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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines elastischen
Dichtungsmaterials aus mit Bitumen imprägniertem Schaumkunststoff Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung
eines elastischen Dichtungsmaterials in Bandform, das aus mit Bitumen imprägniertem
Schaumkunststoff besteht.
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Für die Herstellung derartiger Dichtungsmaterialien, die z. B. in
der Form von Streifen zur Abdichtung von Fugen, Stößen oder Zwischenräumen verwendet
werden, ist es bekannt, den Schaumkunststoff dadurch zu imprägnieren, daß er durch
ein Bad geleitet wird, das aus einer Lösung oder Dispersion von bei Raumtemperatur
festem Bitumen besteht. Nach der Imprägnierung wird die überschüssige Menge Dispersion
oder Lösung abgedrückt und das Material getrocknet. Bei diesen bekannten Verfahren
hängt die Imprägnierungstiefe von der Kapillarwirkung, den osmotischen Drücken und
der Viskosität und Oberflächenspannung der Lösung oder Dispersion ab.
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Die auf diese bekannte Weise hergestellten Dichtungsmaterialien haben
den Nachteil, daß die Imprägnierung unvollständig ist, da die Dispersion oder Lösung
nur mit Schwierigkeit in den Mittelteil des Schaumkunststoffes eindringen kann.
Als weiterer Nachteil der bekannten Verfahren kommt hinzu, daß das fertige Dichtungsmaterial
eine geringe Haftfähigkeit bezüglich der Materialien, zwischen die das Dichtungsmaterial
eingebracht werden soll, besitzt, da gelöstes oder dispergiertes Bitumen einen großen
Teil seiner Klebefähigkeit verliert. Aus diesem Grund ist es notwendig, die abzudichtenden
Materialien mit einem Klebemittel, z. B. einer kalten Asphaltlösung, zu bestreichen.
Hierbei ist es notwendig, daß das Klebemittel bzw. die Asphaltlösung trocknet, bevor
das Dichtungsmaterial angebracht wird. Ein weiterer Nachteil des nach den bekannten
Verfahren hergestellten Dichtungsmaterials besteht darin, daß das zur ausreichenden
Eindringfähigkeit in den Schaumkunststoff gelöste oder dispergierte Bitumen einen
verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt hat, wodurch das im fertigen Material vorhandene
Bitumen im Fall einer Erwärmung, beispielsweise durch Sonnenbestrahlung, eine ausgesprochene
Tendenz zum Eindringen in die umgebenden Materialien besitzt, falls diese porös
sind. Hinzu kommt, daß Bitumen, welches sich in dispergiertem oder emulgiertem Zustand
befunden hat, die Neigung besitzt, nach dem Einbau des Dichtungsmaterials infolge
des Eindringens von Wasser redispergiert zu werden. Mit der Verwendung von gelöstem
Bitumen ist andererseits der Nachteil verbunden, daß das Lösungsmittel feuer- und
explosionsgefährlich ist und daß bei der
Herstellung Vergiftungsgefahr besteht. Ferner
ist es schwierig, das Lösungsmittel oder das Wasser beim Trocknen vollständig zu
entfernen, so daß meist beim Trocknen etwas Dispergierungsmittel im Bitumen verbleibt
und deshalb beim Eindringen von Wasser Anlaß zu einer Redispergierung gibt. Bei
der Verwendung eines Lösungsmittels bzw. von Wasser in Verbindung mit einem Dispergierungsmittel
zum Erzielen einer geeigneten Viskosität wird das Lösungsmittel bzw. das Wasser
beim Verdampfen während des Trocknens ein Kapillarnetz hinterlassen, das eine Beeinflussung
des Schaumkunststoffes durch die Luft zuläßt. Durch diese Beeinflussung wird der
Schaumkunststoff schnell abgebaut, was sowohl aus praktischer Erfahrung als auch
durch sogenannte »weather-ometer«-Prüfungen bekannt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines elastischen Dichtungsmaterials
in Bandform zu schaffen, wobei der Schaumkunststoff mit Bitumen vollständig durchimprägniert
wird und das so entstehende Dichtungsmaterial eine gute Haftfähigkeit an den Materialien
besitzt, zwischen denen es eingebaut werden soll. Weiterhin soll das Dichtungsmaterial
Bitumen mit einem für den beabsichtigten Zweck geeigneten Schmelzpunkt und mit geringer
Neigung zum Eindringen in die umgebenden Materialien enthalten, das nicht dispergiert
oder
gelöst werden muß. Hierdurch sollen die den bekannten Verfahren
und Vorrichtungen anhaftenden Nachteile vermieden werden.
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Bei dem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines elastischen
Dichtungsmaterials in Bandform aus mit Bitumen imprägniertem Schaumkunststoff wird
gemäß der Erfindung der Schaumkunststoff in einem Bad aus geschmolzenem Asphaltbitumen,
das die gewünschte Viskosität aufweist und bei normaler Temperatur klebrig ist,
zusammengedrückt und anschließend zum Wiederausdehnen gebracht worauf der getränkte
Schaumkunststoff aus dem Bad herausgeführt und durch Abdrücken vom überschüssigen
Bitumen befreit wird.
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Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird somit für das Imprägnieren
geschmolzenes Asphaltbitumen verwendet, wodurch erreicht wird, daß das Imprägnierungsmaterial
seine Haftfähigkeit beibehält und ohne die Verwendung eines zusätzlichen Klebemittels
unmittelbar aufgetragen werden kann. Ferner kann ein Asphaltbitumen gewählt werden,
dessen Schmelzpunkt den am Verwendungsort herrschenden Bedingungen Rechnung trägt.
Es wird ferner eine Durchimprägnierung des Schaumkunststoffes erreicht und eine
Redispergierung des Imprägnierungsmaterials unter dem Einfluß von Wasser verhindert.
Schließlich bildet reines Asphaltbitumen im Gegensatz zu Lösungen und Dispersionen
Filme, die gegenüber Wasserdampf einen sehr hohen Diffusionswiderstand aufweisen
und sehr dicht sind, so daß der Schaumkunststoff keiner abbauenden Wirkung unter
dem Einfluß von Wasser und Luft ausgesetzt ist.
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Da Schaumkunststoff leicht durch zu große Wärmebeeinflussung zerstört
werden kann, war diese Eigenschaft ein Grund dafür, daß man bisher für das Imprägnieren
Lösungen oder Dispersionen niedriger Temperatur verwendet hat. Durch eine zu große
Erwärmung des Schaumkunststoffes wird dieser starr und spröde, so daß das Material
abbröckelt und als Dichtungsmaterial nicht verwendbar ist. Mit dem crfindungsgemäßen
Verfahren wurde es möglich, geschmolzenes Asphaltbitumen hoher Temperatur, die zur
Erzielung der für das Imprägnieren erforderlichen Viskosität und Eindringfähigkeit
notwendig ist, zu verwenden, ohne den Schaumkunststoff zu zerstören. Infolge des
Quetschens und der anschließenden Dehnung im Bad erfolgt nämlich ein sofortiges
Eindringen des Imprägnierungsmittels, wobei unmittelbar danach der imprägnierte
Schaumkunststoff aus dem Bad herausgezogen wird, so daß er sich im Bad nur so kurzzeitig
aufhält, daß die Wärme des Bades nur ungenügend Zeit hat, den Schaumkunststoff anzugreifen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Abdrücken des
überschüssigen Bitumens in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Stufen vorgenommen
werden. In der ersten Stufe wird dabei eine große überschüssige Bitumenmenge entfernt,
die - falls sie im Schaumkunststoff verbleiben würde -ihre Wärme an den Schaumkunststoff
abgeben und ihn dadurch zerstören würde. Dieses erste Abdrükken hinterläßt einen
kleinen Überschuß im Schaumkunststoff, so daß der Imprägnierung Gelegenheit gegeben
wird, sich zu vergleichmäßigen, bevor das letzte Ab drücken des überschüssigen Bitumens
in einer oder mehreren Stufen vorgenommen wird. Beim letzten, gegebenenfalls mehrstufigen
Abdrücken wird somit nur eine verhältnismäßig kleine Menge ent-
fernt. Bei mit dem
erfindungsgemäßen. Verfahren angestellten Versuchen hat sich herausgestellt, daß
besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Temperatur des Bades zwischen
100 C über dem Schmelzpunkt des Bitumens und 2750 C liegt.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer
beheizten Wanne, durch die das Schaumkunststoffband mittels Walzen hindurchgeführt
wird und die gemäß der Erfindung ein mit einem umlaufenden Ende unter der Oberfläche
des Bades in der Wanne angeordnetes und bis zu dem anderen umlaufenden Ende über
die Oberfläche des Bades ansteigendes endloses Förderband aufweist, an dessen eingetauchtem
Teil eine Druckwalze und am oberhalb des Bades verlaufenden Teil eine andere Druckwalze
einwirkt. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung
eines elastischen Dichtungsmaterials war es lediglich bekannt, das Band mittels
Walzen durch eine beheizte Wanne hindurchzuführen.
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Bei einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
am oberen Ende des Förderbandes eine dritte Druckwalze angeordnet sein, die mit
einem Schaber zusammenwirkt. Auch kann die über dem eingetauchten Teil des Förderbandes
angeordnete Druckwalze hohl und an ihrem Umfang mit Löchern versehen sein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung im Längsschnitt schematisch dargestellt.
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In einer Wannel wird ein Bad2 aus Asphaltbitumen mittels nicht dargestellter
Heizungsmittel auf einer geeigneten Temperatur gehalten, so daß eine Viskosität
erzielt wird, die eine gute Eindringfähigkeit des Bitumens in den Schaumkunststoff
ergibt.
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An dem einen Ende der Wanne 1 ist ein Kettenrad 3 angeordnet, um das
ein aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Ketten bestehendes endloses Förderband
4 herumgelegt ist. Das Kettenrad 3 ist unter der Oberfläche 5 des Bades 2 angeordnet.
Das Förderband 4 verläuft ansteigend zum anderen Ende der Wanne 1, wo es um ein
anderes Kettenrad 6 läuft, das oberhalb der Oberfläche des Bades 2 angeordnet ist.
Uber dem eingetauchten Teil des Förderbandes 4 ist eine Druckwalze 7 angeordnet,
die mit schematisch angedeuteten Mitteln 8 versehen ist, durch die der Anlagedruck
der Walze 7 am Förderband 4 bzw. der Abstand der Walze 7 vom Förderband 4 geregelt
werden kann.
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Hinter der Stelle, an der das in Pfeilrichtung laufende Förderband
4 aus dem Bad 2 austritt, ist eine erste Abdrückwalze9 angeordnet, die auf dieselbe
Weise wie die Walze 7 aufgehängt ist und mit einer Gegenwalze 10 zusammenwirkt.
Über dem Kettenrad 6 ist eine dritte Walze 11 angeordnet, die mit einem Schaber
12 versehen ist.
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Wenn die Vorrichtung läuft, wird zwischen der Walze 7 und dem Förderband
4 ein beispielsweise streifenförmiges Schaumkunststoffband eingeführt, das durch
das Zusammenwirken der Walze 7 und des Förderbandes 4 unter die Oberfläche 5 des
Bades 2 gezogen und hierbei gleichzeitig zusammengedrückt wird. Unmittelbar nachdem
der Schaumkunststoff die Walze 7 passiert hat, dehnt er sich wieder aus und saugt
geschmolzenes Asphaltbitumen auf. Der Schaumkunststoff wird sofort anschließend
durch das Förderband 4 aus dem Bad 2 herausgehoben, wobei ein Teil der überschüssigen
Bitumenmenge
zwischen der Abdrückwalze 9 und der Gegenwalze 10 herausgepreßt
wird. Der Schaumkunststoff wird jetzt den Walzen 6 und 11 zugeführt, zwischen denen
die restliche überschüssige Bitumenmenge herausgequetscht wird.
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Der Schaber 12 sorgt dafür, daß die Walze 11 verhältnismäßig sauber
ist, wenn sie mit dem Schaumkunststoff in Berührung gelangt, so daß etwas Bitumen
schon durch Anhaften an der Walze 11 vom Schaumkunststoff entfernt wird. Schließlich
wird der jetzt imprägnierte Schaumkunststoff über eine Walze 13 aus der Wanne 1
abgeführt.
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Das Förderband 4 wird mittels nicht dargestellter Übertragungsmittel
angetrieben, wobei die Walzen 6 und 11 über einen Zahnrädersatz miteinander gekuppelt
sind, so daß auch die Walze 11 angetrieben ist. Die Walze 7 über dem unteren Ende
des Förderbandes 4 wird dagegen durch Mitnahme vom Förderband 4 aus angetrieben.
Um ein leichtes Mitnehmen der Walze 7 zu erreichen, ist diese hohl und an ihrem
Umfang mit Löchern versehen, so daß das in die Walze7 eindringende Bitumen derenBewegungnur
unwesentlich beeinflußt. Um zu verhindern, daß das zu imprägnierende Material an
der Walze 7 haftet und um diese herumgewickelt wird, ist am Umfang der Walze 7 ein
Schaber 14 angeordnet.
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Versuche haben ergeben, daß das auf der beschriebenen Vorrichtung
nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Material selbst bei geringer Zusammendrückung
praktisch winddicht ist. Bei Prüfungen über 1000 Stunden wurde festgestellt, daß
das Dichtungsmaterial unverändert war. Die Versuche haben weiterhin ergeben, daß
bei einer Zusammendrückung auf 50 ovo der ursprünglichen Dicke die Wasseransaugung
0,09 Volumenprozent und bei einer Zusammendrückung auf 16 O/o der ursprünglichen
Dicke 0,001 Volumenprozent nach 92 bzw.
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24 Stunden betrug.
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Da das hergestellte Material bei Raumtemperatur stark klebrig ist,
wird es beim Auftragen sowohl an den verwendeten Geräten als auch an den Händen
kleben. Dies kann jedoch vermieden werden, wenn das Material unmittelbar vor dem
Auftragen in Wasser getaucht wird. Hiernach wird es zusammengedrückt und beispielsweise
in eine Fuge eingeführt, die schmaler ist als die Stärke des Materials in nicht
zusammengedrücktem Zustand. Im Verlaufe einer kurzen Zeit wird sich das elastische
Dichtungsmate-
rial wieder dehnen und dadurch in der Fuge festklemmen, an deren Seiten
das Material anklebt, sobald die anhaftende kleine Wassermenge verdampft oder von
den Seitenwänden der Fuge aufgesaugt worden ist.