DE1942524C - Verfahren zur Herstellung thermisch geschäumter Formteile - Google Patents

Description

men eines silikatischen Materials wie Glas, Ton,

schäunifähige Mischung kann auch zwischen allseits ₂₀ Schlacke, Bims, Basalt u. dgl. in Abmischung mit umschließenden Metallbändern erhitzt werden, wobei natürlichen und/oder künstlichen Treibmitteln unter sie unter vollständiger Raumausfüllung zwischen den Anwendung einer Temperatur, bei der das vorge-Metallbändern aufschäumt. Hierbei ist es nachteilig, formte Material pyroplastisch erweicht. Das Vcrfahdaß die Formen oder Mctallbänder wegen der teil- ren hat sich als sehr wirtschaftlich erwiesen, beseitigt weise sehr starken Temperaturbelastung aus einem 35 die vorstehend aufgezeigten Nachteile, und ist diiteuren Material bestehen müssen und daß sie wegen durch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter der hohen thermischen Belastung einem schnellen Weise aufbereitete und zu Formteilen wie Platten, Verschleiß unterliegen. Die Formen bzw. Metallbau- Stränge od. dgl. vorgeformte Material mit Hilfe eines der müssen zur Vermeidung des Anklebens der Luftkissens durch einen geeigneten Durchlaufofen schäumfähigen Mischung während der thermischen ₃₀ transportiert und gleichzeitig aufgeschäumt wird, wo-Erweichung mit einer Trennmittelschidit überdeckt bei das Luftkissen durch eine Vielzahl von Luftströwerden. Die Formen und Metallbänder verursachen men gebildet wird, die aus der Boden- und gegebenenfalls den Seitenflächen des Durchlaufofen austreten und deren Drücke, Strnmungsrichtiing uiul

kann, als die Wärmemenge, die für den eigentlichen ₃₅ Strömungsgeschwindigkeit gegebenenfalls nach Zonen Schäumvorgang benötigt wird. Die fertig geformten unterteilt regel- und einstellbar sind.
Teile müssen in einem gesonderten Arbeitsgang aus
den Formen bzw. von den -Metallbändern entformt

relativ hohe Kosten, weil sie Wärme aus dem Schäumofen austragen, die unter Umstünden größer sein

werden. F.rst dann können die Formen bzw. MetallDurch das erfindungsgemäße Verfahren sind die bei den bekannten Methoden auftretenden Schwierigkeiten bzw. kostenverursachenden Verfahrens

bänder zur Neubeschickung an den Eingang des ₄₀ schritte in einfacher Weise vermieden. Insbesondere Schiiumofens zurücktransportiert werden. Das Ent- _{ist es} günstig, daß die herkömmlichen schweren formen und der Rücktransport ist insbesondere bei Transportvorrichiungcn durch den Ofen vermieden geschlossenen Formbehältern sehr arbeitsaufwendig. _wcrden, die bekanntlich wegen dei hohen Tempera-Zur Vereinfachung des Schäumvorganges wird turbeanspruehung und der teuren Materialien un-

wirtschaftlich sind. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet insbesondere auch, daß die Transporlvorrichlungen beim Durchlaufen des Schäumofens das volle Temperalurwechsclspiel bekannter Schäumvorgänge erfahren und dadurch einer starken thermi-

nach einem weiteren Verfahren Jie pulverförmiger Scliiiummischung in einem senkrecht siehenden Schacht schichtweise aufgetragen und durch Einwirkung von Wärme auf die obere Sdiiilllliiche schichtweise aufgeschäumt. Mit fortschreitendem Anvvadi

*en des Schaumes bewegt sich der dadurch gebildete .v> sehen Wcchsellcjjiperatiirbelastung unterworfen wer-

rarig durch Einwirkung der Schwerkraft in dein Schacht nach linien, sobald eine neue Lage der Kcliäiimmischiiug aiii der letzten, schon geschäumten Schicht aufgebracht wird. Nach diesem Verführen pg

den. Durch cfie Vermeidung mechanisch-bewegter Transportvorrichtungen wird der mechanische Verschleiß eliminiert. Es entfallen weiterhin die üblichen Trennmittel, welche sowohl einen hohen Arbcilsauf-

g ,

erhiilt man eine lagenweise Scliaumslriiklur, weil in ns wand verursachen, wie auch die Oberfläche der fertig jdr Schiht in iiiiicrhidlidTinrliirinwir hät Fil i Utäd ii

jeder Schicht eine unterschiedliche Tcmperalureinwirkuii}.' erfolgt. Durch die I laflrcibungdcs aufgeschäumten, bei der SchäumlcmpcMliir thermoplastischen StNiHgCS und durch das Verkleben des Schaumes an der Scliiichlwaiid kommt es zu einer Zerstörung der Zcllsliiikliir des Scliiiiimes ,-111 ikr Außenseite des I iiiniliiij's. Dadurch entsteht eine stark zerklüftete Oliiilliiclic, welche einen hohen Verschnitt verursacht. Ni 11 Ii einem weiteren Verführen wird die scliiiiimbiiH Mischung mil Wasser oder mil anderen bindenden /usiil/i'ii versetzt und zu Uoliliiigcn niif einer fresse 1 »de 1 einer Schiieckeiiinesse wngcforml. Die weiden anschließend auf einer lliilcilagc geschäumten Formteile unter Umständen verunreinigen. Die Erfindung bewährt sich insbesondere bei dem früher sehr aufwendigen kontinuierlichen Schäumen eines endlosen Sinniges, bei dem die Formteile mit den erforderlichen Abmessungen erst nach dem Aufschäumen geschnitten werden.

In der Kugel hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das vorgeformt Malcrial mit einem solchen Luftkissen durch den Ofen /11 transportieren, das durch voicfhilzlc Druckluft, die durch einen vorzugsweise uns keramischem Material bestellenden Siebboden des llieimolens austritt, gebildet wird, wobei die Formteile auf dem Luftstrom aufschwimmen und

durch axial gerichteten Druck durch den Ofen ge- sie von dem Luftkissen auf der ganzen Fläche gleichschoben werden. Wenn es bei vielen Materialien auch mäßig unterstützt werden und deshalb nicht auf Unmöglich ist, die Formteile oder den endlosen Material- gung beansprucht werden. Sie können d-shalb mit strang einfach durch das Luftkissen den Ofen durch- niedrigen Kosten hergestellt werden,
laufen zu lassen, so hat es sich insbesondere in 5 Die Unterlageplatten bestehen zweckmäßig aus Fällen, bei denen das zu schäumende Material bei der Asbestpappe oder einer Pappe, die aus Mineralfasern Schäumtemperatur stark pyroplastisch ist, bewährt, mit Hilfe an sich bekannter Bindemittel hergestellt die Formlinge auf eine leichte Unterlage zu legen und wird. Diese kartonförniigen Unterlageplatten lassen sie zusammen mit der Unterlage in der erfindungs- sich in der Regel mit so niedrigen Herstellungskosten gemäßen Weise durch den Schäumofen zu transpor- io fertigen, daß auf eine arbeitsaufwendige Entformung tieren. Hierdurch wird es mit Sicherheit vermieden, und Wiederverwendung dieser Unterlagen verzichtet daß infolge der Druckluft sich auf dem pyroplasti- werden kann.

.sehen Material kanalförmige Vertiefungen oder glok- Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Va-

kenförmige Ausbeulungen zeigen, durch welche die riante der Erfindung wird die Unterseite der zu

erhitzte Luft des Luftkissens unter Umständen in 15 schäumenden Formteile bzw. des zu schäumenden

unkontrollierter Weise seitlich entweicht, so daß das Materialstranges dadurch verfestigt, daß an dieser

aufzuschäumende Material mit der luftdurchlässigen Unterseite eine Produktionshaut höherer Festigkeit

Bodenplatte des Schäumofens in Berührung kommt erzeugt wird. Die Verfestigung der Unterseite erfolgt

und dort zu Verklebungen führt. beispielsweise dadurch, daß auf die Unterseite des

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ao Rohlings eine dünne Schicht einr;s Materials mit eröffnet der Herstellung und Anwendung geschäum- einer höheren Eiweichungstcmperatur aufgebracht ter Formlinge neue oder bisher nur auf unwirtschaft- wird, welche zweckmäßig durch Einwirkung der liehe Weise erziclbare Herstellungs- und Anwen- Wärme im Schäumofen noch zusätzlich ausgehärtet dungsgehicle, insbesondere, wenn es sich um wird. Geeignete Materialien für eine solche Vertrennmittelfrcie I jrmstücke handelt. Der Gedanke, 25 festigung der Unterseite sind z. B. Tone mit einem Stück- und Schüttgüter unter Verwendung eines geeignet gewählten Erweichungspunkt, eine dünne, Luftkissens zu transportieren, wurde bisher lediglich in den Rohling eingepreßte Schicht aus Mineralfasern bei Schüttgutförderrinnen angewa dt, wobei die zu rnit geeigneter Erweichungstemperatur oberhalb der transponierenden Schüttgüter durch einen Luftstrom Schäumtemperatur des Rohlings, Aluminiiimphosder fein verteilt durch die Bodenplatte der Fördcr- 30 phate oder sonstige Bindemittel, wie sie bei der Herrinne in den Förderraum eindringt und das Schüttgut stellung von feuerfesten Materialien in bekannter fluidisiert, das in diesem Zustand in Längsrichtung Weise verwendet werden, Qupr/- oder Kalkmehl der Förderrinne transportiert wird. Es ist auch schon "· dgl.

vorgeschlagen worden, keramische Platten mit Hilfe Es hat sich besonders bewährt, die Verfestigung

eines erhitzten Luftstromes innerhalb einer Brenn- 35 der Unterseite durch eine solche Produktionshaut /u

kammer in der Schwebe zu halten, jedoch waren erzielen, welche innerhalb des Schäumofens unter

diese Versuche eng auf die jeweiligen Anwendungen dem Einfluß der Wärme und des Gases durch das

beschränkt. Bei dem Versuch, schäumbare Silikat- Luftkissen entsteht. Es ist hiermit der Vorteil vcr-

materialien der erfindungsgemäßen Art auf einem bunden, daß sich auch die während des Aufschäu-

solchcn Luftkissen aufzuschäumen, trat die Schwie- 40 mcns mit dem dadurch verbundenen seillichen

rigkeit auf, daß das Material beim Übergang vom Wachstum der Formteile bzw. des Stranges neu cut-

fcuchlplastischeii Zustand des Rohlings in den pyro- stehenden Teile der unteren Begrenzungslläche ver-

plaslischen Zustand des Schäumkörpers völlig aus- festigen.

trocknet, bevor es pyroplastisch erweicht und auf- Nach einer weiteren beispielhaften und zwcck-

scliäuml. Auf diese Weise erhielt man nur Teil- 45 mäßigen Ausführung der Erfindung kann die Produk-

slücke, die durch Schwund- und Trockenrisse in dem tionshaut auch dadurch erzeugt werden, daß das

ausgetrockneten Zustand durch Zerfall entstanden Aufschäumen des Materials in einer Schicht der

sind. unteren Begrenzungslläche in geeigneter Weise ver-

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungs- mieden wird. Diese Bildung einer nicht aufgcschiiumgcmäßcn Verfahrens besteht, wie bereits erwähnt, 50 ten, kompakten und damit festen Schicht auf tier darin, daß die Rohlinge der aufzuschäumenden Unterseite läßt sich /.B. beim Aufschäumen mit Formkörper bzw. der aufzuschäumende Material- einem organischen oder kohlenstoffhaltigen Treibstrang bei Eintritt, in den Schäumofen auf eine geeig- mittel durch oberflächliches Ausbrennen dieses Treibnete Unterlagcplatte gelegt werden, welche mit dem mittels bewerkstelligen. Besonders vorteilhaft läßt Formkörper bzw. mit dem Strang auf dem Luftkissen 55 sich die nicht aufgeschäumte Produktionshaut bei den Schiiumofcn durchläuft. Durch diese Unterlage* Silikatmaterialien erzeugen, welche F.isenoxyde in der plane wird es mit Sicherheit vermieden, daß die zweiwertigen Oxydalioiisslufc enthalten. Es hai sich Forinieile bzw. der Strang im Falle einer möglicher- gezeigt, daß durch ein oxydierendes Luftkissen eine weise eintretenden Austrocknung bruchanfällig wer- Oxydation dieser Eiseiioxyde eintritt, die in Verbinden und in diesem Zwischenzusland auseinander- 60 dung mit dem Ausbrennen ties Treibmillcls eine Pmbreehcn. Durch die Unterlage kann weiterhin vermie- cluktionshaiil ausreichender Festigkeit ergibt,
den werden, daß auf der Unterseite des Schäumkör- Die verfestigte Produktionshaul liu.ll sich cilinpcrs durch die Luftströme Verformungen auftreten, diingsgemiiß auch dadurch erzielen, dall durch Einweiche durch seilliche Ablenkung der Druckluft ilen wirkung tier Wärme und tier Luft au tier Unterseite l.iClkissciilransport unmöglich machen würden, fis der Formlinge bzw. ties aufzuschäumenden Si ranges Gegenüber herkömmlichen Verfahren brauchen die die bei tier Schäiimtemperalur eiilsleheitdc C ·Ι;ι*.|·Ιι:ι^ο nach dieser Variante der Erfindung angewandten ties auf/iiscliiiiimendeu Materials rekrisiallhu 11 und Uiilci lagc|ilallen lediglich eine geringe Festigkeit, weil dadurch eine bis /u höheren Temperature!! iesiv Ma-

Icriiilschicht erzeugt wird. Geeignete Zuschlüge zur schiiumfühigen Mischung, die in oxydierender Alniosphiirc eine erhöhte Krisüillisationsgcscliwiudigkcit hervorrufen, sind von der Technik der Glasherstellung bekannt und für sich gesehen nichi Gegenstand der Erfindung.

Hs wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Eilindung erstmalig das Aufschäumen von endlosen Strängen in rationeller Weise ermöglicht. Durch die Anwendung der beschriebenen Ausführungsbeispiele ίο des neuen Verfahrens unter Ausbildung einer verfestigten Unterseite des Materialslranges läßt sich ein solcher endloser Strang eines silikatischen, durch thermische Erweichung hergestellten Schaumes ohne mitbewcglc formgebende Werkzeuge oder Formvorrichtungen fertigen. Beim Aufschäumen eines allseits freien Stranges tritt nun die Schwierigkeit auf, daß die Abmessungen des Stranges beim Beginn des Schäumvorganges in allen Richtungen anwachsen. Insbesondere setzt auch ein Längenwachstum des ao Stranges ein, der beim Aufschäumen eines derart sich verformenden Stranges zwischen mitbewegten, allseits umhüllenden Transportbändern zu großen Scl?\vierigkcitcn führt, weil diese Transportbänder das Längenwachstum nicht mil vollziehen können. Hier gewährleistet nun das erfindungsgemäße Aufschäumen auf einem Luftkissen die erforderliche freie Beweglichkeit auch in Längsrichtung.

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Durchlaufschäumofcn weist als wesentlichen Teil eine für die Luftströmung des Luftkissens in dem erforderlichen Maß durchlässige poröse Bodenplatte auf, über welcher die Formteile bzw. der zu schäumende Strang frei schwebend gleiten. Diese poröse Bodenplatte kann beispielsweise aus an sich bekannten porösen feuerfesten Steinen oder aus bekannten feuerfesten Wabengittern bestehen. Das Gas des Luftkissens wird zweckmäßig vorerhitzt und tritt dann mit der erforderlichen Temperatur in den Ofciiraum ein. Die Erhitzung des Gasstromes erfolgt beispielsweise vor dem Durchtritt durch den porösen Herdboden in Brennkammern oder Muffeln. An der Aufpabcscitc des Durchlaufofens können die Formteile z. B. einzeln auf das Luftkissen aufgeschoben werden oder die Beschickung erfolgt durch ein Beschickungstransportband oder eine sonstige geeignete Vorrichtung. Am Auslauf des Ofens kann ebenso das fertige geschäumte Formteil mittels eines Aiislrage-Transporlbandcs aus dem Ofen herausgeführt werden. Der axiale Vorschub der Formteile b/w. des Schaumstrangcs im Ofen erfolgt entweder durch Schub der einzelnen Formteile gegeneinander von der Ofeneinlaufscile her oder durch ein Gefälle des Ofenbodens in Malcrialflußrichtung.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formtcilcn durch thermisches Verschäumen eines silikatischen Materials wie Glas, Ton, Schlacke, Bims, Basalt u. dgl. in Abmischung mit natürlichen und/ oder künstlichen Treibmitteln unter Anwendung einer Temperatur, bei der das vorgeformte Material pyroplaslisch erweicht, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise aufbereitete und zu Formlcilcn wie Platten, endlose Stränge u. dgl. vorgeformte Material mit Hilfe eines Luftkissens durch einen geeigneten Durchlaufofen transportiert und gleich/eilig aulgeschüuml wird, wobei das Luftkissen durch eine Vielzahl von erhitzten Luftströmungi-n gebildet wird, die mis der durchlässigen pornVn Bodenplatte und gegebenenfalls den Seitonlliiche-n des Durchlaufofen* austreten und tieren Drücke, Strümiingsrichiung und Strömungsgeschwindigkeit gegebenenfalls nach Zonen unterteilt regel- und einstellbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man das vorgeformte Material mit einem solchen Luftkissen durch den Ofen transportiert, das durch vorerhitzte Druckluft, die durch einen vorzugsweise aus keramischem Material bestehenden Siebboden des Brennofens austritt, gebildet wird, wobei die Formteile auf dem Luftstrom aufschwimmen und durch Schub der einzelnen Formteile gegeneinander und/odei durch ein Gefälle des Ofenbodens in Material· flußrichtung transportiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile bzw. der endlose Materialstrang auf leichten Unterlageplatten auf dem Luftkissen den Schäumofen durchlaufen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Untcrlageplatten aus Asbest- und/oder Mineralfasern mit einem geeigneten, an sich bekannten Bindemittel verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Unterseile der Formlinge bzw. des endlosen Stranges mit einer Produktionshaut aus Ton, Mineralfasern, Aluminiumphosphat, Quarz- oder Kalkmchl verschen wird, deren Festigkeit bei der Schäumtemperatur höher ist als diejenige des schl'umbarcn Materials und die so vorbereiteten Formlinge auf dem Luftkissen durch den Ofen transportiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Unterseite der Formlinge bzw. des endlosen Stranges mit einer solchen Produktionshaut versehen werden, die eine höhere Erweichungstemperatur bcsitzl als das schäumfähige Material.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Unterseite der Formlinge bzw. des endlosen Stranges eine Produklionshaut aufweist, die mit an sich bekannten Bindemitteln wie Aluminiumphosphaten u. dgl. rngereichert ist, welche bei Anwendung der Schäumlcmpcratur erhärten.

H. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Unterseite 'let Formlinge bzw. des endlosen Stranges eine durch den Einfluß der Ofentemperatur und der Ofenatmosphäre nicht aufschäumende Produktionslinie aufweist, die z, B. durch Ausbrennen des Treibmittels, durch Oxydation mehrwertiger Oxyde ir dem schäumfähigcn Material od. dgl. erzeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens auf der Unterseite der Formlinge bzw. des endlosen Stranges eine Pfoduktionshaut gebildet wird, in welcher die bei der Erwärmung des schäumfähigen Materials ,vJ Scliäumtemperatur entstehende Glasphase gatr/ oder teilweise rckritlki