DE2316860B2 - Verfahren zum Herstellen von dreidimensional verstärkten Isolationsblöcken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von dreidimensional verstärkten lsolationsblöcken, wobei mehrere X- und y-Rahmen hergestellt und an ihnen in gleichen Abständen und parallel zueinander verlaufende Fäden befestigt werden, daß diese Rahmen abwechselnd so gestapelt werden, daß die .Y-Fäden und die y-Fäden in rechten Winkeln zueinander verlaufen,, daß dann mehrere Z-Fäden senkrecht zwischen die X- und y-Fäden eingeführt werden, daß dann die Rahmenanordnung mit dem dreidimensionalen Fasernetzwerk in ein schäumbares, verfestigungsfähiges Isolationsmaterial eingetaucht und das Material verfestigt wird, worauf die Rahmen von dem Block entfernt, werden.

Ein solches Verfahren ist in der US-PS 33 22 86« beschrieben. Nach diesem bekannten Verfahren wird das vorbereitete dreidimensionale Faisernetzwerk in ein Bad, beispielsweise aus Polyurethan, vor dem Schäumen eingetaucht, wonach das Material ausgehärtet oder auf andere Weise verfestigt wird. Nach dem Aushärten wird so ein Block erhalten, der durch ein dreidimensionales Gitterwerk aus Fasern oder Fäden verstärkt ist. Ein solcher Block kann zu Platten zerschnitten oder in gewünschter Weise ausgestaltet werden.

Das zeitraubende Einführen der Z-Fäden in und durch den Rahmenstapel wird mittels Nadeln durchgeführt, so daß dieses bekannte Verfahren für die Massenproduktion nicht sonderlich geeignet ist Darüberhinaus besteht die Gefahr, daß die Fäden an den Nadeln reißen. Es läßt sich also nur sehr umständlich ein Produkt herstellen, das mit anderen kryogenischen Isoliermitteln wettbewerbsfähig ist

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der oben umrissenen Art anzugeben, mit welchem fadenverstärkte Isoliermittel für gewerbliche Zwecke, beispielsweise für verflüssigtes Methan befördernde Tankschiffe und für Speicherbehälter hergestellt werden können und welches bei der Massenproduktion unter erheblicher Herabsetzung der Herstellungskosten eingesetzt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Z-Fäden vor dem Einführen zwischen die X- und y-Fäden versteift werden.

Vorteilhaft werden in die gitterförmigen Ofkiungen zwischen den X- und y-Fäden als Führung für die

ίο versteiften Z-Fäden Röhren eingeführt, die nach dem Einführen der Z-Fäden wieder entfernt werden.

Die in der Z-Richtung verlaufenden versteiften Fäden werden zweckmäßigerweise beim Einführen in die Röhren mittels Kämmen ausgerichtet

'S Der wesentliche Vorteil dieses erfindungsgemäßen Vorgehens liegt darin, daß durch Versteifen der vertikal oder in der Z-Richtung einzubringenden Fäden sowie ihr Einbringen in die gitterförmigen Offnungen der X- und y-Rahmen diese Fäden genau ausgerichtet werden

μ und in dieser Lage auch während des Verschäumungsvorganges verbleiben, ohne dabei technisch aufwendige Mittel benutzen zu müssen.

Die Rahmen bestehen aus Pappe, Kunststoff oder aus anderen nur einmal zu gebrauchenden Werkstoffen und werden mit einer Säge oder einem Schneidwerkzeug nach dem Schäumer· des Isoliermaterials entfernt so daß die Rahmen für einen nochmaligen Gebrauch nicht gereinigt zu werden brauchen.

Die Z-Fäden werden mit einem versteifenden Harz

beschichtet und in die Rahmenanordnung mit Hilfe von Röhren eingeführt Anschließend wird die Rahmenanordnung mit dem dreidimensionalen Fasernetzwerk in das Isolationsmaterial eingetaucht so daß die Fäden zu einem massiven dreidimensionalen Isolierblock verbunden werdea

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 schematisch die Verfahrensschritte bei der

to Herstellung der X- und y-Rahmen,

Fig.2 eine senkrechte Schnittansicht durch zwei gestapelte Rahmen,

Fig.3 perspektivisch die zum Eintauchen in das Isoliermaterial fertig zusammengesetzten X-, Y- und Z-Rahmen,

Fig.4 schematisch die Verfahrensschritte bei der Herstellung der Anordnung aus den versteiften Z-Fäden,
F i g. 5 schematisch das Ausrichten der Z-Fäden und deren Einführen in die X- Y- Rahmenanordnung,

F i g. 6 (a—h) schematisch die einzelnen Arbeitsstufen vom Einführen der Z-Fäden bis zum Befreien des fertigen Isolierblockes mit dreidimensionaler Verstärkung von den zu beseitigenden Rahmen.

Nach F i g. 1 wird von einer Vorratsrolle Wellpappe 10 abgezogen, und mittels einer Stanze 12 werden quadratische Felder ausgestanzt so daß ein Rahmen zurückbleibt Zu dieser Zeit sind die einzelnen Rahmen voneinander nicht getrennt und .in Form eines

6ö zusammenhängenden Streifens weiterbefördert An der nächsten Bearbeitungsstation durchwandern die oberen und unteren Streifen 14, 16 der Rahmen obere und untere Klebstoffwalzen 18, 20, bevor die Rahmen die Fasern bzw. Fäden aufnehmen.

An der nächsten Bearbeitungsstation wird von einer Spulenanordnung 22 eine obere Reihe Fäden unter einer Walze 24 und einer Andruckwalze 26 hindurchgeführt Von einer weiteren Spulenanordnung 28 werden

Fäden Ober eine Walze 30 und eine Andruckwalze 32 hinweggedrückt Diese Stränge werden gegen die Ober- und Unterseite der Pappstreifen 16, 18 gepreßt Die Walze 34 und das Förderband 36 halten die Rahmen in Bewegung, bis die Fäden und die Rahmen von einer Schneidvorrichtung 38 zerschnitten werden. Die Rahmen werden dann so gestapelt, daB deren Fäden abwechselnd in der X-Richtung und V-Richtung verlaufen; wie bei dem Rahmen 40, dessen Fäden 42 über die öffnung 44 in der einen Richtung verlaufen, und wie bei dem Rahmen 46, dessen Fäden über die Öffnung 50 rechtwinklig zu den Fäden 42 des Rahmens 40 verlaufen. Die X- und y-Rahmen sind einander gleich mit der Ausnahme, daß sie um 90° gegeneinander gedreht sind.

In Fig.2 ist eine Schnittansicht durch einen X-Rahmen 40 und einen y-Rahmen 46 gezeigt Bei dem Jf-Rahmen 40 verlaufen die oberen und unteren Fäden 42 quer über den unteren Querstreifen 52 und dem oberen Querstreifen 54, während mit Drehung um 90° der y-Rahmen 46 die oberen und unteren Fäden <?8 aufweist, die an den Seiten über der öffnung 50 verlaufen.

In F i g. 3 ist ein Stapel solcher X- und y-Rahmen 40 und 46 gezeigt Die Fäden sind in gleichen Abständen in einer Anzahl von ungefähr 217 oberen Fäden und ungefähr 217 Fäden pro Meter Breite über der öffnung des Rahmens verteilt Wie ferner in F i g. 3 gezeigt ist, erstreckt sich ein Z-Rahmen mit den Z-Fäden nach unten in die X- y-Rahmen hinein. Die Herstellung dieser Anordnung wird unter Hinweis auf F i g. 4 beschrieben.

Die Einordnung der Z-Fäden in die gestapelten Y- y-Rahmen ist weitaus schwieriger als die Herstellung der X- y-Rahmen. Die Z-Fäden sollen in die quadratischen Löcher eingeführt werden, die von den X- und y-Rahmen gebildet sind. Dabei soll die Entfernung der Fäden von Mitte zu Mitte ungefähr 4,75 mm betragen. Nach einem Verfahren werden die Fäden eines A"-Rahmens oder eines Y-Rahmens in ein Epoxidharz eingetaucht und zum Aushärten gebracht, um die Fäden zu versteifen. Der Rahmen wird dann zur Hälfte durchgeschnitten, und die steifen Fäden werden dann immer noch von einer Kante des Rahmens in der Gebrauchslage gehalten. Bei dem in F i g. 4 dargestellten anderen Verfahren werden die Fäden 56 kontinuierlich durch ein Harzband 58 hindurchgeführt und bei einer Temperatur von etwa 150⁰C ungefähr während einer Minute in einem Ofen 60 ausgehärtet Danach werden von Walzen 64 gegen die Fäden in Abständen seitliche Streifen 62 gepreßt, wonach die Fiiden mit einer Klinge 66 abgeschnitten werden. Es ergaben sich steife Fäden 68, die an dem einen Ende durch einen seitlichen Streifen 70 miteinander verbunden sind. Diese werden dann zu einer Anordnung zusammengestapelt und können in die X- Y-Rahmenanordnung eingeführt werden.

Das Einführen der Z-Fäden erfolgt mit Hilfe einer in Fig.5 dargestellten Röhrenanordnung 72, die eine Vielzahl von auf Abstand stehenden Röhren 74 umfaßt, die sich aufwärts durch die gitterförmigen öffnungen zwischen den X- und y-Fäden erstrecken. Dabei weist ein Rahmen X 76 Fäden 78 auf, die in einer Richtung verlaufen, während die Fäden eines Rahmens y78 in einer anderen Richtung verlaufen. Ein Z-Rahmen 80 mit einer Anzahl von Z-Streifen 70, deren Z-Fäden 68 nach

ίο unten verlaufen, wird entsprechend angeordnet, wobei die Z-Fäden mit Hilfe von Kämmen 82 und 84, die an den Fäden 68 von oben nach unten geführt werden, so ausgerichtet werden, daß sich die Z-Fadenenden 86 über den Röhren 74 befinden, in welche die Fäden dann

is eingeführt werden. Nachdem der Z-Rahmen 80 abwärts bewegt ist und die Z-Fäden 68 in die Röhren 74 eingeführt worden sind, wird die Röhrenanordnung 72 zurückgezogen, wonach die Z-Fäden in der X-y-Rahmenanordßung in senkrechter Lage zurückbleiben. Dies ist in F i g. 3 dargestellt, in welcher . äe Z-Streifen 70 immer noch an der Gebrauchsstelle sini KJemmittei wie die waagerechten Glieder 88, die an senkrechten Gliedern 90 befestigt sind, halten die X-, Y- und Z-Rahmen für die Schäumung des Isolierstoffes zusammen.

In F i g. 6 ist der Ablauf der Arbeitsvorgänge von der Einführung der Z-Fäden in die A"-y-Fadenkonstruktion bis zum Entfernen der X- y-Rahmen gezeigt In F i g. 6a ist die X-V-Rahmenanordnung 90 und viie unter dieser befindliche Röhrenanordnung 92 kurz vor dem Einführen der Röhren 94 gezeigt Oberhalb dieser befindet sich die Z-Fädenanordnung 96. In F i g. 6b ist die Röhrenanordnung 92 nach deren Bewegung nach oben gezeigt während die Z-Fadenanordnung in ihrer Lage verbleibt.

Nach F i g. 6c ist die Z-Fadenanordnung 96 abgesenkt, so daß deren Fäden durch die Röhren hindurchgeführt worden sind. In F i g. 6d ist die gesamte Anordnung nach dem Entfernen der Röhrenanordnung gezeigt, während in Fig.6e die Befestigungsmittel gezeigt sind, die die gesamte Anordnung zusammenhalten, so daß diese als Form dienen kann. In Fig.6f ist das Einfüllen eines Kunststoffschaumgemisches 100 in eine Wanne 102 dargestellt, auf die nach F i g. 6g die Form aufgesetzt wird, so daß letztere beim Schäumen des Materials nach oben gefüllt und die X-, Y- und Z-Fäden eingebettet werden. Da die Z-Fäden nur am oberen Teil aufgehängt sind, wird das Aufschäumen des Materials von unten her nicht behindert Es kann daher ein Schaumstoffblock mit einer geringeren Dichte erzeugt werden, so daß die Materialkosten abgrsenkt und die Isolationsgüte verbessert werden können. In F i g. 6h sind Linien 104,106« 108 und UO dargestellt, die senkrechte Ebenen be-tinr.nen, an denen ein Schneidwerkzeug entlanggeführt wird, um den fertigen verstärkten Isolationsblock von den Rahmen uiid von der nicht mehr benötigten Form zu befreien.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprache:

1. Verfuhren zum Herstellen von dreidimensional verstärkten Isolationsblöcken, wobei mehrere X- und y-Rahmen hergestellt und ari ihnen in gleichen Abständen und parallel zueinander verlaufende Fäden befestigt werden, daß diese Rahmen abwechselnd so gestapelt werden, daß die A'-Fäden und die y-Fäden in rechten Winkeln zueinander verlaufen, daß dann mehrere Z-Fäden senkrecht zwischen die X- und y-Fäden eingeführt werden, daß dann die Rahmenanordnung mit dem dreidimensionalen Fasernetzwerk in ein schäumbares, verfestigungsfähiges Isolationsmaterial eingetaucht und das Material verfestigt wird, worauf die Rahmen von dem Block entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Z-Fäden vor dem Einführen zwischen die X- und y-Fäden versteift werden.

2. Verfahr fen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däS in die gitterförssigcn öffnungeil zwischen den X- und y-Fäden als Führung für die versteiften Z-Fäden Röhren eingeführt werden, die nach dem Einführen der Z-Fäden wieder entfernt werdea

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Z-Richtung verlaufenden versteiften Fäden beim Einführen in die Röhren mittels Kämmen ausgerichtet werden.