DE2503425A1

DE2503425A1 - Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von ganz oder teilweise geschaeumten ein- oder mehrstoff-hohlprofilen

Info

Publication number: DE2503425A1
Application number: DE19752503425
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing Grad Moser
Original assignee: Upjohn Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1975-01-28
Filing date: 1975-01-28
Publication date: 1976-07-29
Also published as: DE2503425B2; US4087501A; JPS51100171A; FR2299145A1; IT1061797B; SU865121A3; SE7600570L; NL7600219A; DD122941A5; GB1521821A; FR2299145B3

Description

HENKEL, KERN, FEILER &HÄNZEL

_n< ίο .η» τ τ, BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

05 29 802 HNKL D pnil ARn-SCHMm-STR ASSt! 9 WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111

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2 8. Jan. 1975

THE UPJOHN COMPANY
Kalamazoo, Mich., USA

Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von ganz oder teilweise geschäumten Ein- oder Mehrstoff-Hohlprofilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von ganz od.er teilweise geschäumten Ein- oder Mehrstoff Hohlprofilen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Geschäumte Hohlprofile werden vor allem als Schaumstoffisolierrohre, und zwar insbesondere sur Wärmeisolation von Heiz- oder Kühlrohrleitungen verwendet. Zur kontinuierlichen Herstellung

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von Schaumstoffisolierrohren ist hierbei ein Verfahren bekannt, bei dem auf einen rotierenden und außerdem längs bewegten Kernkörper ein Schaumstoffgrundmaterial aufgebracht wird, das nach außen frei aufschäumen kann, da nach außen eine Begrenzung nicht vorgesehen ist. Dies hat den Nachteil zur Folge, daß derartig hergestellte Schaumstoffisolierrohre eine unregelmäßige Außenfläche haben und außerdem bei der Montage auf einem Heizungsrohr mit einer zusätzlichen Hüllfolie überzogen werden müssen. Außerdem besteht der weitere Nachteil, daß die Wandstärke des Schäumstoffrohres ungleichmäßig ist.

Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der ein feststehendes, oben geschlitztes Außenformrohr vorgesehen ist, durch dessen Längsschlitz über einen Flachsteg ein zylindrischer Stab konzentrisch derart eingeführt ist, daß ein oben durch den Steg unterbrochener, ringförmiger Kanal entsteht. Zu beiden Seiten neben dem Steg werden die Ränder einer zur Rohrherstellung erforderlichen Innen- und Außenfolie aus dem Außenformrohr nach oben herausgeführt, wo sie von zwei Förderketten gegen den Steg gepreßt und in Längsrichtung bewegt werden. Vor Eintritt der beiden Folien in den Formkanal wird die U-förmig vorgewölbte Außenfolie mit einem Schaumstoffgemisch beschickt. Beim Durchgang durch den ringförmigen Formkanal schäumt das Schaumstoffgemisch auf und fällt unter Anpressung der Außenfolie gegen die Innenwandung des Außenformrohres und Anpressung der Innenfolie gegen den zylindrischen Kern den ringförmigen Formkanal aus. Nach dem Austritt aus dem Formkanal werden die überflüssigen und nach außen abstehenden Folienränder abgetrennt und der somit fertige Rohrstrang wird auf Länge geschnitten. Nachteilig bei dieser Herstellurigsmethode ist vor allem die starke Reibung zwischen Außenfolie und Außenform, da hierdurch sowohl die Länge der Vorrichtung und damit die Fertigungsgeschwindigkeit als auch der Einsatz der in Frage kommenden Werkstoffe begrenzt wird, da hochwertige Schaumstoffe höhere Reaktionsdrücke beim

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Aufschäumen erzeugen. Diese Reaktionsdrüeke sind aber nach oben der Höhe nach begrenzt, da hiermit gleichzeitig die Reibung sehr stark ansteigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine beliebige Ausbildung des Kernes nicht möglich ist. Außerdem besteht noch der Nachteil, daß zusätzlich zur Außenfolie noch eine Innenfolie benutzt werden muß, die zudem auf ihrer dem Kern zugewandten Seite mit einem Gleitmittel versehen werden muß, um die Reibung in Grenzen zu halten. Diese Innenfolie ist lediglich eine Fertigungshilfe, da sie für den späteren Einsatz des Schaumstoffrohres als Isolierrohr nicht benötigt wird. Im übrigen wird durch die Innenfolie der Pertigungsprozess unnötig kompliziert und es erhöht sich auch die Störanfälligkeit der Anlage.

Es ist ferner ein kontinuierliches Verfahren bekannt (DAS 1 266 485), bei dem zur Herstellung eines längs geschlitzten Schaumstoffisolierrohres ebenfalls eine Außen- und eine Innenfolie benötigt werden. Beide Folien werden unter rohrartiger Auswölbung in einen ringförmigen Formkanal, der an einer Umfangsstelle über seine Länge radial unterbrochen ist, so eingeführt, daß sich die Außenfolie an die Außenwand und die Innenfolie an die vom Kern gebildete Innenwand anlegt, wobei kurz vor dem Eintritt der Folien in den Formkanal reaktionsfähiges Schaumstoffgrundmaterial in die Außenfolie eingefüllt wird, das sodann im Formkanal ausschäumt und sich mit den beiden Folien verbindet. Der Formkanal wird hierbei durch zwei umlaufende Außenformketten und den feststehend angeordneten Kern gebildet, der an einem Steg befestigt ist, der aus den beiden Außenformketten durch eine obere Trennfuge derselben nach oben herausgeführt ist. Auch bei diesem bekannten Verfahren bestehen zunächst einmal die schon vorstehend erwähnten Nachteile, die sich aus der Verwendung einer· zusätzlichen Innenfolie ergeben. Außerdem besteht jedoch vor allem ebenfalls der Nachteil, daß an der Außenwandung des feststehend angeordneten Kernes sehr starke Reibungskräfte auftreten, ■ / so daß auch bei diesem bekannten Verfahren die Einsetzbarkeit

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bezüglich Arbeitsgeschwindigkeit, Querschnitt der zu fertigenden Teile und Einsetzbarkeit der Schaumstoffmaterialien begrenzt ist.

Das Gleiche gilt auch bezüglich einer anderen bekannten Anlage, die einen feststehenden Dorn als Innenkern aufweist, der am Einlauf der Anlage befestigt ist und frei in die feststehende oder umlaufende Außenform hineinragt. Im übrigen ist auch bei dieser Anlage ebenfalls eine Innenfolie erforderlich, wobei auch hier die sich aus der Reibung ergebenden Probleme große Schwierigkeiten bereiten, die auch durch Verwendung von zusätzlichen Gleitmitteln nicht vermieden werden können. Außerdem besteht noch der zusätzliche Nachteil, daß der nur einseitig eingespannte Dorn keine hinreichende Stabilität besitzt, um die beim Schäumen auftretenden Drücke ohne Auslenkung aufzunehmen .

Wegen des Problemes der vorgenannten Dornauslenkung wird deshalb bei einer anderen bekannten Anlage (DAS 2 165 584) der Vorschlag gemacht, mittels eines Laserstrahles die Auslenkung zu kontrollieren und über Regel- und Steuerelemente eine Fluchtkorrektur vorzunehmen. Mittels dieser Hilfseinrichtung wird jedoch keine einwandfreie Pluchtung des feststehenden Innenkernes erreicht, während andererseits die ganze Anlage relativ kompliziert wird.

Es ist auch schon ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, wobei gegenüber den durch die DAS 1 266 485 bekannten Verfahren der Unterschied besteht, daß nicht nur die beiden Außenformketten, sondern auch der Kern umlaufen, d.h. der Kern ist nicht feststehend angeordnet, sondern wird bewegungskonform zusammen mit den beiden koaxialen Außenformketten verschoben. Hierdurch ergeben sich die Vorteile einer erheblichen Reduzierung der Reibung und einer beträchtlichen Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit. Wünschenswert wäre jedoch eine weitere Vereinfachung des Verfahrens und der Vorrichtung

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sowie die Möglichkeit der Herstellung von mehrschichtigen Hohlprofilen und ferner die Möglichkeit, dem Hohlprofil innen und/oder außen eine beliebige geometrische Formgebung, z.B. Riffelung zu geben. Nachteilig ist ferner bei sämtlichen bisherigen Verfahren und Vorrichtungen, daß die Hohlprofile abschließend noch in zwei Halbschalen aufgetrennt werden müssen, da Halbschalen für eine möglichst einfache Montage auf den später zu isolierenden Rohren erwünscht sind. Außerdem besteht bisher auch immer der Nachteil eines unerwünschten Wärmeflusses entlang der Trennfuge. Außerdem haben die bisher hergestellten Isolierrohre trotz vollständiger Auftrennung in die beiden Halbschalen den Nachteil, daß sie im zusammengeklappten Zustand transportiert werden müssen, da die Halbschalen zumindest durch eine Folie zusammenhängen. Die Folge ist ein großer Raumbedarf bei der Lagerung und beim Transport»

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung in Vorschlag zu bringen, wodurch den vorgenannten Nachteilen abgeholfen und insbesondere die Herstellung der Hohlprofile vereinfacht wird, wobei außerdem die vorgenannten Erweiterungsmöglichkeiten bezüglich der Ausgestaltung der Hohlprofile erzielt werden sollen.

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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass wenigstens zwei über eine dünne Materialschicht scharnierartig zusammenhängende und zusammenklappbare Profilsegmente in einer endlosen, sich konform mit dem erstarrenden Profil verschiebenden Form ausgeformt werden. Damit entfällt eine nachträgliche Auftrennung und Öffnung des Hohlprofils, da die Muttex'form bereits so gesbalüet isT/, dass von vox*nherein ein aufgeklapptes Hohlprofil entsteht.

Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Erfindungsgemäss wird das Verfahren in einer Vorrichtung durchgeführt, die sich durch zwei Stränge, die Hohlprofilsegmente umschliessende,Forinenhälften auszeichnet, wobei die einen IFormenhälften bzw. der eine Strang die Innenkontur und die anderen Formehälften bzw. der andere Strang die Aussenkontur des Profils bilden, und die weiterhin durch eine gemeinsame Verschiebung der einen geschlossenen Kanal bildenden Formenhälften längs einer geradlinigen Bahn gekennzeichnet ist.

Vorzugsweise sind die Formenhälften jeweils an einem endlosen Fördermittel lösbar befestigt, wodurch die Formenhälften wieder zurückgeführt werden. Weitere Ausgestaltungen der erfxndungsgemassen Vorrichtung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

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Figur 1 zwei Formenhälften mit Halte- und Zugmitteln;

Figur 2 zwei Formenhälften für ein Hohlprofil aus drei Segmenten;

Figur J Seiten- und Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Figur 4 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung;

Figur 5 zwei Formenhälften mit mehrschichtigen Hohlprofilsegmenten;

Figur 6 zwei Formenhälften mit vorgeformten Schalenelementen;

.Figur 7 aufgeklappte Hohlprofilsegmente mit Nut- und Federverbindung;

Figur 8 zusammengeklappte Hohlprofile nach Figur 7;

Figur 9 Stapelung für den Transport der erfindungsgemässen Hohlschalen.

Nach Figur 1, 2 und 3 sind zwei Formhälften vorgesehen, die in einzelne Segmente längs aufgeteilt sind, und die sich mit konformer Geschwindigkeit, angetrieben

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durch ein Zugelement bzw. Fördermittel 1 in den Transporteinrichtungen 6 und 7 entlang einer geraden Linie bewegen. Die einzelnen Segmente bilden eng aneinander gepresst die notwendige Hohlform und werden ausserhalb des Herstellungsbereiches in an sich bekannter Weise umgelenkt und zurückgeführt. Ausser einer nicht näher präzisierten einfachen mechanischen Führung 2 sind keine komplizierten Justier-, Führungs-, Abtast- und Klemmeinrichtungen notwendig. Die Formsegmente 3 und 4-können zur Änderung der Profilgestalt ausgetauscht werden und sind auf den Trägerelementen 5 in bekannter Weise verschraubt oder verklemmt.

Der Zusammenhalt der einzelnen Schalenelemente erfolgt zunächst durch eine dünne Schicht des eingeschäumten Materials, die an der Verbindungsstelle infolge eines dünnen Spaltes zwischen den Formhälften 3 und 4- entsteht und als Scharnier beim Zusammenklappen der Schalenteile wirkt. Durch zusätzliches Einführen einer Deckfolie in bekannter Weise, die oft bei der Verlegung der Rohre verlangt wird, kann im Einzelfall eine zusätzliche Verstärkung des Scharniers herbeigeführt werden.

Im Einzelnen werden nach Figuren 1, 2 und 3 die Formelemente 3 durch die Transporteinrichtung 6 und die Formenelemente 4 durch die Transporteinrichtung 7 aufgenommen. Beide Elemente (3 und 4) werden in bekannter Weise durch die Geräte 8 und 9 gereinigt und mit Trennmittel versehen. Über die Dosierungseinrichtung 10 wird der Schaumrohstoff zudosiert, entweder direkt in die Formenhälfte 3 oder auf eine Folie 11. Infolge der relativ einfachen, weil nur zwei Stränge umfassenden

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Transporteinrichtung, die mit dem Schäumling bewegungskonform läuft, kann mit relativ hoher Geschwindigkeit produziert werden. ·

Infolge der offenen Herstellungsweise kann das'Hohl- · profil aus zwei oder mehr Schichten, entsprechend 12a und 12b nach Figur 5 in kontinuierlicher Weise hergestellt werden. Dieses Verfahren ist bisher nur im" manuellen Handauflegeverfahren auf der Baustelle bei der Isolierung von Körpern höherer Temperatur bekannt. In dem hier beschriebenen Verfahren können nach Figur-^:4 zwei oder mehr Schaumzusammensetzungen nacheinander eingebracht werden, die, den Bedürfnissen angepasst, unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Darüberhinaus können die zweite Komponente bei 13 oder weitere Komponenten aus einem weit höher temperaturbeständigen -"■-.;-Material (z.B. 800°C oder mehr) sein, als dies bei Schäumen üblich ist, wie z.B. Mineralien, Keramik, Aluminiumsilikat, Asbestschaum und dgl. Üblicherweise sind diese Materialien im ausgehärteten Zustand porös und brüchig oder sehr locker und als Rohrschalen grösserer' Länge nicht ohne Bruchgefahr transportierbar, so dass der aussen am Hohlprofil gebildete Schaum die Funktion des Materialträgers mit übernimmt. Bei Zusammensetzung dieser höher temperaturbeständigen Materialien in breiiger Aufschwemmung kann zur endgültigen Verfestigung, d.h. Entzug der flüchtigen Bestandteile, eine Beheizungseinrichtung 14- nachgeschaltet werden.

Bei dieser Sandwich-Technik besteht die Transporteinrichtung 7 aus zwei oder mehr separaten Teilen, die alle bewegungskonform mit Teil 6 laufen, wobei lediglich die

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Gestalt der Formenhälften 4 entsprechend des Prozessfortschrittes variiert.

Darüberhinaus können entsprechend Figur 6 Teil 12c

in einer nicht dargestellten und bereits bekannten Einrichtung geformte Halb- oder .(Peilschalen aus den oben genannten höher temperaturbeständigen Materialien normal in der Trennlinie liegend oder.versetzt angeordnet nach Figur 6 vor dem Zugeben des Schaumrohmaterials entsprechend Figur 3 ("2c) zugeführt werden, wobei ein später leicht durchtrennbares Spannelement 15 zur Abstützung bei der Umlenkung der Transportvorrichtung 7 eingesetzt werden kann. Die Eingabe des vorgeformten Schalenelementstranges in versetzter Form nach Figur 6 ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von mehrschichtigen Isolierelementen mit versetzten Trennebenen, wie es im handwerklichen Handauflegeverfahren bereits zur Erschwerung des Wärmedurchganges bekannt ist.

Im Gegensatz zu allen bekannten Herstellungsverfahren können hier in kontinuierlicher Weise- an den Berührungsflächen der Schalensegmente Erhöhungen und Vertiefungen nach dem Prinzip Nut und Feder entsprechend Figur 7» : die beim Zusammenklappen ineinandergreifen, mit eingeschäumt werden, die in oben beschriebener Weise den Wärmedurchgang an der Trennstelle verhindern und darüberhinaus, sofern sie entsprechend Figur 8 mit Hinterschneidungen versetzt sind, als Schnappverschluss wirken, wobei der Grad der Hinterschneidung lediglich so gewählt werden muss, dass die Formenhälften 4- bei der hinteren Umlenkung, der Transportvorrichtung 7 und gleichzeitiger Entformung bei Zuhilfenahme eines Niederhalters 16, den Formling, ohne ihn zu beschädigen, verlassen können.

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Infolge der aufgeklappten Herstellungsweise des Hohlprofils werden die Schalenteile beim Zusammenklappen nicht deformiert oder gequetscht, wodurch ein unverspannter, an den Trennebenen überall anliegender Isolierkörper entsteht.

Nachdem bei diesem Verfahren ohne Schutzfolie gearbeitet werden kann bzw. diese, sofern man sie verwenden will, vor Eintragung des Schäumrohstoffes bereits exakt den Konturen des Formteiles 3 angepasst sein kann und die Folie zur Umschliessung des Aussenumfanges des Hohlprofiles nur an einer einzigen Formenteilreihe 3 anliegen muss, können Hohlprofile hergestellt werden, die sowohl innen als auch aussen beliebige Gestalt, also auch tiefere Querrippen, aufweisen. Dies kann entweder durch kontinuierliches Umformen einer Glattfolie entsprechend den bekannten Verfahren der Blisterpackungsherstellung oder durch Aufgiessen eines flüssigen und vor Einbringung des Schaumrohmaterials zu erstarrenden Folienmaterials entsprechend angedeuteter Giessvorrichtung 17 in Figur erfolgen.

Die aufgeklappte Herstellungsweise der Hohlprofile erlaubt die Lagerung und den Transport der Teile in dieser Gestalt, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, weil bei diesen infolge der fast geschlossenen Hersteliungsweise die offene Gestalt nur so lange bleibt, wie man sie manuell oder mit Hilfsmitteln aufdrückt. Insbesondere bei grösseren Querschnitten der zu isolierenden Rohre, wo bei der Lagerung das Verhältnis von leerem Luftraum zu Material immer ungünstiger wird, lässt sich ein namhaftes Lagervolumen einsparen, wenn die Hohlprofile entsprechend Figur 9 als handelsübliche Form vertrieben werden.

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Bei der Herstellung von mehrschichtigen Isolierkörpern kann zusätzlich eine Folienbahn 18 nach Figuren 4- und 5 als Flamm- oder Dampfsperre zwischen die einzelnen Isolierschichten eingeführt werden.

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Claims

Patentansprüche

.] Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von ganz oder teilweise geschäumten Ein- oder Mehrstoff-Hohlprofilen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei über eine dünne Materialschicht scharnierartig zusammenhängende und aufgeklappte Profilsegmente in einer endlosen, sich konform mit dem erstarrenden Profil verschiebenden Form ausgeformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß nach dem Einbringen einer ersten Materialschicht in der Form eine zweite, gegebenenfalls andere Materialschicht, über die erste Schicht in die Form eingebracht wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k en η zeichnet, daß vor dem Einbringen des schäumbaren Materials in die Form Halb- oder Teilschalen aus temperatur- oder hitzebeständigem Material so in der Form angeordnet werden, daß ihre Kanten in der Trennebene der Form liegen oder zu dieser versetzt sind.

Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder J, dadurch gekennzeichnet , daß in die einander entsprechenden Kanten der Profilsegmente ein- oder mehrrillige Nut- und Federprofile eingeschäumt werden.

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5· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innen- und/oder Außenmantel der Profilsegmente Querrippen angeschäumt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Form vor dem Einbringen des Materials mit einem Folienbildner ausgekleidet wird.

7· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die einzelnen Materialschichten eine Trennfolie eingeführt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Stränge von die Hohlprofilsegmente umschließenden Formenhälften {J>, 4), wobei die einen Formenhälften (4) die Innenkontur und die anderen Formenhälften (j5) die Außenkontur des Profils bilden und durch die gemeinsame Verschiebung der einen geschlossenen Kanal bildenden Formenhälften (3, 4) längs einer geradlinigen Bahn.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formenhälften (3, 4) jeweils-

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an einem endlosen Fördermittel (1) lösbar befestigt sind, welches die Formenhälften (J, ⁷O wieder zurückführt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, dass sich die die Aussenkontur bildenden Formenhälften (3) zur Einbringung des Materials eine bestimmte Strecke unbedeckt verschieben und si'ch darauf die die Innenkontur bildenden Formenhälften (4-) deckelartig darüberlegen.

1ί. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch g e k e nn zei c h net, dass die die Innenkontur bildenden Formenhälften in zwei aufeinander folgenden Stufen angeordnet sind und die unteren Pormenhälften (5) zur Aufbringung der z-weiten Material schicht zwischen den Stufen eine bestimmte Strecke unbedeckt laufen.

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