume 15 eintreten. Der Schaber 28 ist weiter strukturiert, die Körner 3 von der Kontaktoberfläche der Trommel 12 zu reinigen.
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In einer in 4 und 5 gezeigten Ausführungsform kann der Schaber 28 beispielsweise einen rechteckigen plattenartigen Körper mit einer länglichen Form umfassen, der sich entlang einer Achse parallel zu der Achse B erstreckt und ein vorzugsweise ungefähr geradliniges freies Ende aufweist, das in Kontakt mit der Trommel 12 ungefähr über die gesamte axiale Länge davon angeordnet ist.
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In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich der Schaber 28 von dem gefalteten Endabschnitt der Wand 16a, vorzugsweise koplanar mit dieser, so dass er in Bezug auf die horizontale Ebene O vorzugsweise um einen Winkel geneigt ist, der ungefähr dem Winkel α1 entspricht. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass der Schaber 28 vorteilhafterweise aus gesintertem Polyethylen vorzugsweise bei niedrigem Druck und hoher Dichte hergestellt werden kann. Es versteht sich, dass der Schaber 28 in den Endteil der Wand 16a integriert sein könnte oder daraus gebildet sein könnte.
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Mit Bezug auf 2 kann der Trichter 16 ferner vorzugsweise an der Wand 16b eine Dosiertür 29 umfassen, die sich auf einer Bewegungsebene von und zu einer Schließposition der Öffnung 18 bewegt, wodurch sie die Menge der Abdeckkörner 3 einstellt, die aus dem Trichter 16 in die Hohlräume 15 der Trommel 12 geladen werden.
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Vorzugsweise kann die Bewegungsebene der Dosiertür 29 ungefähr tangential zu der Trommel 12 sein. Vorzugsweise kann die Bewegungsebene tangential zu der Trommel 12 sein und die Bewegung der Dosiertür in bzw. auf der Ebene erlaubt eine Variation des Winkels α2.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Dosiertür 29 mittels geeigneter Führungen (nicht dargestellt) gleitend an der Wand 16b des Trichters 16 montiert sein, um sich über die Bewegungsebene von und zu dem Kontaktende des Schabers 28 mit der Trommel 12 zu bewegen, um die Abmessung der Öffnung 18 zu verändern und somit die Menge der aus dem Trichter 16 ausgestoßenen Körner einzustellen. Die Dosiertür 29 kann über elektrische Bewegungsmittel (nicht dargestellt), beispielsweise lineare elektrische Aktoren oder Elektromotoren, die durch ein elektronisches Steuer- bzw. Regelsystem, zum Beispiel die elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit 10 angetrieben werden, auf der Bewegungsebene bewegt werden. Die Abmessung der Öffnung 18 kann variiert werden, um die Menge der auf die Trommel 12 geladenen Körner 3 auf der Basis eines oder mehrerer Steuer- bzw. Regelparameter des Systems 1 und/oder der Membran 2 zu dosieren. Beispielsweise können die Steuer- bzw. Regelparameter die Förder- bzw. Vorschubgeschwindigkeit der Membran 2 und/oder die Dichte der auf die Membran 2 aufzubringenden Körner 3 und/oder die Abmessungen der Körner sein.
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Mit Bezug auf 3 werden die Hohlräume 15 auf der Oberfläche der Trommel 12 ungefähr nebeneinander in ungefähr benachbarten bzw. angrenzenden Positionen erhalten, wobei sie die relative Längsachsen vorzugsweise in Positionen ungefähr radial zur Trommel 12 angeordnet aufweisen. Vorzugsweise können die Längsachsen der Hohlräume 15 ungefähr koplanar zu der Ebene sein, auf welcher der Schaber 28 liegt.
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Mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, weisen die Hohlräume 15 eine Längsachse F auf und können durch einen inneren Abschnitt 15a und einen äußeren Abschnitt 15b gebildet sein. Der innere Abschnitt 15a kann einen ungefähr dreieckigen axialen Querschnitt aufweisen, wohingegen der äußere Abschnitt 15b einen ungefähr trapezförmigen axialen Querschnitt aufweisen kann. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass der trapezförmige Querschnitt eine vollständige Entleerung der Hohlräume erlaubt, eine Bedingung, die zum Beispiel nicht mit einem rechteckigen Querschnitt erhalten werden kann, bei dem die Körner dazu neigen, in dem Hohlraum gefangen zu werden.
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Vorzugsweise bilden die schrägen Seiten des äußeren Abschnitts 15b einen Winkel θ von weniger als 90° mit der äußeren Oberfläche der Trommel 12, die den Hohlraum 15 umgibt.
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Die Dichte und die gegenseitige Positionierung der Hohlräume 15 auf der Oberfläche der Trommel 12 hängt von dem bereitzustellenden Dekor und/oder dem zu erzielenden ästhetischen Effekt ab.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst das System 1 eine Mehrzahl von Kornaufbringungsmaschinen 11, die in der Zuführ- bzw. Vorschubrichtung A hintereinander angeordnet sind. In dem dargestellten Beispiel sind die Maschinen so strukturiert, dass sie auf der Membran entsprechende Dekore bereitstellen, welche die modularen Elemente, die für das Bedecken von Dächern verwendet werden, beispielsweise Schindeln und flache oder gekrümmte Ziegel, grafisch darstellen.
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Eine erste Aufbringungsmaschine 11 kann dahingehend strukturiert sein, auf der oberen Fläche bzw. Seite der vorgeformten heißen und halbfesten Membran 2, die unterhalb der Trommel 12 vorgeschoben wird, erste feine/dünne Körner zum Bereitstellen auf den Flächen- bzw. Seitenlinien abzulagern, welche die Kante/Kontur des grafischen modularen Elements definieren. Vorzugsweise können die Körner, welche die Kontur der modularen Elemente definieren, schwarz sein. Die ersten Körner werden in einer kontrollierten Weise auf der heißen halbfesten Membran 2 abgelagert, wodurch sie in die Oberfläche davon eingebettet/abgesenkt werden. Vorzugsweise können die ersten Körner eine Korngröße kleiner als ungefähr 0,7 mm, vorzugsweise kleiner als oder gleich ungefähr 0,63 mm aufweisen.
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Eine zweite Aufbringungsmaschine 11, die stromabwärts der ersten Aufbringungsmaschine 11 angeordnet ist, kann dahingehend strukturiert sein, auf der oberen Fläche bzw. Seite der Membran 2 zweite große Körner, d.h. dicker als die ersten Körner, abzulagern, um die obere Fläche vollständig zu bedecken. Vorzugsweise können die großen Körner eine Korngröße zwischen ungefähr 0,7 und ungefähr 1,5 mm, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,63 mm bis ungefähr 1,25 mm aufweisen.
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Während des Aufbringens wird eine bestimmte Menge der zweiten Körner über den ersten Körnern abgelagert, die ein Anhaften derselben an der Membran 2 verhindern, während eine andere Menge von Körnern in den unbedeckten bituminösen Bereichen der Membran 2 abgelagert wird und daran haften bleibt, wodurch der Innenraum gefärbt wird, der durch die Konturen begrenzt ist. Vorzugsweise können die großen Körner, welche die größere sichtbare Oberfläche der modularen Elemente definieren, rot oder grün oder andere ähnliche Farben sein.
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Während einer nachfolgenden Abkühlphase ändert die Membran 2 ihren Zustand von halbfest zu fest, und die abgelagerten Körner 3 werden starr/stabil auf der Oberfläche der Membran 2 fixiert, wodurch das permanente Oberflächendekor definiert wird.
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Die zweiten Körner, die frei bleiben, d.h. nicht an der Fläche der Membran 2 angebracht sind, können leicht davon getrennt werden. Zu diesem Zweck kann das System 1 zum Beispiel einen Rückführbehälter zum Rückführen der Körner umfassen, der stromabwärts der zweiten Aufbringungsmaschine 11 angeordnet ist, während die Bewegungsmittel strukturiert sein können, die gekühlte Membran 2 oberhalb des Kornrückführbehälters umzudrehen, wodurch die oberen Fläche umgedreht/umgekippt wird, so dass die zweiten Körner, die frei gelassen wurden (nicht angebracht), durch Schwerkraft in dem darunter befindlichen Tank abgelagert werden. Es versteht sich, dass die freien Körner durch eine Saugeinrichtung (nicht dargestellt) angesaugt oder durch andere Trennmittel bekannter Art von der Membran getrennt werden können.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die Struktur der Aufbringungsmaschine 11 ermöglicht, dass die Körner bequem dosiert und genau auf der Membran 2 verteilt werden, ohne eine Überlappung derselben zu verursachen, wodurch eine vollständige Fixierung aller darauf abgelagerten Körner gewährleistet wird. Vorteilhafterweise führt dies bei dem System, das mit zwei Aufbringungsmaschinen versehen ist und wie oben beschrieben hergestellt ist, nur zu einer Überlappung großer Körner an den Konturen des Dekors, die bzw. das mit feinen Körnern der Membran erhalten werden bzw. wird. Dies verhindert das Vermischen zwischen feinen und großen Körnern und ermöglicht eine vollständige Rückgewinnung der großen Körner mit allen daraus folgenden Vorteilen hinsichtlich der Verringerung von Abfall und Kosten.
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Es wurde daher gezeigt, dass die vorliegende Erfindung das Lösen der obigen Aufgaben ermöglicht.
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Schließlich ist klar, dass Modifikationen und Variationen an dem Verfahren, der Maschine und dem System, die hierin beschriebenen und dargestellten sind, vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5812369 [0005]
- WO 2015125089 A1 [0007]
