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V.,'RFAIMEIT ZUR HERSTELLUNG VON KÜHLBEHÄLTERN
Die -U'rfindung
betrifft die Herstellung von Kühlbehältern in allgemeinen, insbesondere jedoch eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Schaumstoffisolierung in einem Kühlbehälter.
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Dei der Herstellung von Kühlbehältern wird in letzter Zeit 1>olyurethan-Schaumisolierungsmaterial
anstelle von Glas£aser-Isolierungsdecken bei Kühlbehältern verwendet.
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wurdefestgestellt, dass das Schaummaterial bessere Isolierungseigenschaften
aufweist, vollständiger den Raum, in dem es angeordnet istg ausfüllt und die bauliche
Festigkeit durch Verbindung der Behälterschale und den Futterwandungen erhöht. Aus
diesem und anderen Gründen haben die Vorrichtungen und Verfahren zur Verwendung
von Schaumisolierun--snaterial bei der Herstellung von Kühlbehältern grosse Bedeutung
gewonnen, Das bei der KühlbehälUterkonstruktion verwendete Polyurethan-Scli-iutrio-toffmaterial
befindet sich ursprünglich
in flüssigem Zustand. Er beginnt jedoch
schnell zu schäumen und sich auszudehnen, wenn er mit Luft in Berührung kommt und
damit gemischt wird. Im Verlauf einer derartigen Ausdehnung kann es eine ausserordentliche
Kraft durch Druckentwicklung ausüben. In verhältnismässig kurzer Zeit entwickelt
es sich über einen weichen Gelzustand in eine feste Form. Sowohl in flüssigem Zustand
als auch beiüi #2bcpandieren kann Material unbeabsichtigt durch Risse oder Öffnungen
für Leitungsdrähte, Zubehörteile usw. verloren gehen. Weiterhin müssen die durch
die Enansion des Schaummaterials ausgeübten Kräfte beim vollständigen Ausfüllen
des dafür vorgesehenen Raums so unter Kontrolle gehalten und begrenzt werden, dass
sie nützlich gemacht werden und nicht schädlich sind. Diese und andere Probleme
bei der Verwendung von Polyurethan-Schaumisolierungsmaterial bei der Herstellung
von Kühlbehältern u. dgl. wird durch die nachfolgende Beschreibung des Erfindungsgegenstandes
besser verständlich. Gleichzeitig werden die Ziele und Vorteile, die erfindungsgemäss
in der Praxis erzielt werdeng ebenfalls ersichtlich.
Es wird nunmehr auf
die Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen: Fig.
1 eine perspektivische Ansicht
eines Kühlbehälters gemäss der Erfindung, der auf der Rückseite liegend gezeigt
ist;
| einen Teilquerschnitt des Kühlbehälters in |
| vergrösserteri Maßstab nach Linie 21-2 der |
| Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen; |
| Fig. -5-9 aufeinanderfolgende schematische Darstellun- |
| gen verschiedener Arbeitsstufen Cemäss der |
| ErfindunC. einschlieaelich der Zusaramenstel- |
| lunt: eines Behälterfutters innerhalb einer |
| Behälterschale, wobei die Schale und das |
| Futter in einer Form angeordnet und zur |
| Aufnahme von Schaumisolierungsmaterial |
| vorbereitet sind. |
| In Fil,. 1 ist ein Kühlbehälter 10 r,-ezeigt,
der eine |
| äussere Schale 12 und ein Gefrierfachfutler 14 sowie ein |
| Vorratsfachfutter 16 aufweist. Die äussere blichale
ist |
| vorzug:-#i-inir,e nus Blech li-2r1-estellt. Die Innenfutter
14 |
| u. 16 li,5iiiieii aus i:;i Unterdruck-verfahren oder
derrleichen, |
| hergesteIllten Kunststoff oder nuch nus Blech, wie di,-- |
| äusserr- Schale bestehend, herges'.ellt sein. |
| j -in lä is'- zwischen den beiden
Ab- |
| -,ut,#r- oder Treiinstüc-- t' |
| teilfuttprii l-; und 11-- ant-cordnet.
jl,'S iSt mit den vorderean |
| (i.-#r Delrilterschale 1,- verbunden und erstreckt |
| sich nicilt in dieselbe. Der, ind e der Behälter- |
| i.-. #.3(iocli durch eine Bode.nwp.n(i e-_O verschlossen. |
Die äussere Behälterschale 12 weist zwei gegenüberliegende Seitenwände
22, eine Rückwand 24 und eine obere Wand
26
auf. Die Schale ist an der Vorderseite
und am Boden offen, obwohl letzterer durch die Wand 20 geschlossen ist. Die Schale
kann ferner aus Festigkeitsgründen mit einem Querstück
28 am unteren Ende
versehen sein.
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Die vorderen Seitenkanten der Seitenwände 22 und der Kopfwand 24 sind
eingeformt und die gegenüberliegenden Seitenkanten des Trennstücks 18 und
die inneren Seitenkanten des Querstückes 30 der Bodenwand 20 sind, wie in
Fig. 2 gezeigt, init U-förniigen Ausnehmungen 32 ausgebildet. In diesen Ausnehmungen
werden die Vorderkanten der Abteilfutter 14 und 16 aufgenommen und gehalten.
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Bisher wurden die Abteilfutter entweder wie Schubkästen vom 1"r-cle
der BelmUlterschale her eingeschoben oder sie wurden gesondert von Drecherstreifen
(breaker strips), die spät(.,.r eingefügt werden mussten, in die Schale eingesetzt.
In beiden Fällen wurden Glasfaserisolierungeschichten entweder zu Beginn oder später,
je nachdem sich dies besser zwischen die Schale und das Futter eingefügt.
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Es soll nunmehr mehr im einzelnen auf die Fig. 2 eingegangen werden.
Die
Abteilfutter 14 und 16 sind bis auf ihre Grösse im wesentlichen gleich. Sie
weisen einen tiefgezogenen Hauptabschnitt 34 und einen Brecherstreifen
36 (breaker strip) od. dergl. auf, der vorzugsweise als ringförmiges Stück
ausgebildet ist und einen Querschnitt wie gezeigt aufweist.
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Die Schulterkante 38 ist um den Körperteil des Futters herum
geformt, um einen passenden Flansch 40 am Brecherstreifen aufzunehmen. Ein Klebstreifen
42 dient zur Ab-
dichtung des Brecherstreifene mit dem Futterkörper'und erstreckt
sich um den Umfang desselben.
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Die äussere Umfangskante des Brecherstreifens ist mit einem vergrösserten
Wulst 44 ausgebildet, der in den U-förmigen Ausnehmungen 32 der,Behälterschale und
des Querstücks aufgenommen ist.
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Die U-förmige Ausnehmung 32 ist durch Formung der Endkanten
der Schalenwände um ihre offene Seite gebildet, indem sie zunächst in die Öffnung
und dann an sich selbst anliegend zurlickgebogen ist, um einen ersten Flansch
50 zu bilden. Die Kante ist dann in die Schale abwärts und dann wieder auswärts
gebogen, uni einen zweiten, innen liegenden Flansch 52 zu bilden, der etwas
weiter in die Behälterschale vorsteht. Obwohl andere Mittel zur Bildung der U-förmigen
Ausnehmung
verwendet werden können, wird diesen Verfahren vorgezogen, da offene Nähte und Risse
vermieden werden, durch welche Schaumisolierungsmaterial austreten und expandieren
könnte.
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Zu wird nunmehr aufeinanderfolgend auf die schematischen Fig.
3 - 9 Bezug genommen.
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In 7ig. 3 ist die Behälterschale 12 so dargentelltg daß die
Planschen der U-förmigen Ausnehmungen der Schale mehr als ausreichend in die offene
Seite der Schale vorstehen, um die nach außen gerichteten lippen der Brecherstreifen'aufzunehmen
und abzustützen. Tatsächlich ist der Abstand zwischen den Innenkanten der oberen
Plansche geringer als
das Kante-zuKante Maß den Brecherstreifens. Der Körperteil
34 der Futter paßt jedoch ohne weiteres in die Behälterschale.
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Bevor das Futter in die Schale abgesenkt wird, kann es in einen aus
dünner Folie bestehenden Kunatotoffbeutel 54 eingesetzt werden, um alle Öffnungen,
Risse usw. abzudecken und zu verschließen, wobei die Gründe hierfür später noch
ersichtlich werden.
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Die Futter werden in die Schale soweit abgedeckt, bis die Brecherstreifen
auf den einwärte vorstehenden Planschen
ruhen, die sich um die offene
Seite.erstrecken. Sie werden dann ausgerichtetg so daß eine Seite der Brecherstreifen
auf dem unteren Flansch an einer Seite der Schalenöffnung aufsitzt. Das Futter wird
dann zu einer Seite der Schale hin bewegt, so daß die andere Seitenkaute des Brecherstreifens
auf den unteren Plansch 52 fallen kann, worauf dann das Futter in
der Schale zentriert wird, so daß die vuletförmige Kante des Brecherstreifene in
den U-förmigen Auenehmungen auf beiden Seiten aufgenommen ist. Durch gleichartige
und gleichzeitige End-zu-End-Auerichtung und Handhabung des Futters wird die Zusammenstellung
vervollständigt. Es dürfte verständlich sein, daß ein Auadehnungestreifen
56 in den U-förmigen Äusnehmungen 32, falle erwünscht, angeordnet
sein kann, der bei seitlichem Druck nachgibt und seine allgemeine Form wieder annimmt,
wenn das Futter wieder in der Behältersebale zentriert ist. In solchen Fälleut in
denen Kunstatoffutter und Brecherstreifen verwendet werden, sin4Üie Putterwände
selbst nachgiebiger und können, (wie in Fig. 5 gezeigt), genügend deformiert
werden, um beide Seitenkanten den Brecherstreifens in die U-förnigen Ausnehmungen
auf den gegenüberliegenden Seiten der Schale etwa gleichzeitig einzuführen. Die
Endwände den Futters kÖnnen sich zeitweilig
etwas ausbeulen, nehmen
jedoch, ohne daß Schaden angerichtet'wird, ihre Form wieder an.
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Nachdem beide Futter 14 und 16 in Stellung gebracht sind, wird
die Behältersobale mit den Futtern, wie in Fig. 7 gezeigt, umgekehrt.
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Es dürfte einleuchten, daß bei dem ursprünglichen Zusammenbau
der Futter in der Schale das ganze Gewicht eines jeden Futters durch den Brecherstreifen
aufgenommen wird, und daß dieses Gewicht von dem Klebstreifen getragen wird. Das
Gewicht ist jedoch insbesondere bei Kunstatoffuttern nicht nennenswert, wobei die
Abstützung nur zeitweilig erforderlich ist.
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Falls es ratsam erscheint, können kleine Stützblöcke auf den Boden
der Schale gesetzt werden, auf denen die Futter ruhen, was jedoch im allgemeinen
nicht notwendig ist.
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Wenn die Behälterschale und die Futter umgekehrt sind, ruht das Gewicht
der Futter auf ihren eigenen Brecherstreifen und auf dem äußeren Flanach
50, der sieh um die Behälterschale erstreckt.
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Die Behälterschale und die Futter werden nun in eine Form
609 während sie noch umgekehrt sind, eingesetzt.
Die Form
60 weist einen äußeren Kanten 62 und innereg aufweitbare Kernformabteile
64 und 66 auf. Ein Deckel 68
schließt den äußeren Yormkasten
62 und kann geteilt und an
den Seitenwänden angelenkt ausgebildet sein,
um die Handbabung zu erleichtern. Eine Gießöffnung 70 ist im Deckel
68 nahe einen Ende der Form vorgesehen.
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Fig. 9 zeigt die Behälterscbale 12 und die Abteilfutter 14
und 16 in der Form 60 angeordnet, wobei die Form selbst durch Teile
729 die unter dem Formkesten angeordnet sind, in einen kleinen Winkel verkantet
ist. Die Gießöffnung 70
befindet sich an dem hochgehobenen Ende des Pormkaetens,
so daß das Polyurethau-Sebaumisolierungsmaterial, welches in den Pormbohlraum in
flüssiger Form eingeführt wird, sich nahe dem unteren Ende des Behälters sammelt,
wie dies in gestrichelter linie 74 angedeutet ist.
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Das Polyurethan-Schaumisolierungsmaterial weist eine Mischung auf,
die eine verzögerte Reaktionszeit hat, so daß im wesentlichen das ganze Material
in die Behälterschale eingefüllt ist, bevor es zu reagieren anfängt. Das Schaumstoffmaterial
expandiert dann vom Boden aufwärts und nimmt den Rest des flüssigen Materials während
des Schäumungsvorganges mit. Der Winkel des Formkastens wird a.orgfältig berechnet,
so daß das Schaummaterial die Neigung aufwärts und über die ineinandergreifenden
Kanten der äußeren Schale und der Abteilfutter zu kriechen hat, während
sich
die Expausionskraft des Schaums beim Ausfüllen des Hohlraums erschöpft.
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Das Schaummaterial bewegt sich aufwärts, bis es schließlich
aus der Gießöffnung 70 austritt.
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Diese Anordnung zur Schaffung einen Isoliernaterials innerhalb des
Formhohlrauns stellt eine gute Püllung und Dichtung der vorderen Kanten der Schale
und der Abteilfutter
| agch |
| sicher. EB werden/die Expausionskräfte des Schaumaterials |
| nutzbar gemacht, um den ganzen Raum auszufüllen und luft- |
| taschen zu vermeiden, ohne eine Vielzahl von Entluftunge- |
| öffnungen vorsehen zu müssen und ohne irgendeinen Schaden |
| infolge der Konzentration derartiger Kräfte in einer TaschE |
| od. dergl. zu verursachen. |
| Rückblickend dürfte es verständlich sein, daß das Poly- |
| urethan-Schaummaterial während der Expansion eine enorme |
| Sprengwirkung entwickelt. Wenn der Hohlraum zwischen der |
| äußeren Schale und den Abteilfuttern zuerst von der Rück- |
| seite der Schale gefüllt werden müßteg d. b. mit den
Ab- |
| teilfuttern nach oben weisend, würde die Expanoionskraft |
| des Schaums zunächst dazu neigen, die Futter aus der |
| Schale zu heben, worauf dann die Expansionakr M e des |
| Schaumes beim Ausfüllen des Hohlraums sich,an der empfind- |
| lichsten Stelle konzentrieren würden, nämlich an der Ein- |
| griffestelle der Futter in die U-förmigen Ausnehmungen der |
| Schale. |
Durch die Umkehrung der Schale und der Futter braucht nur eine
schwache Dichtung für das flüssige Isolierungsmaterial vorgesehen zu sein, bis es
beginnt, sieh aufzuweiten. Dies wird ausreichend durch den Ausdehnungsstreifen und
die wulstartige Umfangskante des BreeberstreiNne erreicht, der in den U-förmigen
Ausnehmungen der Behälterschale aufgenommen ist. Da das Material ausreichend Raum
zur Ausdebnung hat, erschöpfen sich die Kräfte aufwärts und es strömt um die Abteilfutter
herum und füllt dabei die Räume zwischen denselben und der äußeren Schale, wobei
es aufwärts steigt und dabei Luft aus der Gießöffnung verdrängt und den Hohlraum
entlüftet. Aus vorstehender Beschreibung dürfte verständlich seing daß Abwandlungen
und Verbesserungen möglich sind. Derartige Abwandlungen sollen daher, soweit sie
sich dem Erfindungegedanken unterordnen, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck gebracht
ist, mit erfaßt sein.