DE2705367C3 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer mit Fäden dreidimensional verstärkten Schaumstoffisolierung - Google Patents

Description

senkrechten Richtungen angeordnet werden und bei dem das so erhaltene Netz anschließend ausgeschäumt wird, erfolgt die Herstellung der einzelnen Lagen des ΛΎΖ-Netzes intermittierend oder schubweise. So ist bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens die Einrichtung, mit der die hergestellten Lagen der X- und der V-Fascrn kontinuierlich in einer Bewegungsbahn in einer Längsrichtung führbar sind, nicht mit der gleichen Geschwindigkeit geführt, wie die Einrichtung, mit der die Z-Fasern durch die Lagen zur Bildung des XVZ-Netzes einführbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art derart zu schaffen, daß eine kontinuierliche Herstellung des XVZ-Netz.es gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagen der X- und der V-Fasern kontinuierlich in einer Längsrichtung geführt werden, und daß die 2Γ-Fasereinführeinrichtung während der Einführung der Z-Fasern im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit in gleicher Richtung wie die Lagen der X- und der V-Fasern geführt wird, worauf die den Schaum bildenden Stoffe auf einen unter dem hergestellten dreidimensionalen Fadennetz laufenden Gurt aufgebracht und Gurt und Fadennetz synchron in unmittelbarer Nähe zueinander bewegt werden.

Die Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausbilden einer dreidimensionalen fadenverstärkten Schaumstoffisolierung gemäß der erwähnten Art wird erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Einrichtung, mit der die Z-Fasern durch die Lagen zur Bildung des XVZ-Nelzcs einführbar sind, mit der gleichen Geschwindigkeit wie das XV-Netz während des Einführens einer Reihe von Z-Fasern in das XV-Netz bewegbar und sodann in Längsrichtung zurückziehbar ist in einer Stellung, in der eine weitere Reihe von Z-Fascrn in das XV-Neiz einführbar ist und durch eine Station zum Durchschäumen des Netzes mit einem Isolierstoff, die einen Endlosgurt unter dem dreidimensionalen A^-VZ-NeIz und in großer Nähe zu diesem eine Antriebseinrichtung zum synchronen Bewegen des Gurtes mit dem XVZ-Netz aufweist, und durch eine .Steuerstation zum Aufbringen des Schaums auf den durchlaufenden Gurt.

Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung ferner eine Vielzahl von bewegbaren Z-Fasereinsetzeinrichtungcn aufweisen, die in Längsrichtung cnf'ang der XV-Netze beabstandet sind zum abwechselnden Einsetzen jeweils einer Reihe von Z-Fasern in das XV-Netz.

Eine herkömmliche Misch- und Dosiermaschine wird verwendet, um das Urethanmaterial bzw. einen gleichwertigen Schaum zu dosieren, zu mischen und auf einen un'er dem Fascnetz durchlaufenden Gurt auszugeben. Das Netz und der das schäumende Material tragende Gurt laufen mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung. Der unten laufende Gurt mit dem Schaum wird dann unmittelbar an das Fasernttz herangebracht und das Schaummaterial schäumt aufwärts durch das Fasernetz hindurch.

Die Gurte oder Ketten sind ausreichend lang bemessen, daß der Schaumstoff um das NeIz herum aushärten und das Produkt danach aufgeschnitten und weiterbchandcli werden kann. An diesem Teil der Maschine können Lüftiingscinrichtungcn zum Abziehen Uneiniger Stoffe sowie auch I lei/- oder Kühlcinrichtungen vorgesehen werden, um den Aushärtvorgang zu steuern. Nach ausreichendem Härten wird das diirchsi h.nimle Net/ von den Spannrahmen. Kellen oder (innen abneirennl lint/ in der gewünschten Lange zugeschnitten.

Die Spannrahmen, Ketten und Gurte werden dann mechanisch oder mit Wärme oder Lösungsmitteln gereinigt, mit einem Wachs oder einem gleichwertigen haftungsmindernden Mittel behandelt und automatisch in die Ausgangslage in der Maschine zurückgeführt.

Durch die Möglichkeit der kontinuierlichen Bewegung des ΛΎΖ-Netzes gemäß der Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Herstellung einer von mit Fäden dreidimensional verstärkten Schaumstoffisolierung gewährleistet.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen detailliert erläutert. In letzteren ist

Fig. I eine vereinfachte schematisierte Perspektivdarstellung der Vorrichtung, wie sie in dem Verfahren zur konzentrischen Herstellung einer 3 D-verstärkten Schaumstoffisolierung eingesetzt wird;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung der Vorrichtung zur Herstellung der gestockten XV-Netzfc;

Fig. 3 eine weitere vergrößert·.· Perspektivdirstellung einer Einrichtung, wie sie zur Gruppenbildung einer Art von kontinuierlichen Z-Strängen verwendet wird;

Fig.4 eine Darstellung von Einrichtungen auf d.:n Endlo: gurten, die an den Z-Strängen angreifen, um sie in beabstandcten Intervallen zusammenzubringen;

F i g. 5 eine Darstellung der Einrichtungen der F > g. 4. wie sie die Stränge zwischen den Trennstreifen ergreifen, um sie zusammenzubringen;

Fig. 6 eine Darstellung kontinuierlicher Z-Stränge, die abwechselnd gruppierte und beabstandete Segmente bilden;

F i g. 7 eine teilweise schematisierte Darstellung einer Einrichtung zum Einsetzen der Z-Strangsegmente in das XV-Nctz:

Fig. 7a eine Einrichtung, die die Einrichtung zum Einsetzen der Z-Fäden nach F i g. 7 in Längsrichtung während der Längsbewegung des XV-Netzes bewegt; und

Fig. 8 ist eine isometrische Teildarstellung eines typischen dreidimensionalen Fasernetzes vor dem Durchschäumen.

Eine typische dreidimensional verstärkte Isolierplatte ist 610 mm bei einer Dicke von 102 rnm, 153 mm oder 204 mm. Obgleich zu einer Platte unendlicher Länge hergestellt, schneidet man das Produkt gewöhnlich zu Abschnitten von 3 m Länge auf. In einem Beispiel verlaufen Lagen von X-Fasern in Längsrichtung durch die Platte, wobei die Fasern einen Abstand von 9,5 mm aufweisen. Lagen von V-Fasern verlaufen in Querrichtung über die Breite bei einem Fasserabstand von 9,5 mm. Eine Lage auf, X-Fasern und eine Lage aus K-F.jsern (X und V bezeichnen die Längs- bzw. Querrichtung) bilden ein Netz aus Maschen mit einer Seitenlänge von 9,i> mm. Eine Vielzahl solcher Netze ist unter einem Abstand von ebenfalls 9,5 mm vertikal übereinander gestockt. Dies führt zur Bildung vertikal übereinanderliegender XV-Qu.idrate, in die eine oder mehrere vertikale bzw. Z-gerichtete Fasern eingeführt sind, um ein rechtwinkliges XYZ--Nttt. zu bilden, Vorzugsweise sind die Fasern an ihren Krcuzui.gs- bzw. Berührungspunkten miteinander verklebt. Wenn die Fasern vorgetränkt, d. h. mit einem Harz beschichtet worden sind, erfolgt das Verkleben einfach durch Erwärmen auf etwa 82 C für eine Dauer von 10 ... 1 ·■> see. Sind die Fasern nicht vorgetränkl. so kann das NeI/ nach seiner <\iisbildiing mil einem Harz besprüht

oder in ein solches eingetaucht und dann erwärmt werden, um die Fasern an ihren Berührungsstellen miteinander /u verbinden.

Nachdem das XVZ-NeI/. ausgebildet worden ist. wird ein Urethan oder ein gleichwertiges schiiumbiires Material durch das NeU hindurch geschäumt, um das Net/ in das Schaiimmaterial einzubetten, lsi der Schäumungsvorgang beendet und der resultierende Isolierstoff verfestigt b/.w. ausgehärtet, so dall er weiterverarbeitet werden kann, so wird das Material von der das Net/ haltenden Vorrichtung abgetrennt und /u Clanen aufgeschnitten, -.ie sich leichter weiterbehandeln, transportieren und montieren lassen. Diese dreidimensional verstärkten Isolierstoffplatten sowie bestimmte /ti ihrer Herstellung eingesetzten Vorrichtungen sind nicht Teil der Erfindung.

I.ine Ausbildungsform einer Vorrichtuni' /ur llerslel !'.jr.g eines dreidimensiiin:!! vjrs!:i!"k!en ! si >! ί *ⁱ fs * * *ff *- im ip der (·'ι g. I gezeigt. Zunächst wird das Λ ) Net/ hergestellt. Dann werden in letzteres die /-lasern eingesetzt und der Schäumungsvorgang durchgeführt, gefolgt vom Märten und Zuschneiden. Die Vorrichtung in I ι g. I wird in dieser Reihenfolge erläutert. I is sind Reihen 10 \<>n Spulen 12 gezeigt, auf denen die lasern 14 aiilgew ickelt sind, die zur I lerstellung der Λ V -Netze verwendet werden. I.ine leere Spule wird abgenommen und tlie l'aser der neuen Spule an das Finde der abgelaufenen I asern angeheftet, um einen kontinuierlichen l.ndlosstrang auszubilden. Die .V-I asern werden durch die \ Speisesialtonen 16 eingespeist, von denen leweiN eine pm Lage A-I asern im Net/ vorgesehen ist. In diest-r Station werden die A-I asern seitlich heabst.indet über die gewünschte lireite der auszubildenden Platte beabsiitiidet eingeführt, um eine läng'.gcnchiete Faserebene herzustellen. Für ein I ~> J mm dickes Netz bei einem Faserabstand von 9.5 mm werden 17 solcher Stationen eingesetzt, fur ein βH) mm breites Netz mn 4.5 mm Abstand werden in jede Statnm tv"> Strange eingeführt. Eis stehen somit zur I lerstellung der \ 1 asern :m Netz 1105 Spulen 12 fortwahrend im ljns.it/.

!ede Lage > I asern im Netz weist ehenlalls eine ) -I aserspeisestatiun 18 auf. I ur ein 153 mm dickes Ne;/ werden 17 Spulen benotigt, d.h. lewcils eine pm I..: tr c )-fasern. Die V-I asern werden \or- uiul r'.ck'Aari'· über die lireite des Netzes eingeführt und über bewegliche Stifte oder Haken auf den Seiten gelegt: d:ese Konstruktion wird im folgenden ausführlicher bes<hrieben. Die ersten A-V Stationen 16. 18 '.teilen die 'i-iciMe Lage, d-e zweiten Stationen die navh¹·' höhere Lage, die dritten Stationen die dritte l.agv :sw. hc. die oberste I.agc entsteht in der letzten Sla!;<.n.

Die \ eriik.il aufeinanderfolgenden A V Ne;ze laufen dann auf einer Bahn durch eine A V-Verklebcstatior, 20. wo sie an den Kreu/ungsnunkten miteinander verklebt ■•'■erden. Dies kann, erfolgen, indem man sie mit einem Harz besprüht und erwärmt (.'der das gekränkte oder '. orgeiränk'e Fadenmaterial aus den Fasern auf irgendeine '.οη mehrere" bekannten Verfahren verkleb*. Zu diesem Zweck ist ein einfaches Krwarmen auf et w a 82 C f'j r 10 bis i 5 see ubl ich erw eise aus reichend.

Die vertikalen /-Fasern, die durch die vertikal beanstandeten Λ V-Maschen hindurchs"eher. erfordern 6- Spulen 22 aus der Z Sp/:' ^eibc 24. vvL-nr. in jede Masche eine Fase eingesät/· werde" so!! und weiterhin das Einsetzen

sue Mancher einer seitlich

erlaufenden Reihe gieit "/eiiig erfo'e;. iede Maschenreihe, in der die Maschen die /-Fasern gleichzeitig aufnehmen, verlangt eine eigene /-liinsei/slaiion. die von b4 Spulen mit Fadenmaterial gespeist wird. In der hier erläuterten beispielhaften Ausfülirungsform. wo vier Stränge benutzt werden, um eine Kette von /-F ascrsegmentcn zum Einsetzen in die Maschen herzustellen, ist das Vierfache dieser Anzahl von Spulen erforderlich.

Von der /-.Spulenreihe 24 laufen die Stränge durch eine Z-Faserstation 26, wo vier bcabstandcte Stränge harzgetränkter Glasfasern in vorbestimmten Abständen aufemandergedrückt und miteinander verklebt werden, um emc kontinuierliche Kette aus abwechselnd gruppierten und heabstandelcn Segmenten b/w. Bündeln von Strängen auszubilden. Nach diesem Vorgang werden diese Segmente 28 zwischen den lindlosgurteii 30 in der Soilage gehalten und durch eine /-Fasetaus hänslalion 32 gefuhrt, wo die Segmente infolge des Aushaltens des I larzes steif werden, Ein Verfahren zum Formen derartiger Segmente ist unter Bezug auf die I ι g. } unten ausfuhrlicher beschrieben.

Aus der Aushärlslation 32 werden die Ketten der /Segmente 28 zu einer liinselzslalion 34 geführt, die m der Laufrichtung hinter der Station 20 liegt, in der die A ) -Netze verklebt werden. In der dargestellten Ausfiihrungsform laufen diese Segmente 28 über obenlii'vende Rollen 3h, 38. die auf von der (nicht gezeigten) Decke herabhängenden Winkeln 40 gelagert sind. In tier liinselzslalion 34 werden die Segmente 28 in die vertikalen Maschenkolonnen des A > -Netzes eingeführt und von der Kette abgeschnitten, so daß das leweils nächste Segment in die nächste Kolonne eingesetzt werden kann. Dieser Vorgang wird unten unter Bezug auf die F i g. 7 ausführlicher beschrieben.

Wahrend die A ) Maschenkolonnen mit den /-Fasern gefüllt vv erden, läuft das Nelz durch eine A ) /-Klebestation 42. wo die die .V V-Fasern berührenden Teile der /-Fasern mit diesen verklebt werden, um das Net/ /u vervollständigen. Dies kann so erfolgen, w te es fur die Klebestation 20 ausgeführt ist. In einigen 1 allen hat sich das Verkleben der /-Fasern mit dem \ 1 - NC / .lis U Il IHlI Ig Il Cl .lll\gCMciil . ilei .HIULlCII IM viii V'.TkIe! cn /u bevorzugen. Auf |ed< ^ji Fall ist das \ IZNi¹V. wenn es aus der KlebeMatn ι 42 hinaustritt. fur den Schaum und Fi nbol lungs Vorgang bereit.

In der Vhäuiimngsstation 44 werden auf das Netz ( hemik.ilien aufgebracht, die geeignet sind, eine Schaumisolierung herzustellen. Diese Chemikalien können das Isoliermaterial in flüssiger Form, ein die Verfestigung fordernder Aktivator und ein Aufs'"häummiiiel sein, das bewirkt, dall das Material vor dem Verfestigen durch das Netz hindurch aufschäumt. PoIv urethan, geeignete Katalysatoren und ein Freongas sind beispielhaft hierfür. Diese Chemikalien pumpt man aus den Vorratstanks 46 durch die .Steuerstation 48 auf einen durchlaufenden Gurt 50. der sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie das fasernetz. Das I 're'han bzw. das gleichwertige Material schäumt durch das Net/ hindurch aiii. Ober dem Net/ befindet sich ein endloser Gurt 52. der verhindert, daß der Schaum das Netz räch oben drückt, während er durch es hindurchschäumt. Desgl. begren/t er eine nach oben gerichtete Expansion des Schaums über die Grenzen des Maschennetzes hinaus, das er einbettet. Die Gurte 50 iinij 52 sind so lang, daß sie das durchlaufende durchschäumte Net/ abstützen, bis der Schaum sich verfestigt hat und ausreichend gehärtet ist. um /!,geschnitten und weiterverarbeitet werden zu können.

ilci den meisten Chemikalien ist der llärtungsvorgang zeitabhängig.

Nach ausreichendem Aushärten wird das durehschäumtc Net/. 54 von seiner Halterung wie beispielsweise den .Seilenrahmen, an denen die V-Fasern festgelegt worden waren (vergl. (·' i g. 2), sowie dem Gurt 50 abgenommen. Bandsägen 56 mit den Sägebändern ΊΑ schneiden die Seiten glatt, während die Säge 60 die verstärkte Schmimisolicriing zu Platten 62 der gewünschten Länge zerschneidet. Diese Platten können dann ggf. vor dem weiteren Härten ocier Behandeln eingewickelt oder verpackt werden. Die beim Bewegen des Net/es und des Isolieren» lcrials verwendeten Rahmen und Gurte werden gereinigt und in die Ausgangslagc in der Maschine zurückgeführt, so daß sie erneut eingesetzt werden können. Das gesamte System läßt sich automatisieren, wobei eine Bedienungsperson an der Steucrstation 64 die versch edenen Vorgänge so koordiniert, daß sich ein komiiiuietitciiet ί-'ΐιιί.» <!<·■, Produkts ergibt. Bei der bevorzugten Betriebsart des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft das Netz mn dem Isoliermaterial kontinuierlich und ununterbrochen aus.

Bestimmte Teile der Vorrichtung der Y ig. I sollen nun ausführlicher beschrieben werden. Die I i g. 2 zeigt einen Teil tier Vorrichtung, in der das .YV Netz hergestellt wird. Führungen 66 verlaufen dabei waagerecht /wischen den Stützen 68. Diese Führungen sind C-Profile. in denen Rollen 70 an .Seitenrahmen 72 laufen. Diese Scitenrahmcn 72 sind so beabstandet, daß jeweils mehrere Lagen bcabstandeter .V-gerichtetcr Fasern pari.iiel zu und zwischen den Seiteirahmen durchlaufen können. Diese Seitenrahmen 72 weisen gegenüberliegende '.ertikale flächen 74 auf. auf denen vertikal bcabstandctc waagerechte Reihen von Spannhaken 76 befestigt sind In einer Ausführiingsform haben die waagerechten Reihen einen Abstand von 9,5 mm. während die Haken jeder Reihe unieremander ebenfalls 9.5 mm beabstandet sind. Diese H.ikcn stehen einwärts vor und nehmen die querverlaufenden V-Strange auf. die von Seitenrahmen zu Seitenrahmcn laufen und dabei mehrere Lagen beabstandelcr !'-gerichteter Fasern hildrn. um das Λ >-Netz auszubilden.

Die erste bzw. unterste Lage der boabstandeten .Y-Fasern 78. die von den Spulen 12 in der F ι g. 1 ablaufen, sind über die Breite des Netzes beabstandet angeordnet und verlaufen unter den Führungen 80 an der Λ-Speisestation 82. Die Führungen 80 verlaufen über die Breite des Netzes und sir d mittels L-förmiger Winkel 84. die eine Tragplatte 86 und einen abwärtsweisenden Schenkel 88 aufweisen, auf den Führungen 66 gelagert. Dieser Aufbau ist für jede der ,Y-.Speisestationen 16 identisch. Die nächste Y-St. lion 16.4 liegt jedoch 9.5 mm höher, um eine /weite Lage aus .Y-Fasern auszubilden, die 9.5 mm über der ersten Lage liegt. Dies erfolgt, indem man in dieser Station unter die Tragplatte 86 einen 9.5 rnm hohen Block 90 legt. Die nachfolgenden .Y-.Speisestationen I6ß. 16C usw. sind mit weiteren Unterlageblöeken ebenfalls angehoben, bis sich die gewünschte Dicke bzw l.agenzih! im Netz ergibt. Dickere oder dünnere Blöcke lassen sich verwenden, um den vertikalen Abstand -.vunschgenäß einzustellen.

Die V-Speisestation 18 sitzt auf den Führungen 66. Fine .Speisemechanik 92 läuft quer zwischen den Seitenrahmen 72. um auf jeder Seite des Netzes einen V-Strang zwischen den Spannhaken 76 einzufädeln, jede Speisestation versorgt die Haken auf einer gewählten Ebene, anfangend mit der untersten Ebene im XV-Netz. Die nächste V-Spe sestation 18,4 fädelt V-Strängc in die nächst höhere Lage und die folgenden Speisestationen 18fl V-Stränge in die nächsthöhere Fbene. Die Anzahl der Stationen hängt von der Anzahl der V-Faserlagen ab, die für das Net/gewünscht ist.

Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Mechanik, die verwendet werden kann, um /Segmente der in Y i g. 6 gezeigten Art herzustellen. Diese sind Abschnitte anfänglicher paralleler Stränge oder Fäden, die an bcabstandeten Stellen zusammengeführt sind, um abwechselnd gruppierte und beabstandete Segmente b/w. Bündel von Strängen zu bilden. |cdcs Bündel wird in die vertikal gestockten beabstandeten Maschen eingeführt, die die sich schneidenden ,Y V-Fasern in jeder Lage des Netzes bilden. Line Form einer Vorrichtung, mit der dies erreicht werden kann, ist in der I ι g. 7 gezeigt und soll im folgenden beschrieben werden.

In der Fig. 3 hat die /-Faser-Herstellungsslation 26 emeu TiSLM u/.w. eine mine τ4 itn't /wOi mit ü'iCSCr montierten hochstehenden Führungen 96. Diese Führungen weisen eine Vielzahl von Öffnungen 98 auf. durch die die Z-Fasern hindurchlaufen, wobei sie zwei vertikale Ebenen 100 aus bcabstandeten Fasern aufspannen. Vertikale Abstandhalter 102, 104 auf einem Fndlosgurt 106 laufen zwischen den vertikalen Faserebenen hindurch, um deren Abstandhalterung aufrechtzuerhalten — außer an beabstandeten Stellen, wo zwei Fasern aus einer Ebene mit zwei Fasern aus der anderen /u einem Segment aus vier Strängen vereint werden.

Die beiden vertikalen Ebenen 100 aus Fasern laufen /wischen einem Paar Endlosgurten 30 hindurch. Die Gurte laufen gegenläufig, wie von den Pfeilen 108, HO auf den Rollen 112, 114 gezeigt Diese Gurte tragen eine Vielzahl gegenüberliegender Greifstäbe 116, 118. Der /weck dieser gegenüberliegenden Greifstäbe 116, 118 ist, daß, wenn sie zusammenkommen, wo ihre Gurte 30 parallel zueinander liegen, sie die parallelen F.iserebenen 100 an den Berührungspunkten zusammendrücken. Dieses Zusammendrucken erfolgt zwischen den Abstandhaltern 102, 103. die die Faserebenen 100 auf Abstand halten — außer dort, wo die Greifstäbe 116, 118 sie zusammendrücken. Dies wird unten unter Bezut auf die F i g. 4 und 5 genauer ausgeführt.

Während die Faserebenen 100 zwischen den Gurten 30 hindurchlaufen, treten sie in die Z-Faserhärtungsstation 32 ein. wo sie einander berührenden Fasern verklebt w erden. Bei der Rückkehr aus der Härtungsstation 32 laufen die Z-Segmente aufwärts über die Rollen 120 auf der Stütze 122 auf dem Tisch 94. Dadurch werden sie von den Abstandhalten^ 102, 104 getrennt, zwischen denen die Fasern der beiden Ebenen 100 verklebt worden waren. Von den Rollen 120 laufen die Z-Segmente 28 in Richtung des Pfeils 1124 zu der Fasereinsetzstation 34 der Fig. 1. die unten unter Bezug auf die F i g. 7 ausführlich beschrieben wird.

Unter Bezug auf die Fig.4. 5 und 6 soll nun die Ausbildung der Z-Segmente 28 genauer besehrieben werden. Obgleich viele Stränge dieser Segmente in der Vorrichtung der Fig. 3 gleichzeitig hergestellt werden, bewirken d^;e Greifstäbe 116, 118 der Fig.4 und 5 die Ausbildung nur eines Strangs. In der Fig.4 drehen die Rollen 112, 114 gegenläufig, wie mit den Pfeilen 110,108 gezeigt, um die Greifstäbe 116, 118 auf den Gurten 30 zusammenzubringen. Der Stab 116 weist beabstandete Seitenplatten 126 auf. die zwischen sich den Stab 118 aufnehmen, wie in Fi g. 5 gezeigt, wenn dieser Teil der Gurte 30 parallel zur Härtungsstation 32 laufen, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Seitenplatten 126 weisen Kerben

auf. die von den Kanten !28 gebildet werden und zwei Fasern 130 aus einer der vertikalen Z-Faserebene 100 in Γ i g. 3 ergreifen. Während die Rolle 112 sich dreht, laufen die Fasern UO über die Kanten 128 /ti deren Scheitelpunkt 132. '\uch der Greifstab 118 weist sich verjüngende FIz-hen 134 .uif. die in einen Scheitel IJh auslaufen. Wie in der F i g. ^r> gezeigt, laufen der Scheitel 132 auf dem Sub 116 und der Scheitel 136 auf dem Stab 118 zusammen und drücken dabei alle vier Fasern aufeinander. Dieser Berührungsbereich ist in der C i g. 6 mit dem Bezugs/eichen 140 bezeichnet [lic Abstandhalter 102, 104 weisen waagerechte Leisten bzw. Nuten 142 auf ihren Seiten auf (vergl. F i g. 5). mit denen sie di·· lasern Π0, 138 parallel beabstandet halten, um 4-Fasersegmente 28 auszubilden. Diese Abstandhalter sind in der F" i g. 6 mit gestrichelten Linien gezeigt, um ihre /iiordnung zu ilen /Segmenten 28 und der Benilningsstelle 140 zwischen diesen zu zeigen.

teilweise in der (·i g. 7 gezeigt, wobei das \) Netz unter ihr dargestellt ist. Line Vielzahl rechteckiger Führungen 144 ist so angeordnet, daß eine Führung jeweils über jeder Λ'V-Masche über die Breite des Netzes liegt. Fm blOmm breites Netz mit 9.5 mm breiten Maschen weist dabei eine Reihe von b4 Führungen auf. Fun Strang von /-Segmenten 28 wird durch jede Führung eingespeist und jeweils ein /-Segment in jede XV-Maschc in deren Reihe eingeschoben, während die Masche an der Führung \orbeiläuft. Nachdem das /-Segment eingesetzt worden ist. wird es mit der Schneideinrichtung 146 vom Strang abgetrennt.

Die Kinrichtung /um hinschieben der /Segmente 28 in das .V V-Netz weist einen Fndlosgurt 148 auf. der von einer angetriebenen Rolle 150 angetrieben wird. An diesem Gurt sind beabstandete Treibstäbe 152 angebracht, die waagerecht verlaufen. Jede Führung weist einen vertikalen Schlitz 154 auf, durch den hindurch ein Finger 156 auf jedem Stab 152 vorsteht und in Fingriff mit einem Z-Segment tritt. Während der Gurt 148 den Stab 152 abwärtsbewegt, ziehen die Finger 156 die Segmente 28 ebenfalls ah-värts. Während die Stäbe 152 um die Rolle 150 laufen, treten die Finger 156 aus dem Segment 28 hinaus, die kurzzeitig ihre Abwärtsbewegung unterbrechen, damit das unterste Segment abgeschnitten werden und das XV-Netz zur nächsten zu füllenden XV-Masche weiterlaufen kann.

In einer bevorzugten Betriebsart, wie bereits erwähnt, laufen das XY- und das XVZ- sowie das Schaummaterial kontinuierlich durch. Die F i g. 7a zeigt die Einrichtung, um die Z-Einsetzmechanik an jeder Z-Fasereinsetzstation 34, wie sie oben beschrieben ist. in Längsrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit zu verschieben wie das XV-Netz während des Z-Einsetzhubs zum Einsetzen der Z-Segmente 28 in das A"V-Netz. Die Z-Fasereinsetzmechanik bei 34. wie sie oben beschrieben läuft, läuft in einem Lineargleitlager 157, das eine begrenzte waagerechte Vor- und Rückwärtsverschiebung zuläßt, auf einer waagerechten Stange 159, die an entgegengesetzten Enden auf Winkeln 161 gelagert ist, die sich auf dem ortsfesten Element 66 auf dem Maschinenrahmen befinden. Diese Hin- und Her-Längsbewegung erfolgt in beiden Richtungen um nur eine kleine Strecke.

Die Hin- und Her-Längsbewegung wird der Z-Fasermechanik bei 34 durch die Steuerung mittels der Steuerflächen 163 einer Nockenscheibe 165 erteilt, die mit einer Welle 167, die ihrerseits im Maschinenrahmen 68 gelagert ist. und einem Kitzel 169 gedreht wird, das seinerseits von einer Zahnstange 171 angetrieben wird, die an jeder längsvcrlaufenden beweglichen Seiteiipl.it te 72 befestigt ist.

Die /T.inset/meehanik bei 34 ist so gelagert, dall sie bei einer Drehung der Nockenscheibe 165 mittels eines schwenkbar gelagerten Gelanges 173. dessen einer Arm 175 bei 177 schwenkbar an der Rückseite eines vertikal gelagerten Flements 179 der /Finsetzmeehanik 34 befestigt ist. eine Längsbewegung ausführt. Der Arm 175 ist weiterhin bei 181 mit seinem aii.icicn Finde schwenkbar an einem zweiten Arm 183 ties Gestänges 173 befestigt, wobei der Aim IHl seinerseits schwenkbar bei 185 zwischen seinen Fnden auf dem Maschinenrahmenelement M> festgelegt ist. Das untere Fnde des Arms 183 trägt eine Führungsrolle 187. die auf d^ir I Imfangsfläche der Nockenscheibe 165 abrollt.

Die Führungsrolle 187 wird von einer Feder 189 awl

ihr 1 !mf:uiLTsfl:i(-h*· (Irr hliwiet'llsrhrlhi' ^,>itriirL-l wir mit

einem Fnde an einem festen Winkel 191 und mit dem anderen Finde bei 193 am unteren Fnde eines Tragelements 179 tier /F'.insetzmeehamk 34 unter dem Ort der schwenkbaren Verbindung 177 des Gestängearms 175 mit dem Stützelement 179 verbunden ist. Die Feder 189 ist so vorgespannt, dal! sie die /-Finsetzmechanik 34 in Längsrichtung nach links (F" ι g. 7a) druckt, so daß die Führungsrolle 187 auf der Umfangsfläche der Nockenscheibe 165 über das schwenkbare Gestänge 173 aufgedrückt bleibt.

Während also die Seitenplatte 72 das AV-Netz nach rechts (vergl. F ι g. 7a) vorrückt, dreht die Zahnstange 171 auf der Seitenplatte das Ritze! 169. so dall die Nockenscheibe 165 im Uhrzeigersinn gedreht wird und die Z-Finset/mechanik bei 34 in der gleichen Längsrichtung wie das A'V-Net/ läuft. Die Nockenscheibe 165 ist so aufgebaut, daß diese Längsbewegung der Z-Einsei/. mechanik mit der gleichen Geschwindigkeit erfolgt wie die Vorlaufbewegung des A V-Netzes, während die Rolle 187 zur nächstliegentlen Steuerkuppe 163 auf der Nockenscheibe läuft. Folglich findet während des Einsetzens der Z-Fädcn in eine Reihe von Maschen im .YV-Netz und dem Abschneiden des Strangs keine Längsbewegung der /-Fasergruppen 28 relativ zum XV-Netz statt. Während die Nockenscheibe weiter im Uhrzeigersinn dreht, lauft die Rolle 187 in die Senke 195 auf der Nockenscheibe 165 ein. so daß die Feder 189 die Z-Einsetzmechanik schnell (in Fig. 7a) nach links zieht und sie damit in die Ausgangslage in Längsrichtung zurückführt, um einen neuen Z-Fasereinsetzzyklus zu beginnen, in dem die Z-Fasern in die nächste Reihe von öffnungen im XV-Netz eingesetzt werden. Da jede Masche über die Breite des .YV-Netzes eine Weite von 9.5 mm hat. wird, wenn nur eine einzige Z-Fasereinsetzmechanik vorgesehen ist, die Z-Einsetzmechanik für jeden Schritt etwa 9.5 mm rückgezogen, um aufeinanderfolgende Z-Fasereinsetzzyklen zu beginnen und sämtliche XV-Maschen des Netzes mit Z-Fasern zu füllen. Die Z-Fasern oder -fäden werden in das durchlaufende X V-Netz also »fliegend« eingesetzt

Obgleich es möglich ist. die Z-Fäden in das XV-Netz einzusetzen, während dieses sich relativ zur Z-Einsetzmechanik bei 34 in der Durchlaufmaschine bewegt, indem man die vertikale Z-Einsetzmechanikgeschwindigkeit im Verhältnis zur Längsgeschwindigkeit des Maschennetzes hoch hält, erhält man eine bessere Zuverlässigkeit des Z-Fasereinsetzvorgings, wenn man die Z-Fasereinsetzmechanik in Längsrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit wie das X¹V-Neu. während

Il

des vertikalen /Fasereinseuliubs bewegi. wie uber beschrieben, Bevorzugt werden /wei oder mehr /-['aserci'V.et/einrichtungcn entsprechend der in den 1 ι g. 7 und 7a gezeigten vorgesehen, die man in geeignetem Abstand entlang der Maschine .inordnel. Werden /wci solcher Kinrichtungen eingesei/t. wurde man die erste FJnrichtung so anordnen, daß sie sämtliche ungrad/.ahligen Reihen von /lasern in das .X'V-Net/, einsetzt, während die /weile Kinheit so angeordnet wird, daß sie sämtliche grad/ahligen Reihen son ///-Fasern in das XV-Net/ einbringt. Werden drei / I asereinset/er verwendet, würde man sie entlang der Maschine so ,inordnen, dal-¹ die erste l.mheil alle ///-Fasern in die Reihen 1,4, '.'. 10 usw.. des .X'V-Net/es. die /sveite i.inheil in die Reihen 2. ">. H, 11 usw. des Λ V-Net/es und die drille Finheil in die Reihen i, h. ¹I. I 2 usw. des Λ V-Net/es einsetzen würde.

'■ i g. 8 ist eine isometrische Teilansicht eines m ein XV-Ni'l/ i-iMi'i'scM/tc-n /Sej'menls In dieser Darstellung sind ni.r /wei vertikal bcabstandete Λ V-M.ischeii gezeigt. Kit. /Segment 28 ist teilweise gesiiichell durch das NeI/ gezogen dargeste'lt. jeder der parallelen Schenkel 118, 160, 162, 164 des /-Strangs befindet sich in ilen .Schnittpunktecken der XY-Fasern und kann mit diesen ggf. verklebt werden. Der gestrichelt gezeichnete obere und untere Teil ist jeweils zusammengeführt und geht in den oberen und den unteren Beriihrtingsbcreich 140 uher und wird dort diirchgetrennt und entfernt. nachdem der Schäumungsvorgang beendet und die Schaumstoffisolierung teilweise gehartet ist. Vorzugsweise liegen diese Kndcn über dem Schaum offen, so dal sie mit angrenzenden Isolierstoffplatten, Auskleidungen oder mit der Tank- bzw. Rumpfschalenkonstruktion verbunden werden können.

Aufeinanderfolgende /Segmente werden in nebeneinanderliegende .YV Mascherl so eingesetzt, daß ihre parallelen Schenkel in /Richtung auch zwischen den A ) Lagen an den Schniltpunktecken verlaufen. Wie ersii hilich. steht jede Schniltpunktecke in Rerunning mit sier /-Fasern. Auf diese Weist erhalt man eine ausgezeichnete /.iiL'feslii'kril über dip prsamle Dicke der Isolierung, die auch dann nicht reißt, wenn flüssiges Frdgas in den Schaum eindringt.

llier/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer mit Fäden dreidimensional verstärkten Schaumstoffisolierung, bei dem eine durchgehende erste Lage aus beanstandeten -Y-Fasern in einer Längsrichtung und eine erste Lage beabstandeter V-Fasern in einer Querrichtung aufgespannt wird, dann nachfolgende Lagen entsprechender X- und V-Fasern in den gleichen Richtungen, aber vertikal beabstandet von den ersten Schichten aufgespannt werden, dann Z-Fasern durch die Lagen hindurch mittels einer Z-Fasereinführeinrichtung zur Bildung eines XVZ-Netzes eingeführt werden und ein isoliermaterial durch das Netz hindurch aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der X- und der V-Fasern kontinuierlich in einer Längsrichtung geführt werden, und daß die Z-Fasereinführeinrichtung (34) während der Einführung der Z-Fasern im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit in gleicher Richtung wie die Lagen der X- und der V-Fasern geführt wird, worauf die den Schaum bildenden Stoffe auf einen, unter dem hergestellten dreidimensionalen Fadennetz laufenden Gurt aufgebracht und Gurt und Fadennetz synchron in unmittelbarer Nähe zueinander bewegt werden.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausbilden einer dreidimensional fadenverstärkten Schaumstoffisolierung nach Anspruch I, mit einer Einrichtung, mit der eine Vielzahl kontinuierlicher erster Lagen beabstandeter Fasern vertikal voneinander bcabstandet in einer Längsrichtung aufspannbar ist, mit einer Einrichtung, mit der ( rre Vielzahl zweiter Lagen beabstandeler V-Fasern in einer Querrichtung und zueinander vertikal beabstandet aufspannbar und so ein XV-Netz ausbildbar ist, und mit einer Einrichtung, mit der die Lagen der X- und der V-Fasern kontinuierlich in einer Bewegungsbahn in einer Längsrichtung führbar sind sowie mit einer Schiiumstation zum Aufbringen eines schaumbaren Stoffes auf eine Unterlage und zum Aufwärtsschäumen des Schaumes durch das XVZ-Netz hindurch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (34), mit der die Z-Fasern durch die Lagen zur Bildung des -YVZ-Netzes einführbar sind, mit der gleichen Geschwindigkeit wie das ,YV-Netz während des r.inführcns einer Reihe von Z-Fasern in das -YV-Nctz bewegbar und sodann in Längsrichtung zurückziehbar ist in eine Stellung, in der eine weitere Reihe von Z-Fasern in das ,YV-Netz einführbar ist und durch eine Station (44) zum Durchschäumen des Netzes mit einem Isolierstoff, die einen Endlosgurt (50) unter dem dreidimensionalen XVZ-Netz und in großer Nähe zu diesem eine Antriebseinrichtung zum synchronen Bewegen des Gurtes (50) mit dem XVZ-Netz aufweist, und durch eine Steuerstation (48) zum Aufbringen des Schaums auf den durchlaufenden Gurt (50).

i. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von bewegbaren Z-Fascreinsei/.-einrii htiingcn (14), die in Längsrichtung entlang der ,YVNet/e heabsiaiulel sind /um abwechselnden I inset/en jeweils einer Reihe von Z-Fasern in das Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer mit Fäden dreidimensiom>; verstärkten Schaumsioffisolierung, bei dem eine durrngehende erste Lage aus beabstandeten -Y-Fascrn in einer Längsrichtung und eine erste Lage beabstandeter V-Fasern in einer Querrichtung aufgespannt wird, dann nachfolgende Lagen entsprechender Λ- und V-Fasern in den gleichen Richtungen, aber vertikal beabstandet von den ersten Schichten aufgespannt werden, dann Z-Fasern durch die Lagen hindurch mittels einer Z-Fasereinführeinrichtung zur Bildung eines -YVZ-Nctzes eingeführt werden und ein Isoliermaterial durch das Netz hindurch aufgeschäumt wird.

Die Erfindung betriff: ferner eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausbilden einer derartigen dreidimensional fadenverstärkten Schaumstoffisolierung, mit einer Einrichtung, mit der eine Vielzahl kontinuierlicher erster Lagen beabstandeler Fasern vertikal voneinander beabstandet in einer Längsrichtung aufspannbar ist. mit einer Einrichtung, mit der eine Vielzahl /weiter Lagen beabstandeter V-Fasern in einer Querrichtung und zueinander vertikal beabstandet aufspannbar und so ein XV-Net/. ausbildbar ist, und mit einer Einrichtung, mit der die Lagen der X- und der V-Fasern kontinuierlich in einer Bewegiingsbahn in einer Längsrichtung führbar sind sowie mit einer Schäumstation zum Aufbringen eines schäumbaren Stoffes auf eine Unterlage und zum Aufwärtsschäumen des Schaums durch das X VZ-Netz hindurch.

Urethanschaum, der mit rechtwinklig gespannten Fäden verstärkt ist. hat sich als wirkungsvolle kryogenische Isolierung erwiesen. Eine Verwendung einer solchen Isolierung liegt in den Isolierkammern oder Abteilen von Wasserfahrzeugen, die zum Transport von verflüssigtem Erdgas eingesetzt werden. Erdgas wird bevorzugt in seinem flüssigen Zustand (bei kryogenischen Temperaturen) transportiert, da es dann gegenüber dem gasförmigen Zustand nur ein Sechshundertstel des Volumens aufweist.

In einer Form wird ein metallener .Speichertank beabstandet von der Rumpfschale des Schiffes angeordnet und innen auf den Tankwänden eine Isolierung aufgebracht. Die Z-Fasern in den .Schaumisolierungsplatten sind dabei auf Sperrholzplatten festgelegt, die man mit dem Ta"k verbolzt: auch können die Fasern unmittelbar auf den Innenwänden des Tanks festgelegt sein. Die geschichteten .Y-V'-Fasern nebeneinanderliegender Platten werden zur Bildung einer einheitlichen durchgehenden Isoücrdccke verbunden, die das flüssige Erdgas enthält.

Bisher hat man dreidimensional verstärkten Isolierschaum intermittierend in Blockform hergestellt. Nach diesem Verfahren hat man dk· Verstärkungsfaden an Papprahmen oder -streifen befestigt, die man danach stapelte und über eine Wanne anbrachte, in der sich das Ausgangsmaierial für die Schaumsloffbildung befand. Der Sch.ium steig; dann durch die Fadenanordnung hindurch auf. Nachdem der Schaum ausgehärtet ist. schneidet man die Pappe weg und beseitigt sie und verklebt den verbleibenden Schaumblock mit gleichen Blocks, um die Isolierung hur/iislellun Die imprnitiikti= ven Papprahmen und das chargenwcise Vcrarbeiiungsverfahren mit dein Anordnen der I aden in Net/form und dem Dtirchsi'häumcn sind !euer und /eilraubend.

Bei einem bckannii/n Verl.ihren zur I lersielliing einer um lüden dreidimensional νι·ι w.irkleti Si h.iumsloldsii lierung (Dl. OS _M lh KhO). In-1 km I ,ist· 11.1 urn eri!s|>re ι helicl (li'r I'lnfaucs γι '.'. ,ihtiι<-n U l-.m· ιι; .Ii ιί /iirin.indei