DE1160604B - Verfahren zur Formung eines zusammenhaengenden Schaumstoffkoerpers aus aufschaeumbaren Kunststoffkoernern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 29 d

Deutsche KL: 39 a3-27/00

Nummer: 1160 604

Aktenzeichen: 112774 X / 39 a3

Anmeldetag: 31. Januar 1957

Auslegetag: 2. Januar 1964

Die Erfindung bezieht sich auf die Formung von ■zusammenhängenden Schaumstoffkörpern, insbesondere für Isolierzwecke, aus treibmittelhaltigen und mittels eines heißen gasförmigen oder flüssigen Mediums aufschäumbaren Körnern aus Kunststoff und betrifft ein Verfahren hierfür, in dem die Formung in einem kontinuierlichen Prozeß erfolgt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Als Kunststoff hierfür dient beispielsweise Polystyrol, das mit einem Treibmittel wie Petroleumäther versetzt wird. Daraus werden als Ausgangsmaterial kompakte Körner gebildet, die vorzugsweise mit Hilfe einer Flüssigkeit, wie Wasser, von einer Temperatur von 80 bis 100° C erhitzt werden, wobei sie ihren Rauminhalt bis auf das 50fache und mehr vergrößern.

Um nun die derart vorbehandelten Körner miteinander zu einem zusammenhängenden Körper zu verbinden, ist es bekannt, die aus den aufgetriebenen Körnern bestehende Masse in Formen mit den vorgegebenen Abmessungen des fertigen Körpers einzufüllen und dann die Form durch zwischen die Körner eingeleiteten Dampf zu erhitzen, wobei sich die bereits aufgetriebenen Körner noch mehr ausdehnen und gleichzeitig weich werden. Die Ausdehnung hat zur Folge, daß die Körner gegeneinander und gegen die Wände der Form gepreßt werden. Dabei passen sie sich aneinander an, und ihre Berührungsflächen verkleben miteinander. Nach Abkühlung wird der fertige Körper aus der Form genommen. Dieses Verfahren liefert zwar ein zufriedenstellendes Enderzeugnis, ist aber wegen seiner Diskontinuität und der nachfolgenden Handbearbeitung aufwendig und zeitraubend.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Verbindung der vorbehandelten Körner kontinuierlich erfolgt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die das Ausgangsmaterial bildenden Reaktionskomponenten sofort nach ihrer Vereinigung zwischen endlose Bänder oder Wanderformplatten einzuführen, wobei der gesamte Auftreibvorgang zwischen diesen Bändern bzw. Formplatten unter Zuführung der erforderlichen Wärme von außen angeordneten Metallplatten lediglich durch Wärmeleitung über die Bänder vorgenommen wird. Unter solchen Bedingungen ist es jedoch nicht möglich, einen zusammenhängenden Körper von homogener poriger Beschaffenheit zu erhalten.

Zur Hersteilung von schaumförmigen oder zelligen Kautschukwaren ist es auch bekannt, bei der Verf estigung der zuvor verschäumten Kautschukdispersionen zwischen endlosen Bändern Dampf zu verwenden, Verfahren zur Formung

eines zusammenhängenden Schaumstoffkörpers

aus aufschäumbaren Kunststoffkörnern

Anmelder:

Isoleringsaktiebolaget WMB,
Göteborg (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Jourdan, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Kronberger Str. 46

Als Erfinder benannt:

Lars Sten Robert Norrhede,

Erik Torsten Linde, Älvängen (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 3. Februar 1956 (Nr. 1048)

der jedoch nicht unmittelbar, sondern nur mittelbar über die Bänder auf den Kautschuk einwirkt.

Gemäß der Erfindung wird nun die obengenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die nur vorgeschäumten Körner in das eine Ende eines langgestreckten, allseitig durch endlose und auf wenigstens zwei Kanalseiten perforierte Laufbänder begrenzten, nur an beiden Enden offenen Kanals eingefüllt und in einer Zone dieses Kanals durch direkte Berührung mit durch die perforierten Bänder hindurch eingeführten Dampf weiter aufgetrieben und zu einem zusammenhängenden Körper versintert werden, wobei die expandierenden Körner mit Hilfe ihres inneren, gegen die Bänder wirkenden Druckes wenigstens teilweise eine Sperre gegen Bewegung im Gegensinne der Einfüllrichtung bilden, und der zusammenhängende Körper, während er sich noch im Kanal befindet und zwischen denselben Bändern vorgeschoben wird, gekühlt wird und dabei eine Sperre gegen den in der Zone gebildeten, in der Ausstoßrichtung wirkenden Expansionsdruck bildet.

Da die Körner infolge der vorbereiteten Auftreibung hochgradig porös sind, dürfen sie nicht in einem solchen Ausmaß zusammengedrückt werden, daß die gewünschte Porosität und das geringe spezifische Gewicht des Enderzeugnisses gefährdet werden. Es hat sich gezeigt, daß diese Bedingung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufrechterhalten werden kann und daß die körnige Masse von den Bändern

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der laufen um Umkehrrollen 62, die in Lagern 64 in derselben Weise wie die oben beschriebenen breiten Bänder gelagert sind. Ferner sind an den Außenseiten derjenigen Bandabschnitte, die als Begrenzungs-5 wände des Kanals 56 dienen, Stützrollen 65 vorgesehen, die in Lagern 66 ruhen. Bei der gezeigten Ausführung werden die Bänder 58 und 60 von demselben Motor angetrieben, der die Bänder 20 und 22 antreibt, wozu auf der Welle 28 und den Wellen 67

zwischen der Expansionszone mitgenommen wird, obgleich die Einfüllöffnung, von den vor dieser Öffnung
befindlichen Förderern abgesehen, offen ist.

Nach dem Versintern der Körner wird der zusammenhängende Körper, der noch unter innerem Druck
steht, zwischen den Bändern vorgeschoben, wobei er
so weit abgekühlt wird, daß der den Körnern innewohnende Expansionsdruck den Körper nicht mehr
verformen oder strecken kann, und wobei der Körper

gleichzeitig die vorgenannte Sperre gegen den in der io der benachbarten Umkehrrollen 62 ineinandergrei-

Dampfzone erzeugten und in der Ausstoßrichtung des fende Kegelzahnräder 68, 69 sitzen.

Körpers wirkenden Expansionsdruck bildet. Die Masse im voraus aufgetriebener Körner wird

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemä- der Anlage durch einen Einfüllstutzen 70 zugeführt,

ßen Verfahrens werden die Körner eine Strecke in in dessen Bodenteil eine Mehrzahl vorzugsweise

den von den Lauf bändern begrenzten Kanal hinein- 15 nebeneinander angeordneter Förderschnecken 71 ar-

geführt. beitet, die über ein Vorgelege 74 mit veränderlicher

Weiterhin ist es besonders zweckmäßig, die einzel- Geschwindigkeit auf der Ausgangswelle von einem

nen Körner langer zu kühlen als zu beheizen. Motor 72 angetrieben werden. Die Förderschnecken

Die Erfindung umfaßt auch eine zur Durchführung 71 fördern die Masse durch die Rohre 76 zum Ein-

des Verfahrens geeignete Vorrichtung, die an Hand 20 füllende des Kanals 56. Neben dem Einfüllende sind

eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- an der Außenseite der Bänder 20, 22 Kästen 78 vor-

beispiels näher erläutert wird, wobei weitere die Er- gesehen, in welche Dampfzuleitungsrohre 80 einge-

fmdung kennzeichnende Eigenschaften angegeben führt sind. Die Kästen befinden sich ziemlich am An-

werden. Es zeigt fang des geraden Bandabschnittes und sind gegen die

F i g. 1 einen lotrechten Längsschnitt durch eine 25 Bänder derart abgedichtet, daß der Dampf durch Pergemäß der Erfindung ausgeführte Anlage, forationen in den Bändern von beiden Seiten in den

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Kanal 56 einströmt. Nach dieser Erhitzungszone be-

F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, ginnt eine Kühlzone, die aus Kästen 82 gebildet ist,

F i g. 3 die Anlage in Draufsicht. die zu den gegeneinander weisenden Abschnitten der

Die in den Zeichnungen dargestellte Anlage weist 30 Bänder hin geöffnet und an den Kanten gegen sie abein Rahmenwerk 10 auf, das auf einem festen Fun- gedichtet sind. Ein Kühlmittel, z. B. Luft, wird an dament aufliegt und in dem zwei obere Umkehrrollen
12, 14 und zwei untere Umkehrrollen 16. 18 für endlose, mit Löchern versehene Stahlbänder 20 bzw. 22
gelagert sind. F i g. 2 zeigt die Lager 24 für die bei- 35
den Rollen 14 und 18 mit ihren Wellen 26 bzw. 28.
Die Bänder haben erheblich größere Breite als der
Abstand zwischen ihren einander zugewendeten Abschnitten beträgt. Die Bänder werden mit Hilfe eines
Motors 30 und eines Getriebes 32 angetrieben 40 den Pfeil 44 angedeuteten Richtung gefördert und (F i g. 1). Um die Antriebsscheibe 34 des Getriebes kommt hierbei zunächst in Berührung mit dem Dampf 32 und um auf den Wellen 26 bzw. 28 sitzende Rä- in der Erhitzungszone. Der Dampf tritt durch die der 36 und 38 und ein weiteres Rad 40 läuft eine end- Perforierungen der Bänder 20, 22 hindurch und lose Kette 42. Die einander zugekehrten Band- dringt in die Masse durch zwischen den Körnern beabschnitte bewegen sich in derselben Richtung, wie es 45 findliche Poren ein. Die Körner werden erhitzt, erder Pfeil 44 in F i g. 1 andeutet, und mit derselben weicht und schwellen noch weiter an. Diese Volumen-Geschwindigkeit. Diese Bandabschnitte liegen mit vergrößerung hängt damit zusammen, daß sich das in ihren einander abgekehrten Seiten gegen in Lagern den vielen geschlossenen Zellen der Körner enthal-47 gelagerte Stützrollen 46 an. tene Gas durch die Erhitzung und möglicherweise

Während des Betriebes der Anlage sind die Bän- 50 auch durch die Wirkung noch vorhandenen Treib-

der Temperaturschwankungen ausgesetzt, und hier- mittels ausdehnt. Die Temperatur des Dampfes kann

durch bedingte Veränderungen ihrer Länge werden einige Grade über 100^: C liegen, also höher sein als

mit Hilfe von pneumatischen Spannvorrichtungen aus- während der vorhergehenden Auftreibung. Der Dampf

geglichen, die an die nicht angetriebenen Umkehr- hat dann einen Überdruck von einigen zehntel Almo-

rollen 12 und 16 verlegt sind und von denen eine 55 Sphären.

in Fig. 1 dargestellt ist. In einem Zylinder 48 Die Bänder verhindern eine Ausdehnung der Kornist ein Kolben 50 angeordnet, dessen Bewegung über masse, weswegen sich die Körner statt dessen in ihrer eine Kolbenstange 52 auf eine auf der Welle 53 der Form einander anpassen unter gleichzeitigem Ab-Rolle 12 gelagerte Scheibe 54 übertragbar ist. Die La- schließen der Luftporen zwischen ihnen und unter ger 24 sind gegenüber dem Fundament verschiebbar. 60 einer Verklebung miteinander. Eine sehr wesentliche Mit Hilfe eines Druckmittels, das den Kolben 50 Wirkung der Ausdehnung bestellt darin, daß sie den über eine Leitung 55 beaufschlagt, wird sichergestellt, gegen die Bänder gerichteten Druck erzeugt, der die daß die Bänder 20, 22 stets gestreckt gehalten Massen daran hindert, nach rückwärts zur Einlaßwerden, öffnung des Kanals zu drängen. Es wird also dadurch. Der zwischen den Bändern 20, 22 vorgesehene 65 daß der Dampf zwischen die Körner strömt, eine Art Zwischenraum oder Kanal 56 ist an den Schmal- Pfropfen von Körnern in dem Kanal 56 kurz vor den Seiten durch Wände abgeschlossen, die ebenfalls von Dampfkästen gebildet. Dank dieses Pfropfens brauendlosen Bändern 58, 60 gebildet werden. Diese Bän- chen die Förderschnecken keinen so hohen Gegen-

einem Ende der Kästen 82 durch einen Rohrstutzen 84 eingelassen und entweicht am anderen Ende durch einen Rohrstutzen 86.

Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Die Förderschnecken 71 füllen die Masse im voraus aufgetriebener Körner in den Kanal 56 in solcher Menge ein, daß diese den ganzen Querschnitt des Kanals ausfüllen. Die Masse wird von den Bändern in der durch

druck auf die Körnermasse auszuüben, daß die Körner im Ergebnis mechanisch zusammengepreßt würden und dadurch die angestrebte hohe Porigkeit verlören.

Der Strang der zu einem zusammenhängenden Körper verklebten Körner tritt dann in die Kühlzone ein, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls von den Bändern gebildet wird und deren Länge viele Male größer ist als die Erhitzungszone. In der Kühlzone sinkt die Temperatur des porigen Körpers allmählich ab. Der von der erhöhten Temperatur hervorgerufene Überdruck in den Körnern wird in diesem Fall von den Bändern aufgenommen. Die Kühlung geht langsamer vor sich, da das Kühlmittel nach dem Zusammenbacken der Körner nicht dieselbe Möglichkeit hat, in den Körper einzudringen, wie es für den Dampf während der Erhitzung möglich war. Ein Strang des porigen Körpers mit im vorliegenden Fall rechteckigem Querschnitt verläßt in kontinuierlichem Betrieb die Anlage an deren rechter Seite mit ao Bezug auf Fig. 1, von wo er weitergeleitet wird, um in Blöcke oder Scheiben aufgeteilt zu werden.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung 88 dargestellt, mit deren Hilfe das obere Band 20 angehoben und gesenkt werden kann, um die Höhe des Kanals 56 nach Bedarf zu ändern.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugrunde liegenden Erfindungsgedankens abwandelbar. So können Vorrichtungen zur Zuführung von Dampf bzw. Kühlmittel auch an den Schmalseitenbändern vorgesehen sein. Der während der Abkühlung des fertigen Körpers erforderliche Gegendruck kann auch statt durch die Bänder mit Hilfe von Luftdruck erzeugt werden. Die Bänder 58 und 60 können kürzer sein als die Bänder 20 und 22 und daher schon mitten in der Kühlzone enden. In bestimmten Fällen können die Bänder durch Bleche oder Platten ersetzt werden, die miteinander bzw. mit endlosen Kettenförderern od. dgl. gelenkig verbunden sind. Denkbar ist auch, daß diese Bleche an der Ausgangsseite des Kanals 56 von diesen Förderern getrennt werden, um auf anderem Wege zum Einfüllende zurückgeführt zu werden.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Formung eines zusammenhängenden Schaumstoffkörpers aus treibmittelhaltigen und mittels eines heißen gasförmigen oder flüssigen Mediums aufschäumbaren Kunststoffkörnern in einem kontinuierlichen Prozeß, dadurch gekennzeichnet, daß die nur vorgeschäumten Körner in das eine Ende eines langgestreckten, allseitig durch endlose und auf wenigstens zwei Kanalseiten perforierte Laufbänder begrenzten, nur an beiden Enden offenen Kanals eingefüllt und in einer Zone dieses Kanals durch direkte Berührung mit durch die perforierten Bänder hindurch eingeführtem Dampf weiter aufgetrieben und zu einem zusammenhängenden Körper versintert werden, wobei die expandierenden Körner mit HiUe ihres inneren, gegen die Bänder wirkenden Druckes wenigstens teilweise eine Sperre gegen Bewegung im Gegensinne der Einfüllrichtung bilden, und der zusammenhängende Körper, während er sich noch im Kanal befindet und zwischen denselben Bändern vorgeschoben wird, gekühlt wird und dabei eine Sperre gegen den in der Zone gebildeten, in der Ausstoßrichtung wirkenden Expansionsdruck bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner eine Strecke in den Kanal hineingeführt werden, bevor ihnen der Dampf durch die perforierten Bänder hindurch zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Körner langer gekühlt als beheizt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem langgestreckten, viereckigen, an beiden Enden offenen Kanal, der an sämtlichen einander gegenüberliegenden Seiten von dem einen Abschnitt je eines gegebenenfalls perforierten, endlosen, in einer geschlossenen Bahn beweglichen Bandes begrenzt ist und bei der vor der Einfüllöffnung des Kanals ein oder mehrere Förderer zur kontinuierlichen Einfüllung der vorgeschäumten Kornmasse angebracht sind und bei der eine Heizzone vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizzone, in die Dampf durch die perforierten Bänder hindurch zwischen die Körper eingeleitet wird, in einem größeren Abstand von der Einfüllöffnung vorgesehen ist, und daß hinter der Heizzone in dem von den Bändern begrenzten Kanal eine Kühlzone vorgesehen ist, in der der von den Bändern vorgeschobene gesinterte Körper durch ein Kühlmittel abgekühlt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlzone wesentlich größere Länge hat als die Heizzone.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 842 267, 859 122,
846;
britische Patentschrift Nr. 588 617.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 777/379 12.63

ι Bundesdruckerei Berlin