DE1925713A1

DE1925713A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkorpern aus Schaumstoffen,insbesondere von Gebauden

Info

Publication number: DE1925713A1
Application number: DE19691925713
Authority: DE
Inventors: Bernard Nollen
Original assignee: INTERSERVICE Ltd
Current assignee: INTERSERVICE Ltd
Priority date: 1969-05-20
Filing date: 1969-05-20
Publication date: 1971-07-29
Also published as: BE745234A; NL7004238A; FR2043531A7

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

TBL. »β 74*8 UND 36 41 IS

TELBGR. NBQBDAFATBNT HAMBUHe

Farmservice GmbH München ia · mozahtstr. 23

TEL.5380080 TELKQH. NBOBDAPATBNT UUNCB(N

An der Alster 30

Hamburg, den 19. Mai 1969

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus Schaumstoffen, insbesondere von Gebäuden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus schaumartigen porösen und festen Kunststoffen, insbesondere aus Polyurethanen, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und einen solchen Hohlkörper. Es ist bekannt, solche Kunststoffe durch Vermischen zweier oder mehrerer Grundkomponenten mit verschiedenen Hilfsstoffen und mit schaumbildenden Zusätzen herzustellen.

de
Im Bauwesen wer^ harte und halbharte Schaumstoffe, wie ζ-. Bo die durch Addition von Polyolen und von Isocyanat entstandenen Polyurethane, zur Isolierung im Wärme- und Kälteschutz und zur. Herstellung von Bauelementen, z. Be Dach- und Fassadenplatten, benutzt. Trotz des im Bauwesen vergleichsweise geringen Eaumgewichtes von vorzugsweise 30 bis 60 kg/m³ besitzen diese Polyurethansohaumstoffe ausgezeichnete mechanische Eigenschaften,

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- 2 die in erster Linie vom Raumgewicht abhängig sind.

In dem angegebenen Gewichtsbereich ist die Wärmeleitzahl der harten Polyurethane im wesentlichen unabhängig vom Raumgewicht.

Bei der Herstellung kann die Reaktionsgeschwindigkeit und damit die Abbindezeit durch Veränderung des Aktivatorgehaltes und daa Raumgewicht durch Veränderung der Treibmittelmenge, z. B. Fluortrichlormethan, verändert werden. Beim Aufschäumen zu einer bestimmten Gestalt muß der Kunststoff in eine geeignete Form eingebracht werden. Bas Reaktionsgemisch durchläuft einen klebrigen Zustand und verbindet sich daher gut mit Deckmaterialienj nach der Volumenvergrößerung beginnt das System zu erstarren und ist nach kurzer Zeit erhärtet. Das Reaktionsgemisch kann gegossen oder stark aktiviert verspritzt werden. Die vernetzten harten Polyurethankunststoffe, z. B. Hartmoltopren, können durch kein Lösungsmittel gelöst werden, sind beständig gegen Wasser, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Mineralöle, verdünnte Säuren und Laugen, aber nicht wasserdampfdiffusionsdicht.

Bei Verwendung von aufgeschäumten Kunststoffen wurden bisher immer feststehende Formen benutzt, sei es, daß der Kunststoff in einer geschlossene Form durch ein©

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Öffnung oder zwischen zwei Wände eingebracht oder auf eine bereits bestehende Form aufgespritzt wird· Es sind z. B. Gebäude auf dem Markt, deren .Wände aus zwei Wellblechschichten bestehen, zwischen die ein Polyurethanschaumstoff zur Isolierung eingeschäumt worden ist. Die Bleche dienen bei der Fertigung als Form für den eingeschäumten Kunststoff und zur mechanischen Verstärkung. Auch die bereits erwähnten Fassadenverkleidungen und Dachplatte werden in einer Form aufgeschäumt, die den gewünschten Abmaßen entspricht; die platten können natürlich leicht zu kleineren zerteilt werden.

Die bei der Fertigung von Polyurethanschaumstoffteilen benutzte Schäummaschine besteht im wesentlichen aus Vorratsbehältern für die Komponenten, Dosierungspumpen, einem mit den Dosierungspumpen über Leitungen verbundenen

Misch- und Spritz- oder G-ießkopf und einem Kompressor für die Betriebsdruckluft ο

Im Betonbau ist es bekannt, zur Herstellung eines Gebäudes auf eine aufgeblasene Gummi- oder Kunststoffblase bestimmter Formgebung und Belastbarkeit, die auf einer Fundamentplatte angeordnet ist, zähflüssigen Beton bis zur Erreichung der gewünschten Wandstärke aufzuspritzen. Nach Erhärtung wird die Blase entlüftet und aus dem Geb-äude entfernt.

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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere von Gebäuden, Tanks, Silos oder dergleichen, aus schaumartigen, porösen und festen Kunststoffen, insbesondere aus mindestens zwei Komponenten addierten Polyurethan, anzugeben, das den Aufbau einer Form für den gewünschten Hohlkörper unnötig macht. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.

Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß die noch nicht erhärteten Kunststoffe zwischen zwei Formbacken oder zwischen eine Formbacke und eine bereits vorhandene Wandung eingebracht werden, dort zu einer Wandung aufschäumen und teilweise erhärten, wobei der Spritzkopf, Grieß- und/oder Mischkopf und die mit ihm verbundenen Formbacken bzw. Formbacke auf einer Bahn bewegt werden, die durch die gewünschte Form des Hohlkörpers bestimmt wird ο

Zur Erhöhung der Festigkeit kann ein Draht oder Band aus Kunststoff oder Stahl mit in die Wandung eingössen oder eingespritzt werden, wobei der Draht oder das Band beliebig zwischen der inneren und äußeren Oberfläche der Wandung angeordnet werden können. In die Wand kann auch ein Heizdraht eingegossen werden, falls die Wand aufgeheizt werden soll. Ebenso kann in die Wand ein Kunst-

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stoffschlauch oder -rohr für eine Wasserheizung oder -kühlung oder eine Fließwasserinstallation oder für ein Ituftventilationssystem eingebracht werden, wobei bei dem Ventilationssystem die Krischluft aus einer Düse austritt. Elektrische Installationsleitungen können ebenfalls ohne Mühe eingeschäumt werden. Beim Gießen oder Spritzen der Wand kann diese sowohl gleichzeitig auf beiden Oberflächen als auch auf einer Oberfläche mit einer als Außen- und/ oder Innenisolierung oder als "verlorene" Form dienenden und von Vorratsspulen abrollenden Folie versehen werden; so kann die Wand zur Verbesserung ihrer Oberfläche mit einem Überzug versehen werden. Da die aufgeschäumte Wandung nicht wasserdampfdiffuslonsdicht ist, ergibt sich, daß bei Kälteisolierung praktisch immer auf der wärmeren Seite eine Isolierung notwendig ist. Auch bei Wärmeisolierung ist zur Vermeidung der Wasserdampfkondensation eine Isolierung als Dampfsperre notwendig. Vorzugsweise greifen die Folienbänder schuppenartig übereinander. Die Überzüge werden z. B. aus glasfaserverstärkten Polyesterkunststoffen, Whiskers, aufsprühbaren Metallen oder Lacken aufgebaut, wobei diese auf die Folien aufgebracht werden oder als Ersatz für die Folien dienen können. Die aufsprühbaren Überzüge können gleich nach dem Freikommen der Oberfläche von den Formbacken aufgebracht werden, wozu auf der vom Spritzkopf abgewandten Seite der Formbacken Düsen angeordnet sind, aus denen,

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wenn nötig, auch Kühlluft auf die freikommende Wand
aufgeblasen werden kann, da großvolumige Teile mit
größerer Wandstärke sich durch die Reaktionstemperatur aufheizen können.

Die Forderung, eine Durchführung des Verfahrens zu
ermöglichen, erfüllt die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch, daß der Spritzkopf mit zwei Formbacken verbunden ist, von denen eine abnehmbar sein kann, und
die Vorrichtung mit Mitteln zur Führung des Spritzkopfes auf einer Bahn versehen ist, die durch die gewünschte Form des herzustellenden Hohlkörpers bestimmt ist.

Bei Hohlkörpern, insbesondere Gebäuden, Ställen oder dergleichen auf der einen Seite und Behältern, !Tanks, Schwimmbecken oder dergleichen auf der anderen Seite ist ein kreisförmiger oder kreisähnlicher Querschnitt von besonderem Vorteil. Ställe mit rundem Grundriß bieten
nach den bisher gemachten Erfahrungen infolge der
günstigen Klimaführung (Luftumwälzung) und Platzausnutzung besonders gute Voraussetzungen für eine Intensivhaltung

von Nutztieren, z. B. von Mastschweinen. Auch bei der Milchkuhhaltung hat sich die Melkanlage mit Drehboden ebenfalls als besonders vorteilhaft erwiesen, in deren einzelne Boxen die Kühe eingestellt werden und während des Drehens der Bühne gemolken werden. Weiterhin hat sich

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herausgestellt, daß die Zucht- und Mastergebnisse bei der Nutztierhaltung entscheidend von einer ausreichenden YJärme- und/oder Kälteisolierung der Ställe abhängig ist.

Bei Behältern und Tanks besitzt eine Anordnung mit kreisförmigem Querschnitt den Vorteil, daß der Druck sich gleichmäßig auf die Wandungen verteilte

Erfindungsgemäß werden daher die Maschinenteile, wie Komponentenbehälter, Dosierungspumpen, der Kompressor für die Betriebsdruckluft und das Instrumentenpult auf einer Haschinenplatte angeordnet, die um eine lotrechte Achse drehbar und auf einer Seite mit einem Ausleger verbunden ist ₀ wolsei der Ausleger um die Verbindungsstelle schwenkbar is«; iar.c ar« seines¹ Spitze

den Spritz- oder Gießkopf und die mit diesem verbundenen Formbacken trägt, von denen die abnehmbare am weitesten von der Anlenkstelle entfernt ist. (Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Ausleger so mit der Maschinenplatte verbunden sein, daß die waagerechte Anlenkachse die lotrechte Drehachse schneidet.)

Der Ausleger kann mittels eines Kolbenzylinderantriebe abgesenkt und angehoben werden,und mittels eines zweiten Kolbenzylinderantriebs kann seine Länge verändert werden.

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BAD

Die Maschinenplatte ist mit einer auf dem Boden aufliegenden Grundplatte über ein TeIeskopfverbunden, mit dem die Maschinenplatte angehoben und abgesenkt werden kann. Mit dem oberen Ende des Teleskops ist ein Zahnkranz verbunden, in den ein mit der Maschinenplatte verbundenes Ritzel eingreift und somit die Maschinenplatte relativ zu der Grundplatte drehen kann. Die einzelnen Bewegungen können auch mittels Gewinde oder Zahnstangen ausgeführt werden, mit denen elektromotorisch betriebene mit Gewinde versehene Bolzen bzw. Zahnräder zusammenarbeiten.

Durch Verstellen der Auslegerhöhe und der AuBiegerlänge, die Drehbewegung des Auelegers um die Drehachse der Maschinenplatte und das Anheben und Absenken der Maschinenplatte können kugelförmige, kugelartige, elliptische und andere Hohlkörper hergestellt werden, ja sogar welche mit fast eckigem Querschnitt. Der Mischkopf bewegt sich auf der Höhe der für den gewünschten Körper vorgeschriebenen Bahn und legt Schäumstoffschicht auf Schäumstoffsohloht, bis der Hohlkörper fertiggestellt ist.

Wird die Grundplatte darüberhinaus verfahrbar angeordnet, so können Hohlkörper mit weiteren neuartigen Querschnitten erstellt werden.

In der Nähe einer ieden Fonatoaoke ist ein Äbrollager zur

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Aufnahme einer Folienspule vorgesehen, wobei die abgewickelte Folie auf der Innenfläche der Formbacken aufliegt, so daß die Schaumstoffmasse zwischen die Folien gespritzt wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich die abrollende Folie schuppenartig über die bereits vorhandene lage legt. Weiterhin ist in der Nähe des Spritzkopfes ein Abrollager für die Verstärkungseinlagen und/oder ein Abrollager für den Heizdraht vorgesehen, wenn bei der Vorrichtung die eine Formbacke abnehmbar ist, so sind diese Lager vorzugsweise so angeordnet, daß die aufgesetzten Spulen nicht eine bereits vorhandene Wandung berühren können, wenn innerhalb der Wandung eine zweite Wandung hochgezogen wird. Zur Beschleunigung der

Reaktion der zwischen die Formbacken eingespritzten Komponenten können die Formbacken aufheizbar sein· Zur Beschleunigung des Abbindeprozesses sind auf der vom Mischkopf abgewandten Seite der Formbacken Luftdüsen vorgesehen, die ggfs. auch zum Versprühen von Oberzugsmaterial herangezogen werden können.

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sollen anhand eines Ausführungsbeispieles der Vorrichtung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden. Von den Figuren zeigern

Fig. 1 Bin» Seitenansicht der Vorrichtung,

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- 10 Figo 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3a eine verkleinerte Seitenansicht der Vorrichtung nach Erstellung eines zylindrischen Gebäudeabschnittes,

Fig. 3b eine verkleinerte Seitenansicht nach Fig. 3a nach Erstellung des auf dem zylindrischen Abschnitt aufsitzenden kugelartigen Daches,

Fig. 4a eine Aufsicht auf die Vorrichtung wie in Fig« 3a, Figo 4b eine Aufsicht auf die Vorrichtung wie in Fig. 3b,

Fig. 5 die Bahn des Mischkopfes bis zur Fertigstellung des Gebäudes nach Fig. 3b und Fig. 4b,

Fig. 6a einen vergrößerten Querschnitt durch eine teilweise aufgeschichtete einlagige Wandung,

Fig. 6b einen Querschnitt wie nach Fig. 6a, jedoch mit einer doppellagigen Wandung,

Fig. 7a einen nach dem Verfahren hergestellten offenen Behälter,

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Fig. 7b einen geschlossenen heizbaren Tank, Fig. 7c ein heizbares Schwimmbacken mit Überdachung, Fig. 7d ein halbkugelartiges Gebäude oder Stall.

Die Grundplatte 1 der Vorrichtung liegt fest auf dem Boden oder einem Fundament 2 auf und stützt sich mittels dreier aufschwenkbarer Stützen 3 auf dem Boden ab (Fig. 1 )e Die rechteckige Maschinenplatte 4 liegt auf Trägern 5a und 5b auf, die sich auf einer Schmalseite unter der Platte 4 hervorerstrecken. Auf der Platte 4 ist ein Behälter 6 für die eine Grundkonponente und ein Behälter 7 für die vernetzende Komponente angeordnet. Weiterhin sind auf der Platte in einem Gehäuse 8 ein Kompressor 9 für die Betriebsdruckluft, die Dosierungspumpen 10 und 11 und nicht weiter beschriebene Zusatzgeräte untergebracht. An den unter der Platte herausragenden Enden der Träger 5a und 5b ist ein z. B. in einer bekannten Gitterkonstruktion ausgeführter Ausleger 12 senkrecht zur Ebene der Maschinenplatte 4 schwenkbar angelenkt. Auf der Platte 4 ist zwischen den Trägern 5a und 5b an einer ■ in Richtung auf die Trägerenden aus der Plattenmitte heraus verschobenen Stelle eine an ihrem einen Ende mit der Maschinenplatte 4 und an dem anderen Ende mit der Grundplatte 1 eine Teleskopvorriohtung 13 vorgesehen, die

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mittels des Kompressors 9 hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist und die im nicht im Druck beaufschlagten Zustand in einer auf der Platte angeordneten Hülse 14 eingefahren ist, wobei die Hülse gleichzeitig als Sitz für die Bedienungsperson der Vorrichtung dienen kann. Am oberen Ende des drehfest mit der Bodenplatte 1 verbundenen Teleskops 13 ist ein Zahnkranz 15 befestigt. In diesem greift ein Ritzel 16 ein, das von einem fest mit der Maschinenplatte 4 verbundenen Motor oder Motorgetriebe 17 antreibbar ist, so daß bei arbeitendem Motor 17 die Maschinenplatte 4 relativ zur Bodenplatte 1 gedreht wird. An den unter der Maschinenplatte 4 herausragenden Enden der Träger 5a Und 5b ist ein Querträger 19 angebracht, auf dem ein Ständer 18 befestigt ist. Der Zylinder 20 eines mittels des Kompressors 9 betätigbaren Kolben-Zylinder-Abtriebes 21 ist an einem Querrahmen des Auslegers 12 und der Kolben 22 am Ständer 18 derart befestigt, daß der Ausleger 12 in die Ebene der Maschinenplatte 4 abgesenkt oder um einen Winkel von 90 ° gegen die Ebene nach oben geschwenkt werden kann» Der Ausleger 12 besteht aus zwei Abschnitten 12a und 12b, die mittels eines zweiten Kolben-Zylinder-Antriebes 23 gegeneinander verschiebbar sind, so daß die Gesamtlänge des Auslegers 12 veränderbar ist (Pig. 2). (Bei einer anderen Ausführungsform kann ein zweiter Kolben-Zylinder-Antrieb so angeordnet und die lageranordnung zwischen der Anlenkstelle und der

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Maschinenplatte so getroffen sein, daß der Abstand zwischen der Schwenkachse des Auslegers und der Drehachse der Maschinenplatte veränderbar ist.

Am oberen Ende des Auslegers 12 sind zwei ggfs. heizbare Formbacken 24 und 25 befestigt, deren Abstand gegeneinander verstellbar, von denen die Formbacke 25 abnehmbar und am weitesten von der Anlenkaohse entfernt ist. (Fig. 1, 2 und 6a). Die Baoken 24 und 25 sind an ihren Kanten leicht gewölbt, damit bei verändertem Sohwenkwinkel und damit verändertem Radius des Querschnittes parallel zum Boden die Backenkanten nicht in die gegossene bzw. gespritzte Wand einschneiden· Die Backen 24 und 25 können auswechselbar sein, so daß für verschiedene Zwecke Backen mit anderen Abmaßen und anderer Formgebung verwendet werden können. Die Länge kann z. B. bei längerem Ausleger größer sein als bei kurzem Ausleger. Weiterhin ist ein Spritz- und Misohkopf oder Grieß- und Mischkopf 26 derart befestigt, daß sie im Mischkopf 26 gemischten und aus dessen Düse 27 austretenden Komponenten schräg von oben zwischen die Endkanten der Backen 24 und 25 gespritzt werden. Dadurch werden lange Fließwege vermieden, die die mechanischen Eigenschaften der gegossenen Wandung verschlechtern, und die ' gegossene aufschäumende Kunststoffmenge verbleibt möglichst lange zwischen den sich mit dem Mischkopf 26 bewegenden Baoken·

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Senkrecht zur Ebene des Auslegers 12 und parallel zu den Ebenen der Backen 24 und 25 ist auf der Seite der Backe 24 ein festes Abrollager 28 und auf der Seite der abnehmbaren Backe 25 ein abnehmbares Lager 29 angeordnet, die mit dem Ausleger verbunden sind und zur Aufnahme von freilaufenden Spulen 30 und 31 dienen, auf die Folien 32 und 33 aus Plastik, Aluminium, Papier oder dergleichen aufgewickelt sind.

Die Achse eines weiteren Abrollagers 34 für eine Spule erstreckt sich parallel zur Ebene des Auslegers 12 auf der Vorderseite des durch die Backen bestimmten Gießraumes und ist so angeordnet, daß ein von der Spule 35 ablaufender

Verstärkungsdraht oder ein Verstärkungsband 36 oder ein Heizdraht 37, ein Kunststoffschlauch 37a oder eine E-Installationeleitung 37b unter einem kleinen Winkel mit Bezug auf die Auslegerebene und die Mittel des Grießraumes zwischen die Backen geführt werden kann, die Unterkanten der Spule 35 aber noch nicht die durch die Oberkanten der Backen 24-25 bestimmte Ebene berühren. Es ist auch möglich, zwei Spulen für jeweils einen Verstärkungsdraht oder ein -band und den Heizdraht 37 vorzusehen, falls beide in die Wandung eingebracht werden sollen.

Zwischen dtm Spritzkopf 26 und dem Gehäuse 8 bzw. den Dosierungepumpen 10 und 11 verlaufen Hochdruckschlauch-

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leitungen 40 und 41 für die Zuführung der beiden Grundkomponenten, die ggfso mit Zusätzen versehen sinde

Die Druck- und Mischverhältnisse, Betrieb der Kolben-Zylinder-Antriebe 21 und 23 und des Elektromotors bzw. Motorgetriebes 17 sind von.einem auf der Maschinenplatte 4 angeordneten Instrumentenpult 42 elektronisch steuerbar, in dessen Unterteil der Elektromotor 17 vorzugsweise angeordnet ist. Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen die Steuerung der Vorrichtung von außen erfolgt, d.h. von außerhalb des herzustellenden Gebäudes. Auch die Behälter 6 und 7, die Pumpen 10 und 11 und der Kompressor 9 können außerhalb aufgebaut sein, so daß die Komponenten und die Preßluft ins Innere zur Maschinenplatte geführt und dort mittels geeigneter Vorrichtungen dsm Mischkopf 26 bzw. den Kolben-Zylinder-Antrieben und dem Teleskop zugeführt werden.

Durchführung des Verfahrens und Betrieb der Vorrichtung.

Es soll die Herstellung eines aus einem heizbaren Zylinderabschnitt 43 und einem kugelartigen Dach 44 bestehenden Gebäudes beschrieben werden» Nachdem das Fundament 2 aus beton gegossen worden ist und abgebunden hat, wird die Maschine aufgebaut. Die Behälter 6 und 7 werden mit den Grundstoffen aufgefüllt, an den Dosierungspumpen 10 und das gewünschte Mischungsverhältnis eingestellt und der

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Kompressor 9 für die Druckluft angeworfen. Mit Hilfe des Kolben-Zylinder-Antriebes 21 wird der Ausleger 12 in die Ebene der Maschinenplatte 4 heruntergeschwenkt und mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Anordnung 23 zur Einstellung des gewünschten Durchmessers die Länge des Auslegers 12 verändert (Fig. 3a, 3b und 4a, 4b).

Der Abstand der Formbacken 24 und 25 wird entsprechend der Wandstärke 45 eingestellt, die durch die Statik und die gewünschten Isolierwerte bestimmt ist, z. B. 60 mm. Auf die Abrollager 28, 29 und 34 werden Spulen 30, 31 und 35 mit den gewünschten Folien und dem Draht aufgesetzt,und die Folien und der Draht werden zwischen die Formbacken, an ihnen vorbeigeführt und provisorisch an dem Fundament 2 befestigt. Dann werden über die Hochdruckleitungen 40 und 41 dem Mischkopf 26 die unvermischten Komponenten zugeführtι diese werden im Kopf vermischt und treten unter Druck aus der Düse 27 aus. Die Maschinenplatte 4 beginnt sich langsam zu drehen, so daß der bereits aufgeschäumte und zum großen Teil abgebunden habende Kunststoff auf der vom Spritzkopf 26 abgewandten Seite von den Formbacken 24 und 25 freikommt.

Die Länge des Auslegers 12 wird während der Drehbewejing nicht verändert, jedoch wird der Arbeitsdruck im Teleskopf 13 stetig erhöht, so daß der Abstand der Maschinenplatte

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von der Grundplatte 1 sich kontinuierlich vergrößert. Die Reactions- und Abbindezeit der Komponenten ist so eingestellt (z. B₀ 30 Sekunden), daß die einzelne aufgebrachte Schicht 46 beim Freikommen von den Formbacken und 25 bereits mechanisch fest genug ist, um die Form zu halten und ein Ablaufen von Kunststoffmasse über den Hand der darunterliegenden Schicht zu vermeiden. Nach einer Umdrehun-g der Vorrichtung ist die Schicht bereits so hart, daß ohne Schwierigkeiten die nächste. Schicht 46a über die alte Sohicht 46 geschichtet werden kann; pro Schicht werden vorzugsweise 10 bis 30 mm aufgetragene Bei diener ÜberSchichtungshöhe baut sich auf den angrenzenden Flächen, d.h. auf der Oberfläche der darunter» liegenden Schicht 45 und den Innenflächen der Backen und 25 nur geringerer Druck auf. Die Haftung der neuen Schicht,46a auf der alten Schicht 46 ist ausgezeichnet und mindestens so hoch wie die Festigkeit der Schicht 46.

Der Zylinderabschnitt 43 wird dadurch aufgebaut, daß sich der Mischkopf auf einer spiralförmigen Bahn mtb konstantem Durchmesser nach oben bewegt (Fig« 5)· (Ss ist aber auch eine Bewegung des Mischkopfes auf einer Kreisbahn mit unstetigem Anheben des Mischkopfθβ denkbar).

Da das B«aktioneg«ai«oh «inen klebrigen Zustand durch läuft, haften di· beiden Folitn 32 und 33 an der ting·-

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brachten Masse feet und spulen frei von den Spulen 30 und 31 ab. Die Anordnung ist vorzugsweise so getroffen, daß sich die einzelnen Folienbänder beim Abwickeln schuppenartig übereinanderlegen (Pig. 6a)* Die Folien dienen als Außen- und Innenschutz der Oberfläche und als Wasserdampfsperre, da - wie bereits erwähnt - die Polyurethane, wie z.B. Moltopren, nicht wasserdampfdiffusionsdicht sind. Wegen des klebrigen Zwischenzustandes werden der Verstärkungsdraht 36, der Heizdraht 37» das Kunststoffrohr 37a und die elektrische leitung 37b besonders gut in die Masse eingebettet. Die Spule 35 kann so auf dem Abrollager 34 laufen, daß die Drähte je nach Wunsch näher an der Außen- oder Innenseite der Wandung 45 liegen. Die DUsen 38 und 39 kühlen die beim Weiterdrehen der Formbacken freikommende Wandung 45 ab, oder aus ihnen wird gleich ein Überzug auf die Oberfläche der Wandung gespritzt, so daß man die Wandung durch die Folien 32 und 3? und/oder einen Überzug schützen kann. Die !Tätigkeit des Spritz- oder Grießkopf es 26 kann mittels einer Jernsenkaaera 53, die am Ausleger 12 befestigt ist und Bit dem Kopf umläuft, und eines Monitors 54) am Instrumentenpult verfolgt werden» so" daß z. B. bei ausbleibendem Zufluß des Beaktionsgemisches die bahnbestimmenden Bewegungen der !faschine von der Bedienungsperson unterbrochen werden können| dies kann aber auch duroh eine den Zuflu* abtastende Liohtsohranke 55 bewirkt werden«

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BAD ORIGINAL

Hat der zylindrische Gebäudeteil 43 die gewünschte Höhe erreicht, wird das Teleskop nicht mehr verlängert, die Heizdrahtspule abgenommen und der Anschluß nach außen geführt, wenn nur der untere zylindrische Teil 43 heizbar sein soll. Während der Drehung der Maschinenplatte wird nun der Ausleger 12 mittels des pneumatisch oder hydraulisch betätigten Kolben-Zylinder-Antriebes 21 stetig verkleinerndem Radius nach oben? dabei wird unter Umständen die Vorschubgeschwindigkeit des Kopfes 26 verringert, damit die frisch aufgetragene Schicht 46a die nötige Festigkeit aufweist, wenn die nächst folgende Schicht aufgetragen wird. Die in der Kuppel verbleibende Öffnung 47» deren Radius dem Abstand Anlenkachse des Anlegers lotrechte Drehachse der Maschinenplatte 4 entspricht, wird dann z. B. durch eine durchsichtige Teilkuppel verschlossen. Der Durchmesser dieser Dachöffnung kann verkleinert werden, wenn der entsprechende Abstand der Anlenkachse von der Drehachse verkfeinert wird, öffnungen 48 für Fenster und Türen, Tankeinlässen oder ähnlichem brauchen bei dem Spritzvorgang nicht berücksichtigt zu werden, weil diese leicht mit einem aufheizbaren Messer in die fertiggestellten Wände hineingeschnitten werden können·

Erfordern die verwendeten Kunststoffe eine bestimmte Umwelttemperatur, ao kann der Hohlkörper in einem aufblasbaren Zelt erstellt werden, in dem die gewünschte

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Temperatur gehalten wird. Bei den aus zwei -Komponenten addierten Polyurethanen liegt dia günstigste.Temperatur bei 18°. ■

Andere Beispiele sind ein offener zylindrischer Tank 49» der mit einem Fundament 2 aus Beton fest verbunden ist

(Pig. 7a). Das nächste Beispiel zeigt einen geschlossenen Behälter 50, dessen Anschluß durch ein gleichzeitiges

" stetiges Hochsehwenken des Auslegers 12 und einstetiges Absenken des Teleskops 13 herstellbar ist (Fig. 7b). Dieser Tank ist heizbar, weil z. B. zähflüssige Mineralöle nach einem Aufheizen leichter abfließeno Hierbei ist anzumerken, daß das Reaktionsgemisch so eingestellt werden kann, daß der fertige Schaumstoff selbstverlöschend bis nicht brennbar ist. Als Verbundbaustoff in einer nicht brennbaren Deckschicht ist der Schaumstoff schwer entflammbar. In dem Behälter können also auch brennbare Substanzen gelagert werden. Das nächste Beispiel (Pig. 7c) zeigt einen in den Boden eingelassenes Schwimmbecken 51 mit einer Überdachung, das zur Temperierung des Wassers ebenfalls beheizbar ist. Der als Beispiel gezeigte halbkugelartige Hohlkörper kann als Gebäude oder Stall 52 benutzt werden (Pig. 7d). Die Oberflächen der Hohlkörper sind entweder durch die aufgebrachte Folie isoliert,oder es werden auf dem ausgehärteten Schaumstoff Überzüge aus glasfaserverstärktem Polyesterkunststoffen, Whiskers und/oder aufsprüh-

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baren Metallen und Lacken aufgetragen "bzw. aufgebracht,

wodurch neben Farbeffekten gute Oberflächenhärtung und Schlagfestigkeit erzielt wird. Bs sind aber auch beide Behandlungsmethoden mögliche

Soll noch eine weitere Schicht als Innenschicht 45a aufgebracht werden, so wird die Backe 25 abgenommen und die Länge des Auslegers 12 auf den der Dicke der zweiten Schicht entsprechenden Wert verkleinerte Daneben beginnt der Dreh- und Anhebevorgang aufs Neue (Pig. 6b). Zur Erhöhung der Isolierung wird nach Wunsch die weitere Schicht 45a mit Abstand von der zweiten aufgeschäumt,

wobei die-Backe 25 allerdings wieder aufgesetzt werden muß.

Die nach diesem Verfahren hergestellten Gebäude besitzen eine ausreichende mechanische Festigkeit, gute Isoliereigenschaften und lassen sich mit der beschriebenen Vorrichtung leicht und schnell und im Vergleich zu anderen Bauweisen sehr viel billiger erstellen. Damit eignet sich diese Bauweise aus wirtschaftlichen Gründen besonders für unterentwickelte Länder und aus Gründen der Zeit und der Wirtschaftlichkeit für den Aufbau von Notunterkünften nach Katastrophen, wie z. B. Erdbeben oder Überschwemmungen und für militärische Zwecke. Die aus zylindrischen und kugelartigen Abschnitten zusammengesetzten Gebäude sind

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besonders leicht zu errichten. Außerdem können fertige Gebäude für den Transport segmentartig zerschnitten werden, an dem Wiederaufbauort werden diese wieder verklebt .

Mit dieser Vorrichtung lassen sich rationell u.a. Stallgebäude für die Landwirtschaft errichten, die einen kreisförmigen Grundriß aufweisen? diese Stallform weist - wie in der Einleitung bereits aufgezeigt - große Vorteile auf. Die Stallatmosphäre und die Weiterung haben auf die Wandung 45 keine Einwirkung, da die Polyurethan-Kunststoffe als witterungsbeständig zu bezeichnen sind ο Hartmoltopren z« Bo verfärbt sich bei direktem Einfluß von Sonne, Regen und Schnee dinkelbraun und wird nur in einer Oberflächenschicht spröde, verändert aber nicht seine mechanischen Eigenschaften. Bei Oberflächenbehandlung tritt diese Erscheinung nicht auf. Ein

weiterer Vorteil ist, daß die Ställe-auf einfache Weise mittels des in die Wand eingegossenen Heizdrahtes auf einer für die Tiere, insbesondere die Jungtiere erforderlichen Temperatur gehalten werden können.

Die Erfindung ist nicht, nur auf aus zwei Komponenten addierte Kunststoffe beschränkt, deren Komponenten in einer Mischvorrichtung vermischt werden müssen, sondern schließt alle die Stoffe ein, die nach dem Austreten aus einer Düse oder

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ähnlichem an der Luft erhärten. Die Größe der Erhärtungsoder Abbindegeschwindigkeit bestimmt die Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung, d.h. bei schneller abbindenden Stoffen kann die Vorschubgeschwindigkeit höher gewählt werden als bei Stoffen mit kleiner Brhärtungsgeschwindigkeit»

Der Wert der Geschwindigkeit soll eine möglichst rasche Herstellung des Hohlkörpers erlauben.

Der definierte Raum, in dem die Stoffe soweit erhärten oder abbinden, daß eine Pormveränderung nicht mehr möglich ist, wenn die Substanz ae dem definierten Raum herausgenommen wird, ist bei dem Ausführungsbeispiel durch die Formbacken bestimmt; andere Anordnungen erscheinen möglich·

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3AD OBSGlNAL

Claims

Patentansprüche t

Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere Gebäuden, Behältern, Ställen, aus schaumartigen, porösen und festen Kunststoffen, insbesondere aus mindestens aus zwei Komponenten addierten Polyurethanen, die nach dem Verlassen der Düse eines Spritz-, Gieß- und/oder Mischkopfes erhärten, dadurch gekennzeichnet, daß die noch nicht erhärteten Kunststoffe zwischen zwei Formbacken (24, 25) oder zwischen eine Formbacke und eine bereits vorhandene Wandung eingebracht werden, dort zu einer Wandung aufschäumen und teilweise erhärten, wobei der Spritzkopf-, Gieß- und/oder Mischkopf (26) und die mit ihm verbundenen Formbaeken bzw. Formbacke auf einer Bahn bewegt werden, die durch die gewünschte Form des Hohlkörpers bestimmt wird«

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zwei Formbacken (24, 25) oder zwischen die eine Formbacke (24) und die Wandung (45) zur Erhöhung der Festigkeit ein Draht oder ein Band (36) eingebracht und mit dem Kunststoff umspritzt wird, wobei der Draht oder das Band (36) beliebig zwischen der inneren und äußeren Oberfläche der Wandung (45) angeordnet wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Formbacken (24, 25) oder zwischen die Formbacke (24) und die Wandung (45) ein Heizdraht (37), ein Kunststoffrohr (37a) und/oder eine leitung (37Ta) der elektrischen Installation eingebracht und mit dem Kunststoff umspritzt werden»

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Backen (24» 25) oder zwischen die eine Formbaeke (24) und die Wandung (45) so zwei Folien (32, 33) oder eine (32) eingebracht werden, daß die Folien (32, 33) außen auf der aufgeschäumten Wandung (45) liegen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Folien (32 j 33) schuppenartig übereinander gewickelt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Wandung (45) zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften Überzüge aufgebracht werden.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Wandung (45) sofort nach dem Freikommen an der oder den Formbaoken

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mittels der Düsen (38, 39) behandelt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Wandung (45) sofort nach dem !Freikommen zur Beschleunigung des Abbindeprozesses und des Abköhlvorganges mit Luft beblasen werden.

9. Vorrichtung zur lurehführimg des Verfahrens nach

Anspruch 1 mit im wesentlichen mindestens zwei Vorratsbehältern für die zu addierenden Komponenten, zwei Dosierungspumpen, einen mit diesen über Leitungen verbundenen Misch- und Spritzkopf und einem Kompressor, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf (26) mit zwei Formbacken (24, 25) verbunden ist und die Vorrichtung mit Mitteln (15, 16, 21, 23) zur führung des Spritzkopfes (26) auf einer Bahn versehen ist, die durch die gewünschte Form des herzustellenden Hohlkörpers (43, 44) bestimmt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacke (24) fest mit dem Mischkopf (26) verbunden ist, während die Formback© (25) abnehmbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken heizbar und/oder aus-

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter (6, 7) die Dosierungspumpen (10, 11) und der Kompressor (9) auf einer mit einem Instrumentenpult (42) versehenen Maschinenplatte (4) angeordnet sind, die um eine lotrechte Achse drehbar und mit einem Ausleger (12) verbunden ist, wobei der Ausleger (12) um die Verbindungsstelle schwenkbar ist und an seiner Spitze den Spritzkopf (26) und die Formbacken (24, 25) trägt, von denen die abnehmbare am weitesten von der Anlenkstelle entfernt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß tfie Vorratsbehälter (6, 7), die Dosierungspumpen (10, 11) und der Kompressor (9) und ein Bedienungspult (42) von einer Maschinenplatte (4) getrennt angeordnet sind, die um eine lotrechte Achse drehbar und mit einem Ausleger (12) verbunden ist, wobei der Ausleger (12) um die Verbindungsstelle schwenkbar ist und an seiner Spitze

den Spritzkopf (26) und die Formbacken (24, 25) trägt, von denen die abnehmbare am weitesten von der Anlenkstelle entfernt ist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Mischkopfes (26) eine Fernsehkamera (53) und in der Nähe des Bedienungspultes (42) ein Monitor (54) angeordnet ist und/oder in der Nähe der Düse (27) eine lichtschranke (55) vorgesehen ist.

15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Anlenkachse des Auslegers (12) die lotrechte Drehachse der Maschinenplatte (4) schneidet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Führung des Spritzkopfes (26) ein mit dem Ausleger (12) und einem auf die Maschinenplatte (4) tragenden Trägern (5a und 5b) mittels eines Querträgers (9) angeordneten Ständers (1Θ) verbundenen pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylinder-Antrieb (21) umfassen.

17· Vorrichtung naoh einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Führung des Spritzkopf es (26) einen im aus ewei !Heilen (12a und 12b) "bestehenden Ausleger (12) eingebauten Kolben-Zylinder-Antrieb (23) zur Verlängerung oder Verkürzung der Auslegerlänge umfassen.

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18e Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, daduroh gekennzeichnet, daß die Mittel zur Führung des Spritzkopfes (26) einen mit einer auf dem Boden aufliegenden Grundplatte (1) drehfest verbundenen Zahnkranz(15)
umfassen, in den ein von einem Motor oder einem Motorgetriebe (17) auf der Maschinenplatte (4) angetriebes Ritzel (16) eingreift.

19o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Masohinenplatte (4)
und der Grundplatte (1) eine pneumatische oder
hydraulische Teleskopvorrichtung angeordnet ist, deren Achse mit der Drehachse der Maschinenplatte (4)
ζ u saminenf ällt»

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Teleskop (13) ein mit der
Maschinenplatte (4) verbundenes Gehäuse (14) aufweist, das als Sitz für die Bedienungsperson der Vorrichtung dient.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor oder das Motorgetriebe (17) in dem unteren

Absohnitt des Instrumentenpultes (42) angeordnet
iat.

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22o Torrichtung naoh einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1).mit ausschwenkbaren Stutzen (3), vorzugsweise drei, versehen ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Auslegers (12) in der Nähe des Mischkopfes (26) ein Abrollager (34) für eine Spule (35) vorgesehen ist, auf der das 'Verstärkungsband oder der Verstärkungsäraht (36) aufgewickelt sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 23» dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Auslegers (12) in der Nähe des Mischkopfes (26) ein Abrollager (34) für eine Spule (35) vorgesehen ist, auf der der Heizdraht (37) das Kunststoffrohr (37a) oder die leitung (37b) der elektrischen Installation aufgewickelt ist.

( 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Gestells in der Nähe des Mischkopfes neben Jeder lormbacke (24, 25) je ein

Abrollager (28, 29) für Spulen (30, 31) vorgesehen sind, auf die Polie aufgewickelt ist, wobei die abgewickelte Folie auf der Innenseite der Formbaoken aufliegt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Auslegers (12) in der

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Nähe einer ^eden lormbaeke (24 bis 25) ein mit der Backe verbundener Satz von Düsen (38» 39) zum Aufblasen von Luft oder zum Versprühen von versprühbaren Substanzen angeordnet sind.

27· Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der aufgeschäumten Wandung (45) ein Heizdraht (37)» ein Kunststoffrohr (37a) und/oder eine leitung (37b) der elektrischen Installation angeordnet ist«

28. Hohlkörper nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (45) ein Draht oder Band (36) aus Kunststoff oder Stahl angeordnet ist.

29· Hohlkörper nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wand aus einer äußeren Schicht (45) und mindestens e'iner inneren Schicht (45a) besteht«

3Oo Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 bis 29, daduroh gekennzeichnet, daß die Wand (45) mit schuppenartig übereinandergreifenden iPolienbändern (32} 33) bedeokt ist.

31. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (45) mit einem Überzug versehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

32. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 Ms 31, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung (45) öffnungen (48) für Fenster, !Türen, lankanschlüsse oder dergleichen
vorgesehen sind.

33. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 "bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (48) und beim Her-Stellungsprozeß verbleibende öffnungen (47) mit einem
lichtdurchlässigen Material verschlossen sind ο

34. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 bis 33ι dadurch gekennzeichnet, daß der Grundriß und die Schnitte
parallel zu diesem Grundriß kreisförmig sind.

35. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß er aus verleimten Segmenten eines
einstückig gegossenen Hohlkörpers aufgebaut ist.

36. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 27 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außenschicht (45) und die Innenschicht (45a) nicht berührenο