DE3329616C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von Schaumstoffkörpern aus einem Polystyrolgranulat, das ein durch Wärme aktivierbares Treibmittel enthält gemäß dem Ober­ begriff von Anspruch 1.

Auf diesem Gebiet sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen das Granulat kontinuierlich durch eine offenendige Formkammer geführt und dabei einer Erwärmung ausgesetzt wird, die das Expandieren bewirkt. Die Kammer begrenzt dabei die Ausdehnung und weist ent­ sprechend stabile Wände auf, um den beim Expandieren von Polystyrol auftretenden erheblichen Drücken Stand zu halten. Dabei werden im allgemeinen Erzeugnisse mit recht­ eckigem Querschnitt erstellt.

Die DE-AS 20 59 036 und die US-PS 33 83 441 und 34 08 690 offenbaren einen Typ kontinuierlicher Formvorrichtungen mit horizontaler Formkammer, die durch die Oberflächen zweier einander gegenüberliegender endloser Bänder begrenzt wird. Ein Hauptnachteil für die Verwendung dieser Vorrichtungen besteht darin, daß die endlosen Bänder, welche das Poly­ styrolgranulat bewegen, zugleich die Formkammer definieren und die Ausdehnung des Granulats be­ grenzen. Die endlosen Bänder müssen daher starr sein und erfordern für eine korrekte Arbeitsweise komplexe Antriebs- und Führungsmechanismen. Generell sind diese Bänder aus rostfreiem Stahl als perforiertes Band oder Laschenkette geformt. Außerdem haben diese Vorrichtungen einen schlechten thermischen Wirkungsgrad, weil Dampf an den Stellen der Bandführungen und an der Dampfbüchse aus der Formkammer entweichen kann. Weiter können die endlosen Bänder dieser Vorrichtungen, weil sie starr sind, keinen Polystyrolkörper mit anderen als ebenen Oberflächen erzeugen.

Die DE-AS 17 04 501 betrifft eine kontinuierliche Formmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art. Bei dieser wird die Formkammer von den Oberflächen einer umlaufenden Trommel und einer orts­ festen Wand oder Platte begrenzt. Hierbei erfolgt der Transport des expandierenden Materials durch die Drehbe­ wegung der Trommel, wobei das Polystyrol jedoch die Tendenz hat, an der der Trommel gegenüberliegenden stationären Wand zu haften. Es besteht zwar die Möglichkeit, eine Bahn mit nicht ebenen Oberflächen zu erzeugen, indem Formelemente auf der Trommel oder Platte angebracht werden oder die Platte der gewünschten Form entsprechend gestaltet wird. Dies führt jedoch zusätzlich zu Problemen beim Ablösen der fertigen Bahn.

Aus den US-PS 38 80 559 und RE-Issue 29 416 sind Vorrichtungen zum kontinuierlichen Formen von expandierbarem Kunststoff z. B. Polyurethan, zu Formkörpern bekannt, die zwei endlose Bänder zum Bewegen des Kunststoffs aufweisen. Der Kunststoff wird der Vorrichtung in flüssigem Zustand zugeführt und an einer ersten Formstation zwischen beidseitigen Beschichtungen gleichmäßig verteilt, um dann zur Verbesserung der Ver­ bindung der Beschichtungen mit dem Kunststoffkern zwischen die beiden endlosen Bänder eingeführt zu werden, die zu­ gleich ein eventuelles Expandieren durch Belastung des oberen Förderbandes begrenzen, während das untere Förderband über eine feststehende Platte läuft. Als Belastung dienen flexible Matten und im Falle der einen Vorrichtung anschließend an eine solche Matte noch eine starre Platte, die jedoch zusammen mit der gegenüber­ liegenden Stützplatte lediglich die Funktion hat, die Förderbänder unter hinreichendem Druck zu halten, um den Weitertransport der Materialbahn ohne Faltenbildung oder sonstige Beeinträchtigung der Deckschichten zu fördern und nicht etwa nach Art einer Formkammer das Profil der Materialbahn zu gestalten.

Ausgehend von der nach der DE-AS 17 04 501 bekannten Vorrichtung zum kontinuier­ lichen Formen von Polystyrol liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung mit hinreichend druckfester Begrenzung der Formkammer mit der auch Formkörper mit nicht ebenen Oberflächen hergestellt werden können, so auszubilden, daß Ablöseprobleme vermieden werden. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Das flexible Band ist in der Lage, sich der Kontur der benachbarten stationären Wand der Kammer anzupassen. Dadurch ergeben sich die Vorteile, daß stationäre Wand­ teile für einen gewünschten Querschnitt der Materialbahn geformt sein können und daß zugleich Probleme des Haftens von Polystyrol an dem betreffenden Wandteil der Formkammer nicht auftreten können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines einzigen flexiblen Bandes beschränkt. Eine Ausführungsform sieht zwei einander gegenüberliegende derartige Bänder vor. Bei einer anderen Aus­ führungsform wird ein flexibles Band in Ver­ bindung mit einer Formkammer, deren eine Wand - wie aus der DE-AS 17 04 501 bekannt - aus einer umlaufenden Trommel besteht, für die der Trommel gegenüber­ stehende stationäre Kammerwand verwendet.

Die Erfindung ist nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrich­ tung zum Formen von Polystyrol;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 perspektivisch, teilweise im Schnitt, einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Die allgemein mit 10 bezeichnete Vorrichtung in der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 1 bis 3 weist eine Formkammer 20, flexib­ le endlose Bänder 30 und 40, eine Quelle vor-expandierter Polystyrolkörner 50, eine Dampfbüchse 60 und einen Kühlbe­ reich 70 auf.

Die Formkammer 20 wird von oberen und unteren Bahnen bzw. Wandflächen 21 und 22 gebildet. Die Wandflächen 21 und 22 weisen eine Innenschicht 23 aus einem Material, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, auf, das eine freie Gleitbewegung des Polystyrols durch die Kammer 20 ermöglicht, und eine Außenschicht 24, die aus Aluminium bestehen kann. Die Kammer 20 ist stationär gegenüber dem sich bewegenden Polystyrol. Die Bahnen bzw. Wandflächen 21 und 22 sind starr und stark genug ausgebildet, um dem Druck beim Expandieren des Polystyrolgranulats zu widerstehen und dieses zu einem zusammenhängenden agglutinierten Körper zu formen. Es ist wichtig, daß die Kammer 20 in einer Vielzahl von Konfigu­ rationen geformt sein kann, um ein Endprodukt mit nicht­ rechteckigen Querschnitt zu erhalten.

Die Formkammer 20 weist einen Einlaß 25 auf, der mit der Quelle von vor-expandiertem Polystyrolgranulat 50 in Ver­ bindung steht und einen Auslaß, an dem der zusammenhängende Polystyrolkörper die Kammer verläßt. Die Wandfläche 22 weist Perforationen 26 als Verbindung zu der Dampfbüchse 60 auf. Die Wandfläche 21 kann Perforationen 26 aufweisen, wenn der in der Kammer geformte Polystyrolkörper zu dick ist, um den Dampf bei Zuführung von nur einer Seite der Kammer 20 durch das Polystyrol hindurchtreten zu lassen. Die Wand­ flächen 21 und 22 haben weiter Perforationen 27 in Verbin­ dung mit dem Kühlbereich 70.

Ds vor-expandierte Polystyrolgranulat wird durch die Form­ kammer 20 auf perforierten flexiblen endlosen Bändern 30 und 40 transportiert. Das Band 30 läuft unterhalb des Poly­ styrols und oberhalb der Wandfläche 22. Der Arbeitsabschnitt 31 des Bandes 30 läuft über ein Rohr 32, durch die Kammer 20, über eine Leerlaufrolle 33 und zwischen angetriebenen Rollen 34 und 35. Der zwischen dem Einlaß 25 und der Dampfbüchse 60 verlaufende Teil des Arbeitsabschnitts 31 hat ein Maß an Spannung, das es dem Teil des Bandes, der der unteren Wandfläche 22 gegenüberliegt, ermöglicht, sich deren Konfiguration anzupassen. Der rückläufige Abschnitt 36 des Bandes 30 steht nicht unter Spannung.

Das Band 40 bewegt sich unterhab der oberen Wandfläche 21 von der Kammer und über das Polystyrol. Sein Arbeitsabschnitt 41 verläuft zwischen einer Bremsrolle 42 und einem Rohr 43, durch die Kammer 20, unter einer Leerlaufrolle 44 und zwi­ schen Rollen 45 und 46. Die Rollen 45 und 46 können Leer­ laufrollen oder angetriebene Rollen sein, je nach der Dicke der erzeugten Polystyrolbahn bzw. des erzeugten Polystyrol­ körpers. Der Teil des Arbeitsabschnitts 41 zwischen dem Einlaß 25 und der Dampfbüchse 60 ist unter einer Spannung, die es dem der oberen Wandfläche 21 gegenüber­ liegenden Teil des Bandes 40 gestattet, die Gestalt dieses Wandteils 21 anzunehmen. Der rückläufige Abschnitt 47 des Bandes 40 steht nicht unter Spannung.

Wenn die geformte Polystyrolplatte bzw. der geformte Poly­ styrolkörper dick ist, kann die Vorrichtung 10 zusätzlich endlose Bänder längs der Seiten der Formkammer 20 aufweisen, um zu vermeiden, daß das Polystyrol an den Seitenflächen der Kammer 20 beim Durchgang durch die Kammer haftet.

Die Quelle 50 des Polystyrolgranulats weist einen Beutel 51 mit einem Einlaß für vor-expandiertes Polystyrolgranulat und einen Auslaß in Verbindung mit dem Einlaß 25 der Form­ kammer 20 auf.

Die der Formkammer 20 zugeordnete Dampfbüchse 60 weist eine Schiene 61 mit einem Hohlraum 62 auf. Die Schiene 61 er­ streckt sich quer über die Kammer 20 unterhalb der Wand­ fläche 22 und kann an dieser durch Bolzen befestigt sein. Der Hohlraum 62 ist an eine (nicht gezeigte) Dampfquelle angeschlossen. Der Hohlraum 62 steht in Verbindung mit den Perforationen 26 in der Wandfläche 22 der Kammer 20. Es kann zweckmäßig oder erforderlich sein, die Dampfbüchse 60 mit einer der Schiene 61 ähnlichen Schiene über der oberen Wand­ fläche 21 der Kammer 20 zu versehen, falls der geformte Polystyrolkörper zu dick ist, um Dampf von nur einer Seite der Kammer 20 her hindurchtreten zu lassen.

Der der Formkammer 20 zugeordnete Kühlbereich 70 weist Schie­ nen 71 mit Hohlräumen 72 auf. Die Schienen 71 erstrecken sich quer zu der Kammer 20 unterhalb der Wandfläche 22 und oberhalb der Wandfläche 21, und sind stromabwärts von der Dampfbüchse 60 angeordnet. Die Schienen 71 können an den Wandflächen 21 und 22 durch Bolzen befestigt sein. Die Hohl­ räume 72 stehen mit einer (nicht gezeigten) Quelle für Druckluft in Verbindung. Statt dessen können die Hohlräume 72 auch mit einer Vakumpumpe verbunden sein. Die Hohlräume 72 stehen über Perforationen 27 in den Wandflächen 21 und 22 mit der Kammer 20 in Verbindung.

Die Vorrichtung 10 arbeitet wie folgt: Vor-expandierte Poly­ styrolkörper werden zum Einlaß 25 der Kammer 20 vom Beutel 51 durch das endlose Band 30 gefördert. Beim Transport der Körner, also des Granulats, mittels der Bänder 30 und 40 durch die Kammer 20 bewirkt Dampf aus der Dampfbüchse 60 ihre Expansion. Diese wird von der Formkammer 20 begrenzt. Das expandierte Polystyrol wird dann Druckluft im Kühlbereich 70 ausgesetzt und dadurch so weit abgekühlt, daß es sich nicht mehr verformen kann, wenn es durch den Auslaß die Formkammer 20 verläßt. Die Druckluft muß dem Kühlbereich unter einem Druck zugeführt werden, der geringer als der Formdruck ist, so daß die Luft nicht zum Auslaß der Form­ kammer 20 fließt. Die Luft hat eine Pufferwirkung und ver­ mindert die Reibung zwischen den Bändern 30 und 40 einerseits und den Wandflächen 21 und 22 der Kammer 20 andererseits.

Die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 4 zeigt eine allgemein mit 110 bezeichnete Vorrichtung mit einer Formkammer 120, die von einem Teil der Oberfläche eines umlaufenden Rades 121 und einem Teil der Oberfläche 122 eines Gehäuses 123 gebildet ist. Das Rad 121 kann durch beliebige bekannte Mittel angetrieben werden. Die Oberfläche des Rades 121 kann mit dem gleichen Material beschichtet sein, aus dem ein perforiertes endloses Band 130 besteht, so daß die Oberflächenstruktur des Rades 121 die gleiche wie die des Bandes 130 ist. Auf diese Weise erhalten beide Seiten des in der Kammer 120 geformten Polystyrolkörpers auch die gleiche Struktur.

Die Wandfläche 122 des Gehäuses 123, das aus Aluminium hergestellt sein kann, weist zweckmäßig eine Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen auf. Die Wandfläche 122 weist Perforationen auf, über die sie mit einer Dampfbüchse 160 und weitere Perforationen, über die sie mit einem Kühl­ bereich 170 in Verbindung steht. Polystyrolgranulat tritt in die Kammer 120 durch einen Einlaß 124 ein.

Das perforierte Band 130 unterstützt den Transport des vor-expandierten Polystyrolgranulats durch die Formkammer 120. Der Arbeitsabschnitt 131 des Bandes 130 läuft über eine angetriebene Rolle 132, durch die Kammer 120 und über ein Rohr 131. Der rückläufige Abschnitt 134 des Bandes 130 läuft über ein Rohr 133, unter einem Rohr 135 und zurück über die Rolle 132. Der Arbeitsabschnitt 131 weist eine Spannung auf, die es dem Teil des Bandes, der dem Rad 121 gegenüberliegt, gestattet, die Konfiguration der Oberfläche der Kammer 120 anzunehmen. Der rückläufige Abschnitt 134 des Bandes 130 steht nicht unter Spannung.

Eine Quelle 150 für vor-expandiertes Polystyrolgranulat, eine Dampf­ büchse 160 und ein Kühlbereich 170 sind in gleicher Weise geformt wie die Polystyrolquelle 50, die Dampfbüchse 60 und der Kühlbereich 70 beim ersten Ausführungsbeispiel.

Die Vorrichtung 110 arbeitet wie folgt: Vor-expandierte Polystyrolkörner werden dem Einlaß 124 der Kammer 120 von der Quelle 150 aus zugeführt. Das endlose Band 130 fördert die Körner durch die Kammer 120, wo sie unter der Einwirkung des Dampfes aus der Dampfbüchse 160 expandieren. Das Polystyrol wird dann im Kühlbereich 170 durch Druckluft so weit gekühlt, daß es sich nach dem Verlassen der Kammer 120 nicht mehr verformt.

Gemäß einer dritten (nicht gezeichneten) Ausführungsform der Erfindung kann eine horizontale Formkammer so ausgebildet sein, daß das Polystyrol­ granulat eine rohrförmige Konfiguration erhält. Die Vorrichtung und ihre Arbeitsweise ist ähnlich der von der Vorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, nur, daß das äußere Gehäuse der Kammer kreisför­ migen Querschnitt hat. Eine runde Stange, vorzugsweise aus Polytetra­ fluoräthylen, erstreckt sich längs der Achse der Formkammer, um den Hohlraum im Rohr zu bilden. Ein an der Stirnseite des Einlasses zur Formkammer angeordneter Ring bewirkt, daß das endlose Band die Gestalt der Formkammer annimmt. Die Polystyrolkörner werden durch Druckluft in die Formkammer eingeblasen, um eine gleichförmige Verteilung der Körner über den Querschnitt des Rohres zu gewährleisten.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von Schaumstoffkörpern aus einem Polystyrolgranulat, das ein durch Wärme aktivierbares Treibmittel enthält, mit einer einen Einlaß und einen Auslaß sowie Wandflächen, die die Ausdehnung des Polystyrols begrenzen und von denen zumindest einige unbeweglich (stationär) und davon wenigstens einige mit Mitteln zum Herabsetzen der Reibung versehen sind, aufweisenden offenendigen Formkammern, einer Zuführeinrichtung für das vor-expandierte Granulat zum Einlaß der Kammer, einer Heizeinrichtung zum Expandieren des sich bewegen­ den Granulats, wobei mindestens eine der stationären Wandflächen nicht eben geformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein endloses antreibbares durch die Formkammer hindurchgeführtes Band (30, 40; 130) vorgesehen ist und daß jedes Band zu jeweils einer stationären Wandfläche (21, 22; 122) benachbart ist und eine solche Flexibilität und Spannung aufweist, daß es sich mit seinem durch die Formkammer verlaufenden Arbeitsab­ schnitt (31, 41; 131) der Oberflächenkontur der be­ nachbarten Wandfläche (21, 22; 122) der Formkammer bei Betrieb anpaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Band (30, 130) porös ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Weg des Granulats durch die Formkammer (20; 120) eine Quelle (60′; 160) von unter Druck stehendem Dampf zum Expandieren des Granulats zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmewirkung des Dampfes sich fördernd auf die Flexibilität des Bandmaterials auswirkt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Weg des expandierten Polystyrols durch die Kammer (20, 120) eine Druckluftquelle (71, bei 170) zu­ geordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wände der Formkammer stationär sind und daß mindestens zwei sich gegenüberliegende Bänder (30, 40) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5 mit einem Band, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (130) sich mit seinem Arbeitsab­ schnitt (131) im wesentlichen in Gegenüberstellung zu dem Arbeitsabschnitt der Oberfläche eines um­ laufenden Rades (121) befindet und sich in gleicher Richtung mit diesem bewegt (Fig. 4).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der Formkammer verlaufende rückläufige Abschnitt (36, 47; 134) des Bandes (30, 40, 130) im wesentlichen spannungslos ist.