DE19727129A1

DE19727129A1 - Verfahren zur Herstellung von geschäumten Dach- und Wandelementen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19727129A1
Application number: DE19727129A
Authority: DE
Inventors: Peter Schulz
Original assignee: VAW ALUFORM SYSTEM TECHNIK GMB
Current assignee: VAW ALUFORM SYSTEM TECHNIK GMB
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschäumten Dach- und Wandelementen insbesondere metallischen Deckschichten aus Aluminium, Kupfer, Zink und Stahl, wobei ein Polyurethan-Feststoffmaterial auf ein Grundelement aufgebracht wird und eine schaumbildende Reaktionsmischung über einen Misch kopf und ein Schäumportal mit dem Polyurethan-Feststoffmaterial in Kontakt gebracht wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE-OS 43 22 601 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hartschaum-Formkörpern auf Polyurethan-Basis bekannt. Dabei wird Polyurethan-Feststoffmaterial auf ein Grundblech aufgebracht, bevor die schaumbildende Reaktionsmischung über einen Mischkopf und einem Schäumportal mit dem Polyurethan-Feststoffmaterial in Kontakt gebracht wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des be kannten Verfahrens ist vorgesehen, daß auf ein als Trapezblech ausgebildetes Grundblech Feststoffteilchen in einer Größe von 30 mm aufgelegt und darüber ein Schaum geblasen wird, der die Fest stoffteilchen umhüllt.

Bei Anwendung des bekannten Verfahrens auf die Herstellung von Dach- und Wandelementen aus Aluminium besteht das Problem, eine ausreichende Festigkeit zwischen den eine metallische Randschale bildenden Aluminiumteilen und dem mit Feststoffteilchen gefüll ten Schaum herzustellen. Es hat sich gezeigt, daß nicht in allen Fällen eine homogene Verteilung der Feststoffteilchen und eine allseitige Umhüllung mit Polyurethan-Schaum zu erreichen ist, die erforderlich ist für eine ausreichende Stabilität der Dach- und Wandelemente.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von geschäumten Dach- und Wandelementen, insbesondere aus Aluminium, Stahl oder anderen metallischen Deckschichten, anzugeben, mit dem eine ausreichende Verbundfestigkeit, insbesondere in den Randzonen der rechteck förmigen Elemente erreicht wird und die eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Delamination und Korrosion besitzen.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale erreicht. Es hat sich gezeigt, daß durch eine geänderte Reihenfolge der Zugabe von Feststoffen und flüssigen Schaum bildner in Kombination mit einer geeigneten Temperaturführung die Fertigung hochbelastbarer Dach- und Wandelemente ermöglicht wird. Dabei ist es erforderlich, die Hartstoffkomponenete unter Druck in den bereits ausgeschäumten Rechteckquerschnitt der Dach- und Wandelemente einzubringen und die einzelnen Bestand teile der die Randschale der Dach- und Wandelemente bildenden Bleche solange zu führen bis sich ein ausreichend steifer Rahmen gebildet hat.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn als Material für die Elemente oder Streifen Aluminium als Werkstoff verwendet wird. Dann las sen sich wegen der guten Verformbarkeit des Aluminiums die Mate rialrollen mit hohen Fertigungsgeschwindigkeiten verarbeiten. Das Produkt ist biegesteif und wegen des geringen Gewichts auch bei Leichtbau-Konstruktionen einsetzbar. Die Verwendung von Stahl ermöglicht eine noch höhere Festigkeit und gleichzeitig eine gute Schweißbarkeit des erfindungsgemäßen Produkts.

Grundsätzlich kann die Antriebsbewegung der Elemente während der Fertigung unabhängig von der Bewegung des Mischkopfes oder des Schaumportals erfolgen. Es ist aber für die Automatisierung vorteilhaft, wenn beide Bewegungen synchronisiert werden, so daß die Fehlerquellen reduziert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei spiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 Draufsicht auf das erfindungsgemäße Verfahren während der Herstellung eines Dach- und Wandelementes;

Fig. 3 Kastenförmiger Rahmen bzw. Randschale.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem oberen und unte ren Plattenband 1, 2, die als Anlageflächen für das Grundblech 3 und das Oberblech 4 dienen. In den Spalt zwischen Ober- und Untergurt bzw. zwischen Grundblech und Oberblech ragt eine Gieß harke 5, über die Feststoffpartikel in einen aufsteigenden Schaum 6 aus einer flüssigen Reaktionsmischung 7 eingeblasen wird.

Oberhalb der Gießharke 5 befindet sich das Druckrohr 8 für die Zugabe von festen Polyurethan-Feststoffpartikeln 9. Der schraf fiert angegebene Streubereich 10 ist nach oben und unten auf dem Grundblech 3 bzw. dem Oberblech 4 durch eine tonnenförmige Düse begrenzt.

In der Draufsicht nach Fig. 2 ist das Grundblech 3 mit seitli chen Begrenzungen zu erkennen, die als Papierrandstreifen bzw. Folie 10, 11 oder als Dichtungsband ausgebildet sein können. Die seitlichen Begrenzungen 10, 11 zusammen mit dem Grundblech 3 und dem Oberblech 4 bilden einen kastenförmigen Rahmen, der in Fig. 3 schematisch dargestellt ist.

In das Innere des kastenförmigen Rahmens bzw. der Randschale wird die schaumbildende Reaktionsmischung über die Gießharke 5 eingegeben. Oberhalb der Gießharke ist das Druckrohr 8 zu erken nen an dessen Mündung eine Tonnendüse mit Abschirmblechen 12, 13 angeordnet ist, die den Streubereich des Druckrohres seitlich begrenzt. Damit soll erreicht werden, daß in die Randzone 14, 15 des Rahmenprofils 17 keine Feststoffteilchen gelangen.

In Fig. 2 ist ferner die seitliche Führung für das Grundblech 3 zu erkennen. Die Führung besteht aus zwei seitlichen Platten bändern 16, 18. Zwischen den seitlichen Plattenbändern 16, 18 und dem Grundblech 3 laufen die seitlichen Begrenzungen 10, 11 über Haspelrollen 19, 20 ein. Die Haspelrollen 19, 20 sind an Trägern 21, 22 befestigt, die mit jeweils einer Vorschubein richtung 23, 24 für Andrückeinrichtungen 25, 26 ausgestattet sind. Mit den Andrückeinrichtungen 25, 26 kann der für eine gewisse Haltezeit erforderliche Andruck aufgebracht werden, so daß die seitlichen Begrenzungen 10, 11, z. B. Folien, Papier streifen oder dergleichen, mit dem austretenden Schaum verklebt werden können. Die Andrückeinrichtungen 25, 26 bestehen vorzugs weise aus Borsten, Filzmaterial oder einem anderen elastischen Material.

Die Gießharke 5 ist an einem Schäumportal 27 befestigt und oszi liert über die gesamte Breite des Grundbleches 3. Zur flüssigen Reaktionsmischung 7 hin ist die Gießharke 5 über Schläuche 28, 29 verbunden.

Der Behälter für die Polyurethan-Feststoffpartikel 9 ist über einen Schlauch 30 mit dem Druckrohr 8 verbunden, wobei das Druckrohr 8 in eine tonnenförmige Düse 31 mündet. Die Düse trägt an ihrer Öffnung 32 zwei seitliche Abstrahlbleche 12, 13, die den Streubereich der aus dem Druckrohr 8 austretenden Feststoff partikel begrenzen.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß beim Abwickeln des Grundbleches 3 von der Rolle 33 die Gießharke 5 über die gesamte Breite des Portals 27 verfahren werden muß. Dies erfolgt über eine Steue rung (nicht dargestellt), die gleichzeitig dafür sorgt, daß auch die Führungsflächen (Plattenbänder 1, 2 und 16, 18) synchron mitlaufen. Es ist vorteilhaft, wenn mit der oszilierenden Bewe gung der Gießharke 5 auch die Kugeldüse bzw. das Druckrohr 8 über das Grundblech 3 bewegt wird. Dabei ist ein seitlicher Randstreifen 14, 15 auf dem Grundblech 3 von den Feststoffparti keln freizuhalten, damit eine dauerhafte Verklebung in den Rand zonen zwischen dem Schaum und den seitlichen Begrenzungen 10, 11 erfolgt.

Eine weitere Möglichkeit (nicht dargestellt) besteht in der mittigen Anordnung der Gießharke, so daß der Schaum über die gesamte Breite des Bleches gleichzeitig austritt. Dann muß das Druckrohr verschiebbar sein, damit die Feststoffpartikel über die gesamte Breite im Schaum verteilt werden können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von geschäumten Dach- und Wand elementen, wobei ein Polyurethan-Feststoffmaterial auf ein Grundelement aufgebracht wird und eine schaumbildende Re aktionsmischung über einen Mischkopf und ein Schäumportal mit dem Polyurethan-Feststoffmaterial in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zuerst die schaumbildende Reaktionsmischung auf das Grundelement aufgebracht und durch ein Deckelement abge deckt wird,
daß die beiden seitlichen Öffnungen zwischen Dachelement und Grundelement von zwei seitlich zugeführten Randstreifen abgedeckt werden,
daß in den zwischen den Deck- und Grundelement sowie den seitlichen Randstreifen aufsteigenden Schaum das Polyuret han-Feststoffmaterial unter Druck eingegeben und bei erhöhter Temperatur mit der schaumbildenden Re aktionsmischung stoffschlüssig verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement und die Deckelemente aus Aluminium werkstoffen bestehen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randstreifen aus Aluminium bestehen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randstreifen ebenfalls wie die Grund- und Deck elemente mit der schaumbildenden Reaktionsmischung ange schäumt und danach solange gehalten werden bis in der Grenzfläche zur Reaktionsmischung eine Verfestigung einge treten ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung über einen oszilierenden Misch kopf eingegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethan-Feststoffe über die gesamte Breite der Deck- und Grundelemente unter Druck eingegeben werden, wobei lediglich eine schmale Randzone von 1 bis 5 cm frei gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszilation des Mischkopfes und des Schäumportals mit einem Antrieb für den horizontalen Transport der Deck- und Grundelemente gekoppelt ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszilationsbreite des Mischkopfes und des Schäum portals kleiner ist als die Gesamtbreite des Deck- und Grundelementes.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Führungsflächen oder Führungsrollen für Grundelement, Deckelement und zwei seitliche Randstreifen vorhanden sind,
daß die Grundelemente, Deckelemente und seitliche Rand streifen über diese Führungsflächen bzw. Führungsrollen kontinuierlich zu einem rechteckförmigen Querschnitt zu sammengeführt werden, so daß eine Randschale entsteht,
daß in einer Einlaufzone für die Randschale eine Gießharke für die Zugabe der schaumbildenden Reaktionsmischung an geordnet ist, die über die gesamte Breite des Dach- und Wandelementes osziliert,
daß oberhalb der Gießharke eine Einblasvorrichtung für die Polyurethan-Feststoffe angeordnet ist und
und daß die Bewegung der Gießharke, die Bewegung der Ein blasvorrichtung und die Vorschubbewegung für Grundelement, Deckelement und Randstreifen miteinander gekoppelt sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblaßvorrichtung eine seitliche Abschirmung auf weist zur Einstellung eines Streuwinkels für das Polyuret han-Feststoffmaterial.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus zwei seitlichen Prallblechen und Anschlägen für die oszilierende Bewegung der Einblaßvor richtung besteht.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblaßöffnung in Vorschubrichtung mit einer Fokus sierung für die Polyrethan-Feststoffmaterialien angeordnet ist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für Grundelement, Deckelement und seitli chen Randstreifenprofilen auf Rollen, Haspeln oder der gleichen aufgerollt ist und beim Herstellen der geschäumten Dach- und Wandelemente kontinuierlich abgezogen wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus Blechen und die Streifen aus Papier oder Kunststoff bestehen.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus Aluminiumblech oder Stahlblech beste hen.