DE2819919A1 - Verfahren zum kontinuierlichen herstellen zylindrischer bloecke aus polymerschaum - Google Patents

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von zylindrischen Blöcken aus Polymerschaum. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung von Blöcken aus flexiblem Polyurethan, die anschließend durch "Schälen" in Folien umgearbeitet V7erden sollen.

In den letzten Jahren wurden Folien aus flexiblem Schaum, insbesondere dünne, als Teppich- oder Textiluntergrund dienende Folien, aus rechteckigen oder flach-streifenförmigen Blöcken aus Kunststoffschaum gefertigt, wobei die Blöcke eine Länge haben, die der Breite der Folien entspricht und um ihre Längsachse an einer Schneidkante vorbeigedreht v/erden, so daß die Folie durch "Schälen" des Blockes erzeugt wird. Es entsteht kontinuierlich eine Folie mit stets gleichbleibender Dicke. Ehe der Block jedoch geschält werden kann, muß er aus der rechteckigen Kontur in eine zylindrische Kontur gebracht werden, indem seine Kanten abgeschnitten werden. Das ist sowohl zeitraubend als auch deswegen unökonomisch, weil der Abfall beim Umwandeln der rechteckigen in zylindrische Blöcke kaum anderweitig verwertbar ist.

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Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, unmittelbar Blöcke zu formen, die zylindrisch und deswegen ohne weitere Vorarbeit schälbar sind. Einige frühere Vorschläge, z.B. gemäß den GB-Psen 1245362 und 1309393, verwenden Freischäumverfahren, bei denen das Gemisch aus den flüssigen Schaumstoffreaktanten in eine bewegliche, relativ flache Form eingebracht wird. Dabei erhält der Block infolge des "Domeffektes" beim Schäumen eine mehr kissenförmige Gestalt, d.h. die Seiten des Blockes, insbesondere die Oberseite, ist konvesc gewölbt, so daß der Block nicht genau rechteckig in seinem Querschnitt ist. Bei anderen früheren Vorschlägen, z.B. gemäß der GB-PS 1075605, ist die Form anfänglich flach und an der Stelle oben offen, an der das flüssige Schaumgemisch eingeführt wird. Danach wird die Form zur Beendigung des Aufschäumens des flüssigen Schaumstoffgemisches in ihrer Kontur zu einem im wesentlichen geschlossenen Zylinder verändert.

Eines der Probleme aller dieser früheren Vorschläge ist, daß das Gemisch aus den flüssigen Schaumstoffreaktanten eine geringe Viskosität hat und die flache, das Gemisch aufnehmende Form zur Verhinderung eines Zurückfließens des Gemisches eine leichte Neigung von etwa 5° hat, wodurch ein "Rinneneffekt" (engl. "guttering effect")

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entsteht, d.h. das flüssige Gemisch dazu tendiert, die bewegte Form hinunterzulaufen und unter den bereits aufsteigenden Schaum zu gelangen. Dieses Unterwandern des aufschäumenden Gemisches durch noch flüssiges Gemisch kann unerwünschte Risse und/oder lunkerartige Hohlräume im fertigen Schaumblock zur Folge haben, oder es entsteht ein mißgestalteter Block mit unterschiedlicher Dichte.

Darüber hinaus benötigen einige der älteren Vorschläge, wie der Vorschlag der vorerwähnten GB-PS 1075 605, zusätzliches Material zur Bildung der Form, was die Fabrikationskosten erhöht.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die behandelten Probleme der früheren Vorschläge oder vermeidet zumindest die Probleme in erheblichem Umfang dadurch, daß ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung zylindrischer Blöcke aus Polymerschaum vorgeschlagen wird, das insbesondere die Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist. Die Erfindung schlägt hierzu auch eine Vorrichtung vor, mit der in verschiedenen Ausführungsformen das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Die bei der Erfindung zur Anwendung kommende Form ist zweckmäßigerweise horizontal oder annähernd horizontal

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angeordnet und wird von Folien aus flexiblem Material, wie Papier oder Polyäthylen, gebildet. An der Stelle, an der das teilweise oder vorgeschäumte bzw. expandierte Schaumstoffgemisch in die Form eingegeben wird, hat die Form die Kontur eines Halbzylinders oder eines im wesentlichen geschlossenen Zylinders.

Im Zeitpunkt der Eingabe des vorgeschäumten Schaumstoffgemisches in die Form muß diese jedoch noch nicht die Form des fertig geschäumten Blockes haben. Das vorgeschäumte Schaumstoffgemisch kann vielmehr beispielweise in den im Querschnitt nur angenähert kreisförmige Form eingegeben werden, und diese kann ihre endgültige zylindrische oder halbzylindrische Form erhalten, während das vorgeschäumte Schaumstoffgemisch fertig aufschäumt.

Bei einer bevorzugten Lösung wird das Schaumstoffgemisch in einem Trog vorgeschäumt, der innerhalb der wandernden Form angeordnet ist und von dem aus das vorgeschäumte Schaumstoffgemisch zum fertigen Aufschäumen in die Form gelangt. Das Gemisch aus flüssigen Schaumstoffreaktanten wird auf dem Trogboden aufgegeben, um in dem Trog vorzuschäumen und in ihm hochzusteigen, bis es als vorgeschäumtes Gemisch aus dem Trog ausfließt und in die Form gelangt. In

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den "laße, wie der Schaum in dem Trog expandiert und hochsteigt, wird frisches Geniisch aus flüssigen Schaumstoffreaktanten dem Trog zugeführt mit dem Ergebnis, da3 ein konstanter Fluß von vorexpandiertem Schaum aus dem Trog in die wandernde Form gelangt. An der Stelle einer solchen Troganordnung kann das Gemisch aus flüssigen Schaumreaktanten mittels eines Mischkopfes einem Tank zum Vorschäumen zugeführt werden, ehe es im vorgeschäumten Zustand einer stationären Düse in der wandernden Form zugeführt wird. Dieser Expansionstank wiederum kann durch eine Speiseleitung zwischen dem Mischkopf und der Düse ersetzt werden, deren Länge so bemessen ist, daß dem Gemisch aus flüssigen Schaumstoffreaktanten ein ausreichendes Aufschäumen ermöglicht wird, ehe das Gemisch die Düse erreicht.

Im Zusammenhang mit der Erfindung kann für die Bildung des zylindrischen Blockes eine oben offene wandernde Form als Halbzylinder ausgebildet werden, bei deren Verwendung die obere Hälfte des Schaumblockes durch den natürlichen "Domeffekt" gebildet wird. Vorzugsweise soll das fertige Aufschäumen jedoch in einer im wesentlichen geschlossenen wandernden zylindrischen Form aus flexiblem Folienmaterial, wie Papier oder Polyäthylen, erfolgen. Die Form kann aus einer einzigen Folie oder aus zwei verschiedenen bzw.

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getrennten Folien gebildet v/erden, von denen eine die obere, die andere die untere Hälfte der geschlossenen zylindrischen Form bildet. Im Fall der Anwendung zweier Folien, also einer zweiteiligen Form, können sich die beiden Folien mit ihren Längskanten überlappen, oder sie können im Bereich ihrer Längskanten zu Längsflanschen umgelegt werden, so daß übereinanderliegende Flansche miteinander verbunden werden können, um so die Form mit der Kontur eines geschlossenen Hohlzylinders zu bilden. Ein Vorteil der Verwendung von Längsflanschen auf jeder Seite der wandernden Form besteht darin, daß diese Flanschen von geeigneten Antriebsmitteln erfaßt werden können und so die Form ihren Vorschub erhalten und aus dem Bereich heraus bewegt werden kann, in dem das vorgeschäumte Gemisch aus den Schaumstoffreaktanten in die Form eingegeben werden kann.

Zur Bildung der wandernden Form kann auch ein geschlossenes Rohr aus flexiblem Material verwendet werden. Ehe dieses Rohr den Aufgabenbereich für die Schaurnreaktanten erreicht, wird es geschlitzt, um nach der Aufgabe der Reaktanten durch den Schlitz wieder verschlossen zu werden.

Wie die wandernde Form auch ausgebildet sein sollte, muß doch in jedem Fall die Möglichkeit der Eingabe der vorgeschäumten Schaumreaktanten in das Forminnere gegeben sein.

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Wenn das Aufschäumen zum fertigen Block in einer vollständig geschlossenen Form erfolgt, kann es notwendig sein, Mittel zum Perforieren der Oberseite der Form vorzusehen, um die beim Schäumen entstehenden Gase entweichen zu lassen.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders für das Zusammenwirken mit einem Kanalförderer an sich bekannter Axt geeignet, wie sie bei der Fertigung rechteckiger Blöcke bereits verwendet werden, wie es auch in Zusammenhang mit dieser Erfindung beschrieben wird. Einem solchen Trogförderer für die Fertigung von im Querschnitt rechteckigen Schaumstoffblöcken kann eine Vorrichtung gemäß der Erfindung temporär zugeordnet werden, um mit einer Maschine alternativ Schaunstoffblöcke fertigen zu können, die rechteckige oder runde Querschnitte haben.

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Figure nbeschreibung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung zur Erläuterung der Erfindung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in der

Seitenansicht,
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, wobei einige Teile zur besseren Sichtbarmachung anderer

Teile weggelassen worden sind, Fig. 3 eine Ansicht auf das stromabwärtige Ende der

in Fig. 1,2 dargestellten Vorrichtung, Fig. 4,5 in perspektivischer Darstellung Ansichten auf das eine Ende eines Troges, wie er bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3 zur Anwendung

kommt,
Fig. 6 in einer Fig. 4 entsprechenden Darstellung eine

Abwandlung des Troges,
Fig. 7 in einer Seitenansicht eine andere Vorrichtung

gemäß der Erfindung und
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7,

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Gemäß Fig. 1 bis 3 enthält eine Vorrichtung zur Herstellung eines im wesentlichen zylindrischen Blockes aus polymerem Schaum eine zylindrische translatorisch bewegbare Form 1, die aus einer halbzylindrischen oberen Formhälfte 2 und einer halbzylindrischen unteren Formhälfte 3 besteht. Jede der beiden Formhälften ist aus einer dünnen Folie aus flexiblem Material, beispielsweise aus Papier oder Polyäthylen, hergestellt. Die Folien werden mit Zuführwalzen 11, 12 einem Formring 4 zugeführt, in und mit dem sie zu den Formhälften geformt werden. Ehe die obere und die untere Folie den Formring 4 erreichen, werden an jeder ihrer freien Längskanten Längsflansche 13, 14 angeformt. Diese Längsflansche werden stromabwärts des Ringes 4 mittels an sich bekannter und nicht dargestellter Mittel so zusammengeklebt, daß jenseits, d.h. stromabwärts des Ringes 4, eine bewegbare zylindrische Form entsteht, in der das Schäumen erfolgen kann.

Die untere Formhälfte 3 wandert stromabwärts des Ringes in einem Kanal 6· mit dem Querschnitt eines Kreisabschnittes , der in einem gegen die Horizontalebene geneigten Formträger 6 angeordnet ist. Eine für viele Fälle typische Neigung des Formträgers 6 gegen eine Horizontalebene ist etwa 4°, bei einigen Schäumbedingungen

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kann der Winkel jedoch auch nur 1 bis 2° sein oder der Formträger kann im Grenzfall sogar horizontal liegen. Um diesen Winkel verändern zu können, ist der Formträger mit seinem einen Ende in einem Gestell 10 höhenverstellbar gelagert und mit seinem anderen Ende in einem Gelenk 10' gehalten.

Die wie die untere Formhälfte 3 in Formlängsrichtung bewegbare obere Formhälfte 2 ist in einem oberen Widerlager bzw. Sattelstück 7 abgestützt, das im Querschnitt konvex gewölbt ist, womit die obere Formhälfte 2 einen dem Querschnitt der unteren Formhälfte 3 entsprechenden Querschnitt eines Kreisabschnittes hat und ebenfalls eine langgestreckte Rinne bildet. Die Formhöhlung des Sattelstückes 7 ist mit einer Vielzahl von über die ganze Oberfläche verteilten öffnungen versehen, die mit einem Sammelraum 7a in Verbindung stehen, der seinerseits über eine Leitung 7b mit einer nicht gezeichneten Vakuumquelle in Verbindung steht. Auf diese Weise schließt die Satteleinheit 7 eine Vakuumkammer ein, die die obere Formhälfte 2 bei ihrer fortschreitenden Bewegung in der Anlage an der Höhlung des Sattelstückes 7 hält. Es ist zwar nicht notwendig, daß sich die Vakuumkammer über die ganze Länge des Sattelstückes erstreckt, aber sie sollte sich stromabwärts

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zumindest bis zu einer mit "A" bezeichneten vertikalen Querebene erstrecken (Fig. D₇ in der der expandierende Schaum die Uand der oberen Formhälfte 2 erreicht hat. Die Erstreckung der Vakuumkammer bis zum stromabwärtigen Ende der Satteleinheit 7 erleichtert die Stützung der oberen Formhälfte während der Startphase des Schäumprozesses,

Die kontinuierliche translatorisehe Bewegung der zylindrischen Form 1 stromabwärts vom Ring 4 erfolgt durch einen Antrieb in der Form von angetriebenen Bandförderern 9, die paarweise auf jeder Seite der Form 1 so angeordnet sind, daß sie mit den Längsflanschen 13, 14 zusammenwirken. Die Vorschubbewegung der Form 1 kann jedoch auch mit jeder anderen geeigneten Art von Fördermitteln bewirkt v/erden, beispielsweise Greiferwalzen. Alternativ kann der Antrieb für die Form auch jenseits des stromabwärtigen Endes des Formträgers 6 angeordnet sein.

In die sich bewegende Forin 1 wird auf die stromabwärtigen Seiten des Ringes 4 aus einem flachen stationären Trog 5 teilweise expandierter Schaum eingeführt. Der Trog 5 ist innerhalb der sich bewegenden zylindrischen Form 1 unmittelbar oberhalb der unteren Formhälfte 3 angeordnet. Der Trog wird von einem Gerüst 14 getragen, das auch den

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Ring 4 trägt. Der Querträger des Gerüstes 14 erstreckt sich durch die zylindrische Form 1 zwischen den bei der Montage des Querträgers noch nicht miteinander verbundenen Formhälften.

Die Zuführung der flüssigen Schaumreaktanten zu dem Trog erfolgt über gegebenenfalls flexible Leitungen 15. Diese Leitungen sind mit stehenden festen Einlaßrohren 16 verbunden, die ihrerseits am Trogboden in den Trog 5 münden.

Der Aufbau des Troges 5 ergibt sich deutlicher aus Fig. 4,5. Danach hat er eine aufrechte Rückwand 17 und Seitenwände Von dem Boden 20 aus bis zu einer Lippe 21 in der Höhe der halben Höhe der Rückwand 17 erstreckt sich eine Vorderwand 19. Die Lippe 21 bildet ein Wehr oder einen überlauf des Troges. Die Einlaßrohre 16 für das Gemisch der flüssigen Schaumreaktanten sind der Rückwand 17 des Troges zugeordnet und stehen mit dessen Innenraum über Öffnungen 22 in Verbindung, die nahe dem Boden 20 angeordnet sind. Eine nach unten geneigte Schürze 23, deren Vorderkante bogenförmig ausgebildet ist, erstreckt sich von der Lippe 21 nach unten in einen Bereich, der im wesentlichen in der gleichen Ebene wip der Boden des Troges liegt.

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Um die Menge des vorexpandierten bzw. teilweise expandierten Schaumes, der in die bewegte Form 1 nahe den Trogenden eingegeben wird, zu erhöhen, kann der Trog durch Trennwände 24 in mehrere Abteilungen unterteilt v/erden (Fig. 6) , wobei jede Abteilung ihr eigenes Einlaßrohr hat, das in ihren Boden mündet. Jede Trennwand ist mit einem Nasenabschnitt 25 versehen, der sich zum freien Ende der Schürze 23 erstreckt, um die Zuführung des vorexpandierten Schaumes aus dem Trog 5 in den tieferen Formabschnitt 3 zu unterstützen. Bezüglich eines bestimmten Durchsatzes des dem Trog zugeführten Schaumgemisches haben die beiden seitlich der mittleren Abteilung angeordneten Abteilungen ein kleineres Volumen als die mittlere Abteilung. Hierdurch ergibt sich bei der beschriebenen Anordnung, daß von den beiden seitlichen Abteilungen mehr Schaumgemisch geliefert wird als von der mittleren Abteilung. Das wiederum bewirkt, daß ein größerer Teil der Oberfläche des Bodens der unteren Formhälfte 3 vom Schaum "benetzt" wird, was das nachfolgende Aufschäumen und die 3lockbildung verbessert.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird ein Gemisch aus den flüssigen Schaumreaktanten in an sich bekannter Weise aus einem nicht dargestellten Mischkopf durch die

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Leitungen 15, 16 auf den Boden des Troges 5 innerhalb der sich bewegenden zylindrischen Form 1 aufgegeben. Die Mischung aus den Reaktanten ist noch flüssig, wenn die Mischung im Trog ankommt, aber, indem der Flüssigkeitsspiegel ansteigt, geliert die Mischung und dann beginnt infolge der chemischen Reaktionen das Expandieren in an sich bekannter Weise. Der expandierende Schaum steigt im Trog hoch und fließt über die Lippe 21, um nach unten auf die stationäre Schürze 23 sowie auf den Boden der sich bewegenden zylindrischen Form 1 zu gelangen, und zwar als vorexpandierter Schaum, d.h. in einem Zustand zwischen dem im wesentlichen flüssigen und dem im wesentlichen verfestigten Zustand, in dem die Mischung aus dem im wesentlichen flüssigen in den im wesentlichen festen Zustand überwechselt. In dem Maße, wie der Schaum expandiert und in dem Trog hochsteigt, wird ein frisches Gemisch von Reaktanten auf den Trogboden aufgegeben. Auf diese Weise fließt ein konstanter Fluß von expandierendem Schaum über die Lippe 21.

Hat die vor- oder teilexpandierte Schaumstoffmischung die sich fortlaufend bewegende zylindrische Form 1 erreicht, expandiert sie und steigt in bekannter Weise auf, wie es mit dem Linienzug 30 in Fig. 1 dargestellt ist, um die Form auszufüllen. Zur gegebenen Zeit verläßt der

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völlig expandierte Schaum den von der Form gebildeten Tunnel, der bei einer typischen Vorrichtung etwa 6 m lang ist und wie er zwischen dem Sattelstück 7 und dem unteren Formträger 6 definiert ist. In diesem Zeitpunkt ist der Schaum so weit getrocknet, daß er sich selbst trägt, gehandhabt werden kann und durch bekannte Mittel in zylindrische Blöcke mit gewünschter Länge geschnitten werden kann, um zum Schälen fertig zu sein.

Gemäß Fig. 3 besteht das Sattelstück 7 aus zwei Hälften, der unteren Hälfte und der oberen Hälfte mit dem Sammelraum 7a, die bei 7c an der unteren Hälfte angelenkt ist und aufgeklappt werden kann, um einen Zugang zum Inneren des Formtunnels zu Reinigungszwecken freizugeben .

Wenn es notwendig ist, kann die obere Folie 2 stromabwärts des Bereiches A perforiert werden, um das Abströmen von Gasen zu ermöglichen, die sich bei den chemischen Reaktionen bilden.

Um das Folienmaterial der oberen und der unteren Formhälfte 2 und 3 um den Ring 4 legen bzw. formen zu können, um so die zylindrische Form 1 zu bilden, soll die Breite

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jeder Folie im flachen Zustand etwa das 1.6-fache des Durchmessers der zylindrischen Form 1 betragen.

Die zu bewegende Form kann statt aus zwei separaten Folien auch aus einer einzigen Folie gebildet werden, die dann um den Ring 4 herum zugeführt wird und dabei zu einer geschlossenen Zylinderform geformt wird, entlang ihren Längskanten jedoch einen schmalen Längsschlitz hat. Abhängig von der Lage der Zuführungsleitungen 15,16 kann der Längsschlitz an der Oberseite oder entlang einer Seite der .Form gebildet werden. Stromabwärts des Troges 5 kann der Längsschlitz geschlossen werden, indem in üblicher Weise eine Siegelvorrichtung und entsprechender Klebstoff zur Anwendung kommen, wenn sich der Längsschlitz an einer Seite der Form befindet. Befindet sich der Längsschlitz an der Oberseite der Form, so kann er jedoch auch offengelassen werden. Eine auf diese Weise in einem Stück gefertigte Form kann in jeder geeigneten Weise gefördert werden, beispielsweise indem die Fördermittel an stehengebliebenen Flaschen zu beiden Seiten des Längsschlitzes angreifen.

Es ist besonders zweckmäßig, einen Trog mit einer Schürze 23 gemäß der Darstellung in der Zeichnung zu verwenden.

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Der Trog und die Schürze sind dabei unmittelbar aneinander anschließend innerhalb der unteren Formhälfte 3 angeordnet, so daß jegliches Dichtungsproblem entfällt, wenn der teilexpandierte Schaum auf die Schürze gelangt. Trotz der Vorteilhaftigkeit dieser Lösung ist sie jedoch nicht erfindungswesentlich. Es kann beispielsweise der Trog kürzer ausgeführt werden, als es in der Zeichnung dargestellt und oben beschrieben ist. Gleichgültig, ob ein kürzerer Trog verwendet wird, oder ob seine effektive Länge verringernde Teile verwendet v/erden, hat die der Lippe 21 zugeordnete Schürze die Weite der effektiven Troglänge und parallele Seitenkanten mit hochstehenden Wänden. Bei einer solchen Anordnung müssen der Trog und seine Schürze nicht mehr dicht in der unteren Formhälfte angeordnet sein, weil der teilexpandierte Schaum beim Verlassen einer derart abgewandelten Schürze bereits eine soweit erhöhte Viskosität hat, daß ein Risiko des Rückströmens nicht besteht. Auch an den Seiten besteht nicht die Gefahr von Leckverlusten für das expandierende Schaumstoffgemisch, weil ein seitliches Abfließen durch die vertikalen Wände entlang den Seitenkanten verhindert wird. Nach einer anderen Alternative kann für diesen Zweck die Schürze schüssel- oder sattelförmig ausgebildet sein.

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Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 7, 8 dargestellt.

Bei dieser Lösung ist der Formtunnel in einem Kanalförderer angeordnet, der normalerweise der kontinuierlichen Herstellung rechteckiger Blöcke aus Polymerschaum dient. Solch ein Kanalförderer ist an sich bekannt und, beispielsweise, in der US-PS 3 152,361 beschrieben.

Gemäß Fig. 7,8 enthält der Kanalförderer zur Herstellung von im Querschnitt rechteckigen Blöcken aus Kunststoffschaum einen kontinuierlich bewegten Förderer 40, zu dessen beiden Seiten stationäre Plattformen 41 angeordnet sind, von denen jede eine starre Seitenwand 42 aufweist. Wie bekannt, sollen der Förderer und die Seitenwände vorzugsweise mit Folien aus beispielsweise Papier versehen sein und eine rechteckige Form bilden, was jedoch, ebenso wie der zugehörige Zuführungsmechanismus für die Folien, für die vorliegende Erfindung nicht zwingend ist und deswegen nicht näher erläutert v/erden soll. Ebenfalls nicht näher erläutert werden soll der den Kanalförderer zugehörige Mischkopf, der in der Zeichnung auch nicht dargestellt ist.

Um diesen Kanalförderer für die Herstellung zylindrischer Blöcke geeignet zu machen, ist unter Einhaltung lediglich

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eines notwendigen "lindestabstandas vom Förderer 40 ein zylindrischer Formtunnel 43 zwischen den Seitenwänden 42 angeordnet. Zu diesem Zweck sind mehrere Querträger 44 mit angemessenem Abstand voneinander auf der Oberseite des Formtunnels angeordnet, die mit ihren Enden auf den Oberkanten der Seitenwände 42 ruhen und, wenn nötig, dort durch geeignete Haltemittel befestigt sind. Sollte es nötig sein, die Querträger 44 oberhalb der Oberkanten der Seitenwände zu lagern, so können die Querträger langer als dargestellt ausgeführt sein und nit Stützen seitlich von den Seitenwänden auf den Plattformen 41 abgestützt sein.

Obwohl der Formtunnel als eine einheitliche Struktur dargestellt ist, kann er in der Praxis aus zwei oder mehreren Teilzylindern, ZyIinderabschnitten oder Schalenteilen zusammengesetzt werden.

Eine zylindrische Anpassungsforiti, wie sie bei der Lösung gemäß Fig. 7, 3 Anwendung findet, kann im wesentlichen in der Weise hergestellt werden, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist. Sie besteht aus einer oberen Formhälfte 45 und einer unteren Formhälfte 46 aus geeigneten Folienmaterial. Jede Folie wird von

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einer Zuführungsrolle 47 bzw. 43 abgezogen und erhält ihre notwendige Form, indem sie um und über einen Formring 49 geführt wird. Bei dieser Lösung überlappen sich jedoch die Ränder der Formhälften innerhalb des Formtunnels, indem die Ränder 46a der unteren Formhälfte innerhalb der Ränder 45a der oberen Formhälfte liegen. Die obere Formhälfte wird an dem Formtunnel mit einem überdruck in Anlage gehalten, der im Tunnel mit Luft erzeugt wird, die von einem am Ring 49 befestigten Gebläse 55 gefördert wird.

Als Alternative für die Troganordnung gemäß Fig. 1 bis 3 wird teilweise oder vorexpandierter Schaum in die zylindrische Form mit einer stationären, nach unten gerichteten Düse 50 eingebracht, die auf dem Ende eines starren Zuführungsrohres 51 montiert ist, das seinerseits von den Ring 49 getragen wird. Der Auslaß des vorerwähnten Mischkopfes ist mit dem Einlaß 52 eines Tankes 53 für die Zwischenexpansion verbunden, dessen Auslaß mittels einer flexiblen Leitung 54 mit dem Zuführungsrohr 51 verbunden ist.

Vor Arbeitsbeginn werden die Formhälften 45,46 in den Formtunnel eingeführt und einer Verholvorrichtung zugeordnet, die auf dem Förderer angeordnet ist und einen

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Greifer 56 zum Erfassen der einan Enden der Formhälften aufweist. Die Verholvorrichtung weist außerden eine Plattform 57 auf, auf der die Bedienungsperson zu stehen kommt, die das Zusammenwirken der Verholvorrichtung mit dem Förderer überwacht. Während des Betriebes wird bei laufenden Förderer dem Tank 53 ein Gemisch aus den flüssigen Schaumreaktanten zugeführt, wo es so lange belassen wird, bis es in ausreichendem Maße partiell aufgeschäumt ist, um im vorgeschäumten Zustand der Düse 50 zugeführt zu werden. Der vorgeschäumte Schaumstoff wird der Düse in dem Zustand zugeführt, wie er bei der Lösung gemäß Fig. 1 bis 3 aus dem Trog gelangt. In der zylindrischen Form schäumt der Schaumstoff weiter auf, bis er die gewünschte Abmessung erreicht hat, und er ist selbsttragend gev7orden, wenn er das stromabwärtige Ende des Tunnels, wie oben beschrieben, erreicht hat. Der Schaum und die Form bleiben für die weitere stromabwärts gerichtete Bewegung auf dem Förderer, und für die ausreichende Zeitdauer wird die Verholbewegung von dem Förderer direkt auf die zylindrische Form übertragen dank des Gewichtes des Schaumblockes.

An der Stelle des Expansionstankes 53 kann die Leitung 54 direkt mit dem Auslaß des Mis chic opf es verbunden sein.

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Sie muß dann aber eine so ausreichende Länge haben, daß das Gemisch aus flüssigen Schaumreaktanten partiell aufgeschäumt ist, wenn es die Düse 50 verläßt.

Nachdem in dem benötigten Umfang Schaumstoff in Zylinderform gefertigt worden ist, kann der Formtunnel 43 abgebaut werden, vorzugsweise in seiner Gesamtheit mittels einer Überkopf-Hubvorrichtung nach oben aus dem Kanalförderer herausgehoben werden, um zur Seite gestellt zu werden. Nachdem der Mischkopf wieder angeschlossen worden ist, kann die Vorrichtung wieder zur Fertigung von Schaumblöcken mit rechteckigem Querschnitt verwendet werden.

Es versteht sich von selbst, daß Einzelheiten der beschriebenen Vorrichtungen verändert werden können, ohne daß am Grundprinzip der Erfindung etwas geändert wird. Insbesondere können Teile beider Lösungen gegeneinander vertauscht v/erden. So kann beispielsweise der Trog 5 der Lösung gemäß Fig. 1 bis 3 bei einer Lösung gemäß Fig. 7,8 an der Stelle der stationären Düse 50 verwendet werden.

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An sich sollten mit Vorrichtungen gemäß der Erfindung zylindrische Blöcke mit einem Durchmesser von etwa 40 inches oder 1 m gefertigt werden. Die Vorrichtung kann jedoch so ausgestaltet werden, daß sie beim Stillstand oder im Betrieb eingestellt werden kann, um Blöcke mit größer era Durchmesser fertigen zu können.

Viele Hersteller von im Querschnitt rechteckigen Schaumstoffblöcken wurden gerne gelegentlich zylindrische Blöcke fertigen, haben jedoch weder den nötigen Platz noch das nötige Kapital, um eine zusätzliche Maschine ständig aufstellen zu können. Die Vorrichtung genäß der Erfindung, insbesondere wenn sie transportabel ist, hilft solchen Herstellern, diese Probiene zu lösen.

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Claims (35)

Anmelder: Unifoam A.G., Kirchweg 54, CH-8750 Glarus, Schweiz U 54 P 106 Titel; Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen zylindrischer Blöcke aus Polyrierschaum Patentansprüche Λ Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen zylindrischer Blöcke aus Polymerschaum, gekennzeichnet durch

1.1 das Reaktionsgemisch aus den flüssigen Schaumstoffreaktanten wird bis zu einer Stufe zum Reagieren gebracht, bei der das Gemisch expandiert,

1.2 zumindest der untere Teil einer kontinuierlich bewegbaren Form erhält die Kontur des herzustellenden zylindrischen Blockes,

1.3 das expandierende Reaktionsgemisch wird in den unteren Teil der Form gebracht, um dort zu Ende zu schäumen, während gleichzeitig die Form gegebenenfalls gestreckt wird, damit ihre Kontur auch weiterhin der Kontur des herzustellenden zylindrischen Blockes entspricht,

1.4 der zu seiner endgültigen Kontur aufgeschäumte Kunststoffblock bleibt solange in der Form, bis er soweit verfestigt ist, daß er ohne äußere Stütze seine Kontur behält.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form im wesentlichen zylindrisch ist und aus einer oberen und einer unteren Formhälfte besteht, von denen jede aus einer Folie aus flexiblen Material besteht, um im Querschnitt die Kontur eines Halbzylinders zu erhalten, wobei beide Formhälften in einem steifen, stationären Formtunnel mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenfläche abgestützt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie für jede Formhälfte von einer Speiserolle abgezogen und über ein Formglied zur Erzeugung der Form des Halbzylinders geführt wird und dann bei Gleitverbindung zur Innenseite des Formtunnels durch den Formtunnel geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gakennzeichnet, daß die obere Formhälfte in der Anlage am oberen Bereich des Formtunnels mittels Vakuum gehalten wird, das durch mehrere Öffnungen in der Tunnelwand erzeugt wird, die in dem Bereich der Tunnelwand angeordnet sind, an der die Formhälfte in Anlage gehalten werden soll.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Formhälfte in Anlage am oberen Bereich des Formtunnels mittels eines Überdruckes gehalten wird, der in einem entsprechenden Bereich innerhalb der Form erzeugt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Formtunnel zwei im wesentlichen halbzylindrische Teile aufweist, die unter Einhaltung eines Abstandes zwischen ihren Längskanten, den Vollzylinder bildend, aufeinanderliegen, wobei die Längskanten der beiden Formhälften zu Flanschen nach außen in den Bereich zwischen den Längskanten der Tunnelhälften umgebogen sind und der Einleitung der Bewegungsenergie für die Form dienen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form kontinuierlich translatorisch durch den Formtunnel bewegt wird, indem eine Vorschubkraft außerhalb des Formtunnels auf die Flanschen der Form übertragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2 bzw. einen der auf Anspruch 2 zurückbezogenen Ansprüche, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Innenseite des Pormtunnels zylindrisch ist und die Seitenkanten der oberen Formhälfte die Seitenkanten der unteren Formhälfte überlappen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form kontinuierlich durch den Formtunnel bewegt wird, indem eine Zugkraft auf das vordere Formende aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus den flüssigen Schaumstoffreaktanten am stromaufwärtigen Ende der Form in einen Trog eingegeben wird und das Gemisch so lange in dem Trog belassen wird, bis es infolge der chemischen Reaktion aufzuschäumen beginnt, woran anschließend das teilweise aufgeschäumte Reaktionsgemisch von dem trogförmigen Kessel in die Form gelangt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das teilweise aufgeschäumte Reaktionsgemisch zunächst auf eine stationäre Fläche hinuntergelangt, ehe es die Form erreicht.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekannzeichnet, daß sich die stationäre Fläche auf einer Entfernung über die Form erstreckt, die kleiner als die entsprechende Weite der Form ist, während der überfliessende teilweise expandierte Schaum so eingeschnürt ist, daß er nur über die Fläche hinunterfließt.

13. Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Blockes aus polymerem Schaum, gekennzeichnet durch

13.1 Mittel für die Reaktion einer Mischung aus flüssigen Schaumreaktanten bis zu einer Stufe, in der die Mischung aufschäumt,

13.2 eine kontinuierlich translatorisch bewegbare Form, die zumindest im unteren Teil die Kontur hat, die der Kontur des herzustellenden zylindrischen Kunststoff blockes entspricht,

13.3 Aufgabemittel zum Einbringen des expandierenden Gemisches in den unteren Formteil und

13.4 Mittel zum Strecken der Form während ihrer translatorischen Bewegung, so daß die Kontur der Form auch weiterhin der gewünschten Kontur des herzustellenden Schaumstoffblockes entspricht, wobei der in die Form eingegebene, teilweise expandierte Schaum in der Form weiter zu seiner endgültigen

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Kontur aufschäumt und auch nach Erreichen der gewünschten zylindrischen Kontur so lange in der Form verbleibt, bis er ohne Stütze von außen sich selbst trägt, d.h. seine Kontur beibehält.

14. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines zylindrischen Blockes aus polymerem Schaum, gekennzeichnet durch

14.1 Mittel für die Reaktion einer Mischung aus flüssigen Schaumreaktanten bis zu einer Stufe, in der die Mischung aufschäumt,

14.2 eine kontinuierlich translatorisch bewagbare Form, deren Kontur der Kontur des herzustallenden zylindrischen Blockes entspricht und

14.3 Aufgabemittel zum Einbringen des expandierten Schaumes in den unteren Teil der Form, wobei der in die Form eingegebene, teilweise expandierte Schaum in der Form zu seiner endgültigen Form expandiert und in der Form verbleibt, bis er ohne Stütze von außen seine Kontur beibehält, d.h. sich selbst trägt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen steifen, stationären Formtunnel mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenseite zum Stützen der beweglichen Form.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Form einen oberen und einen unteren Formteil aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Zuführungsrollen aus flexiblem Folianmaterial stromaufwärts des Formtunnels angeordnet sind, wobei zwischen den Zuführungsrollen und dem Formtunnel ein Formring angeordnet ist und wobei weiter Mittel vorgesehen sind, um die Folien von den Zuführungsrollen abzuziehen, über den Formring zu fördern und durch den Formtunnel zu führen, so daß die Folien mittels des Forrnringes die Kontur von Zylinderabschnitten erhalten und in dem Formtunnel im Zusammenwirken mit diesem die Form bilden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede Folie einen oberen bzw. unteren Formteil bildet und der Form- bzw. Stütztunnel zwei im wesentlichen halbzylinderförmige Hälften aufweist, die unter Einhaltung eines Abstandes zwischen ihren Längskanten die Kontur eines VollZylinders bildend einander zugeordnet sind, wobei stromaufwärts des Tunnels eine Faltvorrichtung angeordnet ist, mit der die Längskanten der beiden Formteile der Folien zu nach außen

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gsrichteten Flanschen umgefaltet v/erden, die auf jeder Seite, miteinander verbunden oder zumindest aufeinanderliegend, mit die Vorschubbawegung gegenüber dem Tunnel zulassenden Spiel in die von den Kanten der Tunnelhälften begrenzten Spalte ragen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubbewegung der Form mit einem Antrieb bewirkt wird, der auf dem Form- bzw. Stütztunnel gelagert ist und an den Flanschen der von den Folien gebildeten Formteile angreift.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Folie ein oberes, die andere Folie ein unteres Formteil bildet und daß die Innenseite des Form- bzw. Stütztunnels einen Zylinder bildet, wobei Führungen für die freien Kanten der beiden Formteile vorgesehen sind, die die Formteile so führen, daß innerhalb des Form- bzw. Stütztunnels die freien Kanten des unteren Formteiles die freien Kanten des oberen Formteiles überlappen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Form mit einem Antrieb bewirkt wird, der die beiden Formteile an ihren vorderen, stromabwärtigen Enden erfassen.

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22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, gekennzeichnet durch eine Aufgabevorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff auf die Bereiche der beiden Formteile, die nahe den freien Kanten der Formteile miteinander zu verbinden sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder einem der darauf zurückbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aus flexiblem Folienmaterial besteht, das im oberen Bereich des Form- bzw. Stütztunnels zwangsweise an dessen Innenseite angelegt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage der Folie an die Innenseite des Formbzw. Stütztunnels mit einer oberhalb des Tunnels angeordneten Vakuumkammer erfolgt, die sich über die Länge des Tunnels erstreckt und mit Öffnungen in der Tunnelwand in Verbindung steht.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage der Folie an die Innenseite des Formbzw. Stütztunnels mittels Überdruck erfolgt, der in der Form mittels Luft erzeugt wird, die mit einem Gebläse in das stromaufwärtige Formende eingeblasen wird.

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26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 25, gekennzeichnet durch einen stetig arbeitenden Förderer, dessen Greifer jenseits des stromabwärtigen Endes des Form- bzw. Stütztunnels angeordnet ist, um den den Tunnel verlassenden Bereich der Form zu ergreifen und die Form vom Tunnel wegzuziehen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer das stromabwärtige Formende lösbar erfaßt.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Form an ihrem stronaufwärtigen Ende ein Trog angeordnet ist, auf dessen Boden das Gemisch aus den flüssigen Schaumstoffreaktanten aufgebracht wird, um bei entsprechender Kontur des Troges in diesem zu reagieren und aufzuschäumen, wobei zwischen dem Trog und der Form eine Lippe angeordnet ist, über die der teilweise expandierte Schaum aus dem Trog aus- und in die Form eintritt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lippe über den Trog erstreckt, und zwar über einen Bereich, der schmaler als die Trogweite ist.

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30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, gekennzeichnet durch eine Schürze, die sich von der Lippe aus nach unten gegen den Trogboden erstreckt.

31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürze an ihren Seitenkanten nach oben gerichtete Seitenvxände aufweist, die den teilexpandierten Schaum auf der Oberseite der Schürze zusammenhalten, damit dieser nur über die Schürze aus dem Trog abströmt.

32. Vorrichtung und/oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigung zylindrischer Schaumstoffblöcke alternativ zur Fertigung rechteckiger Schaurastoffblöcke erfolgt.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet daß sie auswechselbar in eine Maschine zur Fertigung rechteckiger Schaumstoffblocke einsetzbar ist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Form erst während des fertigen Aufschäumens des vorgeschäumten Schaumstoffgemisches ihre endgültige Kontur erhalten hat.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die wandernde Form aus einem Rohr aus flexiblem Material besteht.

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