DE2353056A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines hohlstreifens aus kunstharz - Google Patents

Description

Patentanwäi/te Dipl.-Ing. F Wsickmann,

. ■ .Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

16.32T-F

H/Ba/bgr

THE DOW CHEMICAL· COMPANY

2030 Abbott Road, Midland, Michigan, V. St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlstreifens

aus Kunstharz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung bzw. zum Aufbringen eines Hohlstreifens aus Kunstharz.

Reaktive Schäume werden zur Herstellung von Wandstrukturen üblicherweise in Form vieler Streifen oder Schleifen, vorzugsweise in Helix-Spiralen, aufeinander aufgebracht. Derartige Strukturen lassen sich aus vorgeformten Kunststoffschaumstreifen herstellen, die hierzu miteinander verschweißt oder verklebt werden, oder aber man bringt nacheinander ' Streifen aus schäum- und härtbaren Kunststoffen, z.B. aus Polyurethanharz-Komponenten, aufeinander auf. Eine besonders vorteilhafte Verfahrenstechnik besteht darin, die den ürethanschaum bildenden Komponenten in einer üblicherweise

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rechteckigen Umfassung auszuschleudern. Drei Seiten der Umfassung können hierbei durch bewegliche Bänder gebildet werden, während die vierte Seite aus einer bereits abgeschiedenen Schaumschicht bestehen kann. Der erhaltene Streifen liegt in Form einer hohlen, rechteckigen Röhre vor, die gegebenenfalls eine innen verlaufende Längsöffnung aufweist. In manchen Fällen sind derartige öffnungen wünschenswert, da sie sich z.B. zum Verlegen von elektrischen Leitungen oder anderen Versorgungsleitungen oder zur Zirkulation von Heiz- bzw. Kühlluft eignen. Die Durchtrittsöffnung kann bei der Herstellung einer Struktureinheit auch mit Vorteil dazu verwandt werden, mit Hilfe eines Wärmeaustauschmediums die Härtung des aufgetragenen Schaumes zu beeinflussen. Die Herstellung eines Hohlstreifens von gleichförmiger Geometrie ist jedoch insbesondere unter den verschiedenen Anwendungsbedingungen äußerst schwierig. Bereits geringe Temperaturschwankungen verursachen große Dimensionsänderungen der Innenhohlräume. Oft tritt eine als "Suring" bezeichnete Erscheinung auf, bei der der Schaum zwar in zylindrischer Form abgeschieden wird, die Durchtrittsöffnung jedoch abwechselnd eng und weit und in manchen Fällen vollständig verschlossen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber der US-PS 3 443 276 verbessertes Verfahren zur Herstellung bzw. zum Auftragen schaum- und härtbarer Materialien in Streifenform zu schaffen, bei dem unabhängig von den jeweiligen Durchführungsbedingungen eine relativ gleichförmige Durchgangsöffnung entsteht. Aufgabe der Erfindung ist ferner die Schaffung einer Vorrichtung zug: Durchführung dieses Verfahrens.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Her-

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Stellung eines-Höhlstreifens aus Kunstharz durch im allgemeinen radiales Ausbringen eines schäum- und härtbaren Kunstharzes aus einer zentral angeordneten A bgabeyorrdchtung in eine periphere Abdämmvorrichtung und anschließendes Schäumen und Härten des Kunstharzes, das dadurch gekennzeichnet ist» daß man zumindest während des. Anfangstadiums der Härtung eine im Kunstharz rotierende-Vorrichtung einsetzt»

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur * Durchführung dieses Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch einen schaumabgabeköpf mit einem Rahmen> der mindestens zwei Schaumabdämmvorrichtungen aufweist/ einen Antrieb, der die Abgabevorrichtung mit bestimmter Geschwindigkeit vorantreibt* einen Verteiler mit einer Ablenkvorrichtung, die schäum- und härtbares !Kunstharζ innerhalb der Abdämmvorrichtung verschleudertV sowie einen drehbaren, Üblicherweise am Verteiler befestigten Porn und ein Antriebsmittel für den Dorn. '

In Fig. 1 ist di^ erfindungsgemäße .Schaumauftragung schematisch dargestellt.Fig.2 zeigt einen schematischen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Schaümauftragkopfes.

In Fig. 1 ist schematisch die Herstellung einer Struktur 10 mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wiedergegeben. Ein Arbeitskopf 11 scheidet in Spiralen Kunststoff-Schaümmaterial zur Bildung der Struktur 10 ab. Der Kopf 11 bewegt sich hierbei in Richtung des Pfeiles. Innerhalb der Struktur 10 ist zentral eine Drehachse 12 angeordnet, an der ein Arm oder Baum 13 befestigt ist. Das. eine Ende 14 des Baumes" 13 ist mit der Drehachse 12 so verbunden, daß der Baum 13 verschiederie WinkelStellungen einnehmen kann. Das zweite Ende 15 des Baumes 13 "ist über ein Gelerik am Auf- _„

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auftrag kopf 11 befestigt. Eine bewegliche Kraft- und Materialstation 17 ist abseits der Struktur 10 angeordnet. Verschiedene Leitungen 19, 20, 21 und 22 stellen die Verbindung zwischen der Kraft- und Materialstation 17 und dem Schaum auf trag kopf 11 her. über eine Hebevorrichtung 23 läßt sich die Position des Kopfes 11 bzw. des Bäumendes 15 in vertikale'r Richtung verstellen. Die Versorgungseinheit kann auch an jedem anderen geeigneten Punkt, z.B. an der Drehachse 12, angebracht werden.

Beim Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung werden die erforderliche Energie und das schäumbare Material durch die Leitungen 19, 20, 21 und 22 über nicht gezeigte Drehgelenke von der Kraft- und Materialstation 17 zur Drehachse 12 gebracht. Der Arbeitskopf ist so konstruiert und angeordnet, daß er den bereits bestehenden Teil der Struktur 10 greift und sich selbst in Richtung des Pfeiles vorantreibt, wobei er gleichzeitig eine bestimmte Menge des hart- und schäumbaren Materials aufbringt. Dieses haftet als Schaumstreifen auf der bereits bestehenden Struktur 10 und vergrößert de ren Höhe um einen bestimmten Betrag.

In Fig. 2 ist ein schematischer Teilguerschnitt eines erfindungsgemäßen Schaum auftrag kopf es 30 wiedergegeben. Der Kopf 30 weist eine obere Abdäminvorrichtung bzw. ein Formband 31 auf, das aus einem endlosen Band 32 mit den beiden Trommeln 33 und 34 besteht. Neben dem Band 32 ist ein Heizband 35 angeordnet. Innerhalb des Bandes 31 befindet sich benachbart zu dem Bereich, in dem das schäumbare Material abgeschieden wird, eine Trägerplatte 36. Neben der oberen Bandanordnung 31 befindet sich eine ähnlich aufgebaute seitliche Bandeinheit 37. Eine zweite seitliche Bandeinheit 38 ist gegenüber der Bandeinheit 37 angeordnet.

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Die Bandeinheiten 31 _r 37 und 38 stellen die Abdämmvorrichtung dar und ergeben im allgemeinen einen rechteckigen Kanal 40. Ein Schaumabgabekopf 43 befindet sich mindestens teilweise innerhalb des Kanals 40. Der Abgabekopf 42 besteht aus einem Gehäuse 43, das eine Durchtrittsöffnung 44 für die erste Schaumkomponente, eine Durchtrittsöffnung 45 für die zweite Schaumkomponente,. eine Mischkammer 46 und eine Schaumaustrittsöffnung 47 aufweist* Am Gehäuse 43 ist ein Motoroder Mischerantrieb 49 befestigt, der einen drehbaren Hohlschaft 50 antreibt, welcher durch das Gehäuse 43 reicht und im allgemeinen koaxial mit dem Kanal 40 verläuft» Am Schaft 50 sind mehrere Rührerblätter 52 befestigt, von denen ein Teil auch in der Mischkammer 46 angeordnet ist. Das schäumbare Kunstharzmaterial 55 wird mit Hilfe eines Kopfes oder scheibenförmigen Ablenkelementes 54 im allgemeinen radial durch die Austrittsöffnung 47 nach außen getrieben, was durch mehrere am Schaft 50 befestigte Blätter 56 erleichtert wird, pas Material 55 wird auf die Innenoberflache des Kanals 40 aufgebracht, wo es zu einem im allgemeinen rechteckigen Hohlschlauch aus geschäumten Material 57 ausschäumt. Auf der von der Mischkammer 46 abgewandten Seite des Schafts befindet sich ein im allgemeinen zylindrischer Dorn58, dec koaxial zum Schaft 50 rotiert. In Nachbarschaft der Blätter 56 weist der Dorn 58 einen stumpfkegelförmigen Abschnitt 59 auf, der sich in Richtung auf den Hauptteil des Doms 58 verjüngt. Auf der den Blätter 56 entgegengesetzten Seite des Dorns 58 befindet sich ein Austrittemundstück 60, das über den Hohlschaft 50 und ein Drehgelenk 63 mit einer nicht gezeigten FlÜssigkeits- oder Gasquelle verbunden ist. Der Schaumauftragkopf bewegt sich in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Es bildet sich ein Hohlschaumstreifen 65 mit einer Durchgangsöffnung 66 von praktisch gleichförmigem Querschnitt. Der in Flg. 2 gezeigte Streifen 65 ist auf einen vorher abgeschiedenen Streifen 65a aufgebracht.

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Die Vorrichtung' der Erfindung kann mit beliebigen schäum- und härtbaren flüssigen Kunstharzmaterialien betrieben werden. Die einzuhaltenden Temperatur- und Formulierungsbedingungen sind in der einschlägigen Technik bekannt. Gute Ergebnisse lassen sich insbesondere mit den in der US-PS 3 443 276 beschriebenen härtbaren Kunstharzmassen erzielen. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung ergibt ausgezeichnete Hohlstreifen mit weitgehend gleichförmigen Durchgangsöffnungen. Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung bewirken vermutlich ein mechanisches Aufbrechen von Schaumzellen, die mit der Oberfläche des rotierenden Zylinders in Berührung sind. Für die meisten Zwecke ist es nicht erforderlich, die Zylinderoberfläche weit in das Rohr einzuführen? üblicherweise genügen etwa 30 bis 60 cm, jedoch hängt diese Distanz natürlich z.B. von der Aufbringgeschwindigkeit, der Temperatur und der Formulierung ab. Befriedigende Ergebnisse werden im allgemeinen dann erzielt, wenn die Zylinderoberfläche bis zu der Stelle reicht, an der das gehärtete Harz bis zu etwa 75% des schließlich entstehenden Schaumes expandiert ist. Falls jedoch eine größere Gleichmäßigkeit der Durchgangsöffnung erwünscht ist, kann man den rotierenden Zylinder tiefer in den aufgebrachten Streifen einführen, Die Zylinderoberfläche besteht vorzugsweise aus einem Material mit geringer Klebneigung, z.B. aus Polytetrafluoräthylen oder Polypropylen.

Die Vorrichtung der Erfindung ermöglicht die Verwirklichung eines besonders vorteilhaften Konstruktionsprinzips, da es die Herstellung einer kontinuierlichen Durchgangsöffnung von definierter Größe innerhalb eines Schaumstreifens erlaubt. Vorzugsweise führt man die Aushärtung des Schaumes zumindest teilweise so durch oder unterstützt sie, indem man ein geeignetes Wärmeaustauschmedium über das Drehgelenk 53

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und den Hohlschaft 50 sowie die Austrittsöffnung 60 einleitet. Je nach den Eigenschaften des zu härtenden Materials kann das verwendete Gas, z.B. Luft, bei erwünschter Härtungsbeschleunigung erhitzt oder aber zur Verlangsamung der Aushärtung gekühlt werden.

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Claims (8)

Patentansprüche

1.] Verfahren zur Herstellung eines Hohlstreifens aus Kunstharz durch im allgemeinen -radiales Ausbringen eines schäum- und härtbaren Kunstharzes aus einer zentral angeordneten A "b gabevorrichtung in eine periphere Abdämm-

vorrichtung und anschließendes Schäumen und Härten des Kunstharzes, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest während des Anfangsstadiums der Härtung eine im Kunstharz rotierende Vorrichtung einsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Vorrichtung eine praktisch zylindrische Oberfläche aufweist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Schaumabgabekopf mit einem Rahmen, der,mindestens zwei Sehaumabdämmvorrichtungen aufweist, einen Antrieb, der die Abgabevorrichtung mit bestimmter Geschwindigkeit vorantreibt, einen Verteiler mit einer Ablenkvorrichtung, die schäum- und härtbares Kunstharz innerhalb der Abdämmvorrichtung verschleudert sowie einen drehbaren, üblicherweise am Verteiler befestigten Dorn und ein Antriebsmittel für den Dorn.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn an einen drehbaren Hoh*lscheift angesetzt ist, der eine auch durch den Dorn führende Durchgangsöffnung auf v/eist.

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5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Dorn zylindrische Form besitzt. ,

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung scheibenförmig ist»

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Schaft der scheibenförmigen Ablenkvorrichtungmehrere Blätter aufweist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn eine äußere Oberfläche aus PoIytetrafluoräthylen aufweist.

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