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Beaclereibung
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1. Stand der Technik Es ist nach DE 24 29 416 bekannt, Dämmelemente
aus Kunststoffschaum- herzustellen und mit ineinandergreifenden Stoßverbindungen
einzubauen. Derartige Elemente werden überwiegend aus Polystyrol oder Polyurethanschaum
hergestellt.
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Polyurethanschaum-Elemente Elemente aus Polyurethanschaum werden auf
Bandschäumanlagen endlos hergestellt, abgelängt und meist nach einer Zwischenlagerung
(Nachreaktion) an den Kanten gefräst.
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Teilweise werden auch schon am Ende der Bandschäumanlage die Kanten
bearbeitet.
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Polystyrolschaum-Elemente Die Elemente aus Polystyrolschaum werden
als Formteil oder aus Blockware hergestellt. Bei den Formteil-Elementen werden beide
Seiten und die Stoßausbildung während des Schäumvorganges fertiggestellt.
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Bei Elementen aus Blockware werden Blöcke geschäumt, zu Platten geschnitten
und dann die Kanten gefräst.
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Es ist grundsätzlich bekannt, daß man derartige Platten auch auf Bandschäumanlagen
herstellen kann. Bei Bandschäumanlagen wird die Stoßverbindung üblicherweise angefräst.
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Deckschichten Polyurethanelemente werden fast immer mit, Polystyrolschaumelemente
werden überwiegend ohne Deckschichten geliefert und eingebaut.
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Polystyrolschaum kann weiß oder eingefärbt hergestellt werden.
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Bei herkömmlich zu fräsenden Werkstoffen, wie Naturholz, Spanplatten
und Metall, werden bei Trennschnitten keine oder nur geringförmige Verformungen
des platten- oder flächenförmigen Werkstoffes vorgenommen. Beispielsweise ist der
Spaltkeil bei Sägen als Mittel der Unfallverhütung bekannt.
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2. Kritik am Stand der Technik Die verschiedenen Arten der Elemente
haben jeweils Vor-und Nachteile, die bisher nicht oder unzureichend angeglichen
wurden.
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Formatbegrenzung durch Formenkosten Bei formgeschäumten Dämmelementen
sind die mit dem Format der Dämmelemente überproportional ansteigenden Formenbaukosten
nachteilig: die Elementgröße wird dadurch begrenzt und der Fugenanteil relativ groß.
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Zusammenfügen auf der Baustelle Bei formgeschäumten Elementen bringt
die Schäumhaut im Bereich der Stoßverbindungen eine Oberflächenhärte, die das Zusammenfügen
an der Baustelle erschwert oder besonders große Toleranzen voraussetzt.
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Lärmbelästigung Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die harte
Schäumhaut im Bereich der Stoßverbindung den Gleitvorgang im eingebauten Zustand
behindert und Bewegungen der Stoßverbindung im fertig eingebauten Zustand zu Geräuschentwicklung
führen. Solche Bewegungen treten infolge thermischer Längenänderungen häufig auf
und haben unangenehme Belästigungen zu Folge.
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Weiche Oberflächen Elemente aus der Block.form-Polystyrolproduktion
entstehen durch Aufschneiden der Blöcke. Dadurch wird die feste Schäumhaut weggeschnitten,
und die Oberfläche wird durch die druckempfindlichere Schnittfläche gebildet.
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übliche Planungen für die Bearbeitung von Kunststoffschaum gehen von
der gleichen geringen Verformbarkeit aus, wie sie beispielsweise der Spaltkeil bei
Sägen erkennen läßt. Gegen wesentlich stärkere Verformungen von flächigen derartigen
Werkstoffen besteht ein Vorurteil.
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Große Produktionsbreite bei Bandschäumanlagen Bei Bandschäumanlagen
ist eine zu Blockware wettbewerbsfähige Elementproduktion nur möglich, wenn die
volle Produktionsbreite weitgehend genutzt wird, die jedoch bisher als unhandlich
zur Steildachdämmung gilt.
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Unrationelle Produktion bei Bandaufspaltung Sofern bei Bandschäumanlagen
die volle Produktionsbreite genutzt und der Schäumstrang dann in mehreren Teilstränge
aufgeteilt wird, entsteht produktionstechnisch ein hoher Aufwand für einen automatischen
Produktionsablauf mit beidseitiger Fräsung der Teilstränge, denn bei herkömmlich
geplanten Anlagen bestehen nur zwei Möglichkeiten -der nachfolgenden Fräsung.
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a) Schnellfräsung nach Staustrecke Der Schäumstrang wird aufgetrennt
und abgelängt. Ein Teilstrang wird gestaut und der zweite Teilstrang im Schnellgang
einer nachgeschalteten Fräsung zugeführt. im Anschluß daran wird auch der gestaute
Teilstrang durch die Schnellfräsung bearbeitet. Diese Lösung würde sehr hohe Fräsgeschwindigkeit
erfordern.
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b) Querverschiebung und parallele Doppelfräsung Dabei werden nach
dem Auftreten und Ablängen die beiden Teilstränge auf zwei parallel arbeitende Doppel
fräsen verteilt, um zugleich aber mit der Geschwindigkeit der Schäumanlage bei beiden
Teilsträngen je beide Kanten zu fräsen.
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Blendung Bei der Montage der Dämmelemente erweist sich die helle Farbe
des Polystyrolschaumes als nachteilig, obwohl sie als Sichtseite bezüglich des Dachinnenraumes
als vorteilhaft angesehen werden.
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Deckschichten aufwendig Ein Teil der beschriebenen Nachteile kann
durch harte oder flexible, naturfarbene oder gefärbte Deckschichten gemindert oder
vermieden werden. Die Deckschichten bedeuten jedoch zusätzlichen Material-und Produktionsaufwand.
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Polyurethanschaum rohstoffaufwendiger Bei Elementen aus Polyurethanschaum,
die aus anderen Gründen mit Deckschicht ausgeführt werden, wirkt sich der höhere
Rohstoffaufwand unwirtschaftlich aus.
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Mehr Fräseraufwand für verschiedene Dicken mit Toleranzräumen Mit
Rücksicht auf den Schmutzanfall bei Baustellenmontage und den anderseitigen Wunsch
nach sichtseitig dichten Fugen der Stöße ist es erforderlich, Räume für Toleranzen
im Bereich der Stoßinnenteile zu schaffen. Die Erfüllung dieser Forderung bedingt
bei herkömmlichem Vorgehen verschiedene Fräsköpfe für verschiedene Dämmstoffdicken.
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Schrumpfen zerstört Dekoration mit Tapete Da Dämmelemente mit oder
ohne harte Deckschichten durch Schrumpfen oder "Arbeiten" der Deckschichten es oft
nicht zulassen, Tapete als Dekoration zu verwenden, müssen oft auch in gering benutzten
Räumen zusätzliche Schichten, z,.B. : Gipskartonplatten, eingesetzt werden, um eine
aufzubringende Tapete vor Stoßrissen zu bewahren.
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3. Zielsetzung und Aufgabe Beabsichtig ist die Herstellung von Dämmelementen
(1), deren Sichtseite (4) weiß und bei Polystyrolschaum durch die Schäumhaut (28)
gebildet wird.
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Die Stöße (3) sollen leichtgängig sein und die Gefahr der Geräuschbildung
ausschließen. Die Herstellung unterschiedlicher Dämmstoffdicken soll mit Einheitsfräsern
möglich sein, ohne auf die Toleranzen (T) zu verzichten, die wegen Baustellenschmutz
im Stoßbereich (3) erforderlich sind. Die Sicht flächen sollen eine Dekoration erhalten
können, ohne daß zusätzliche stoßüberbrückende Bauteilschichten eingebaut werden.
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Bei Dämmelementen (1) aus Polystyrolschaum soll auf der Nichtsichtseite
(7) auch ohne Deckschicht die Gefahr der Blendung vermieden werden.
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Für den Transportzustand sollen die Sichtkanten (22) durch die Formgebung
einen Beschädigungsschutz erhalten.
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4. Lösung a) Einheitsfräskopf Bei mehrfach gefalzten oder mit Mehrfach-Nut-
und Federverbindung ausgeführten Stößen (3) der Dämmelemente (1) wird der Fräskopf
(2) so ausgeformt, daß die Toleranzen (6) im Bereich der Stoßinnenteile (5) von
der Sichtseite (4) zur Nichtsichtseite (7) hin zunehmen.
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Die wasserableitende Formgebung (16) an der Nichtsichtseite (7) wird
stets mit dem gleichen Teil der Fräsköpfe (2) hergestellt, aber die Flanke des Stoßes
(3), die mit der Sichtseite (4) die Sichtfuge (17) bildet, wird mit wechselnder
Dämmstoffdicke von anderen Teilen des Fräskopfes (2) bearbeitet und hergestellt.
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Diese Art des Einheitsfräskopfes wird möglich, weil das Vorurteil
bei Planern unbeachtet bleibt, demzufolge Elemente unterschiedlicher Dicke exakt
das gleiche Deckmaß (24) haben müßten. Die Abweichnungen des Deckmaßes (24) sind
praxisbezogen geringfügig und können vernachlässigt oder als Plustoleranzen aufgefaßt
werden.
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b) Leichtgängigkeit und Geräuschvermeidung Während es bisher selbstverständlich
ist, bei der Herstellung von Formteilen aus Kunststoffschaum die Ausbildung des
Stoßes (3) ebenfalls durch die Formgebung herzustellen, wird hier die Schäumhaut
nur für die sichtbar bleibenden Flächen (4), (7) genutzt, und es wird die evtl.
Schäumhaut im Bereich des Stoßes (3) weggefräst.
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Dadurch entfällt der relativ harte Widerstand der Schäumhaut beim
Zusammenfügen an der Baustelle. Die gefräste weichere Oberfläche im Bereich des
Stoßes (3) ermöglicht eine Leichtgängigkeit;
Außerdem wird die
Gleitfähigkeit des ineinandergreifenden Stoßes (3) für den eingebauten Zustand infolge
thermischer Bewegungen verbessert und die Geräuschbildung gemindert oder beseitigt.
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Das gleiche gilt sinngemäß für bandgeschäumte Elemente.
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c) Verformung der bandgeschäumten Teilstränge (18) Nach Verlassen-
der Bandproduktion (8) wird der Schäumstrang (12) durch die Schneideinrichtung (19)
in zwei Teilstränge (18) aufgetrennt. Die Teilstränge (18) werden durch Verformung
mit Hilfe von Spaltkeilen (20) und/oder Führungsrollen (21) soweit auseinandergelenkt,
daß die an den von der Schneideinrichtung (19) geschaffenen Kanten durch einen oder
mehrere Fräsköpfe (2) bearbeitet werden können, ohne daß größere Fräsabfälle anfallen
als bei Bearbeitung über Querverschiebung und parallele Doppelfräsen.
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d) Mehrschichtige Dämmelemente (1) Die Dämmelemente (1) werden aus
unterschiedlich farbigem oder gefärbtem Kunststoffschaum hergestellt. Die unterschiedliche
Farbgebung kann durch die Verwendung von naturfarbenem und eingefärbtem Rohstoff
oder Halbzeug erfolgen oder durch nachträgliche Kombination unterschiedlich gefärbten
Kunststoffschaumes erfolgen. Es ist auch eine Kombination von Kunststoffschaum und
anderen wärmedämmenden Stoffen, z.B.: Mineralfaser, möglich.
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Insbesondere bei bandgeschäumtem Polystyrolschaum kann die Sichtseite
(4) durch naturweißes Halbzeug (25) und die Nichtsichtseite (7) durch eingefärbtes
Halbzeug (26) auf dem Band vorbestimmt und produziert werden.
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e) Farbliche Dekoration Die Sichtseiten (4) der Dämmelemente (1) können
unmittelbar vollflächig oder dekorativ mit Farbauftrag gestaltet werden. Dabei ist
es möglich, die sich verändernde Fugenbreite am Stoß (3) so in die dekorative Gestaltung
einzubeziehen, daß die Maßänderungen nicht störend erscheinen oder wirken.
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6. Ausführungsbeispiele Figur 1 und 2 Die Figuren 1 und 2 zeigen die
Wirkung der Fräskopfausführung an zwei Dämmelementstößen unterschiedlicher Dikke.
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Die Toleranzen (6) im Stoßinnenteil(5) sind unterschiedlich groß und
hier beispielsweise durch das Maß t vergleichbar dargestellt.
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Die Differenzen des Deckmaßes (24) sind an der unterschiedlichen Größe
des Differenzmaßes (d) erkennbar.
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Bei Figur 1 ist zu erkennen, wie das Toleranzmaß T von der Sichtseite
(A) zur Nichtsichtseite (7) zunimmt.
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Demgegenüber zeigt die Figur 2, wie die Toleranz T bei Anwendung des
gleichen Fräskopfes nahe der Nichtsichtseite (7) abnimmt, wenn die Decke des Dämmelementes
1 geringer ist.
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Figur 3.1 und 3.2 Die Figuren 3.1 und 3.2 zeigen die Stoßkanten der
Dämmelemente (1) wie Figur 2, jedoch in gestapelter Form wie im Lager-, Verpackungs-
und Transportzustand. Dabei treten die Sichtkanten (22) stets hinter die Vorstehkanten
(23) zurück und mindern die Beschädigungsgefahr der Sichtkanten (22).
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Figur 4.1 bis 4.3 Die Figuren 4.1 bis 4.3 zeigen die Kombination der
unterschiedlichen Oberflächen aus Schäumhaut (28) und Fräsfläche (29) am Beispiel
eines Polystyrol-Elementes, das formgeschäumt wurde.
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Die Figur 4.1 zeigt den Bereich des Stoßes (3) im formgeschäumten
Zustand. Dabei sind alle Oberflächen der Dämmelemente (1) mit einer Schäumhaut (28)
überzogen.
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Die Figur 4.2 zeigt den gleichen Bereich des Stoßes (3), jedoch mit
fertiger Kantenbearbeitung durch Fräsung. Die Schäumhaut (28) ist nur noch an den
sichtbar bleibenden Flächen (4) und (7) erhalten. Die Flächen im Bereich des Stoßes
(3) haben als Oberfläche Fräsflächen (29).
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Die Figur 4.3 zeigt den Stoß wie 4.2, jedoch im zusammengefügten Zustand
Abgesehen von der Maßkorrektur gegenüber Figur 4.1 wird allein durch die Veränderung
der Oberflächenbeschaffenheit eine Montageerleichterung geschaffen.
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Außerdem wird die Gefahr der Geräuschbelästigung infolge unvermeidbarer
Bewegungen im Stoß (3) gemindert oder ausgeschlossen.
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Figur 5 Die Figur 5 zeigt den Produktionsablauf an der Bandschäumanlage.
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Aus der Bandproduktion (8) tritt der Schäumstrang (12) mit der Bandproduktionsbreite
(10) aus und wird durch eine oder mehrere Schneideinrichtungen (19) in zwei oder
mehr Teilstränge (18) aufgespalten.
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Die Teilstränge (18) werden durch den Spaltkeil (20) und die Führungsrollen
(21) oder andere Führungseinrichtungen (z.B.: Kettenband) soweit auseinandergeführt,
daß ein oder mehrere Fräser (15) im sich bildenden Freiraum (14) angeordnet werden
können. Sofern nur ein Fräser (15) angeordnet wird, kann er beidseitig arbeiten,
also die von der Schneideinrichtung (19) geschaffenen Kanten beider Teilstränge
(18) fräsen.
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Die Richtungsabweichung der beiden Teilstränge (18) voneinander ist
größer oder gleich einem Winkel von 30 (Altgrad).
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Die Ablängschnitte (11) dieses Beispieles werden erst nach der Längskantenfräsung
bei (15) vorgenommen. Es ist jedoch auch möglich, die Ablängschnitte (11) im Bereich
zwischen (8) und (15) durchzuführen.
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Nach der Ablängung (11) und der Kantenfräsung bei (15) werden die
Dämmelemente (1) einer evtl. Kopfseitenfräsung, evtl. Oberflächenbehandlung und
Verpackung zugeführt.
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Figur 6 Die Figur 6 zeigt ein Beispiel für die Herstellung eines unterschiedlcih
schichtweise eingefärbten Dämmelementes als Schäumstrang (12).
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Auf das untere Band (27) einer Bandschäumanlage wird zunächst eine
Schicht naturweißes Halbzeug (25) und darüber eine Schicht eingefärbtes Halbzeug
(26) aufgetragenund zwischen den Bändern zum Schäumstrang 12 aufgeschäumt.
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Dadurch wird es möglich, Dämmelemente (1) herzustellen, die auf der
Sichtseite (4) naturweiß und auf der Nichtsichtseite (7) in einem blendfrei wirkenden
dunkleren Ton erscheinen.
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5. Verzeichnis der Begriffe (1) Dämmelemente (2) Fräskopf (3) Stoß
(4) Sichtseite (Beim Dach zum Dachinnern) (5) Stoßinnenteile (6) Toleranzen (7)
Nichtsichtseite (8) Bandproduktion (9) Gefräste Seitenkanten (10) Bandproduktionsbreite
(11) Ab ngschnitte (12) Schäumstrang (13) Schnittfugen (14) Freiraum (15) Fräser
(16) Wasserableitende Formgebung (17) Sichtfuge (18) Teilstrang (19) Schneideinrichtung
(20) Spaltkeil (21) Führungsrollen (22) Sichtkante (23) Vorstehkante (24) Deckmaß
(25) Naturweißes Halbzeug (26) Eingefärbtes Halbzeug (27) Band (28) Schäumhaut (.29)
Fräsfläche T = Toleranz d = Differenzmaß
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