DE4327832A1 - Schäumeinrichtung mit einer Stützform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schäumeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Bei einer bekannten Schäumeinrichtung dieser Art (DE 39 40 824 A1) ist an wenigstens eine Entlüftungsöffnung einer Schäumform zum Ausschäumen von Hohlräumen mit durch FCKW- Treibmittel aufzuschäumenden Kunststoff unmittelbar eine Absaugleitung dicht angeschlossen, über welche mit Hilfe einer Absaugeinrichtung in Form einer Unterdruckpumpe aus der Stützform Luft mit ggf. darin enthaltenem Treibmittel abgesaugt wird. Von Nachteil ist bei dieser Anordnung, daß der von der Absaugeinrichtung auf die Stützform übertragene Unterdruck so auf das Schaummaterial abgestimmt sein muß, daß der Schäumvorgang im zu isolierenden Hohlraum nicht gestört wird. Zudem ergibt sich eine sehr geringe Massenströmung in der Absaugleitung mit den damit verbundenen Problemen der Drucksteuerung. Da die Wandungen der Stützform zum Zwecke des Entformens des auszuschäumenden Behälters beweglich sein müssen, ergeben sich zusätzliche Schwierigkeiten beim Ankoppeln der Absaugleitungsarme an die Entlüftungsöffnungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schäumeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs Maßnahmen zu treffen, durch welche bei einfachem Aufbau Kopplungs- und Druckprobleme zwischen Absaugleitung und Stützform minimiert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einem Aufbau einer Schäumeinrichtung gemäß der Erfindung wird durch die Zuströmung von Umgebungsluft durch die Nebenluftöffnung ein erhöhter Massenstrom und damit eine problemlose Absaugwirkung in der Absaugleitung sichergestellt. Zudem reduziert die Nebenluftöffnung die Unterdruckauswirkung auf die Stützform auf ein Minimum, weil keine starre Druckübertragung mehr auf den auszuschäumenden Hohlraum erfolgt. Es ergibt sich dadurch in diesem Hohlraum ein so geringer Unterdruck, daß der Ausschäumvorgang nicht gestört wird und die vorschriftsmäßige Ausbildung geschlossener Zellen ausreichend kleinen Volumens gewährleistet ist. Infolge der Druckreduzierung durch die Nebenluftöffnung braucht dabei auch keine dichte Ankopplung der Absaugleitung an die Entlüftungsöffnung zu erfolgen. Vielmehr kann die Nebenluftöffnung unmittelbar benachbart zur jeweiligen Entlüftungsöffnung vorgesehen sein und vorzugsweise dadurch gebildet werden, daß die Absaugleitung mit geringem Abstand vor der mit der Entlüftungsöffnung versehenen Stirnwand der Stützform endet. Mangels einer festen Verbindung kann somit die Absaugleitung mit minimalem Aufwand aus dem Wirkungsbereich der in der Regel bewegbaren Wandungen der Stützform gebracht werden. Die Stützform kann dabei an gegenüberliegenden Stirnwänden Entlüftungsöffnungen aufweisen, an die Arme der Absaugleitung herangeführt sind, wobei diese Arme oberhalb der Stützform zusammengeführt und in eine zentrale Absaugleitung münden. Die Stützform kann dadurch im Fertigungsprozeß bei starr montierter Absaugleitung und Absaugarmen zwischen denselben hindurchgefahren werden bzw. kann die Absaugleitung mit ihren Armen mittels einer Transporteinrichtung aus dem Arbeitsbereich der Stützform herausgefahren werden.

Von besonderem Vorteil ist diese Ausgestaltung, wenn das Treibmittel zum Schäumen des als Wärmeisolierung dienenden Kunststoffs ein zündfähiges Gas enthält. Dabei kann es sich um Pentan, Butan, Propan oder dgl. Gase handeln, die ggf. auch als Gemisch von wenigstens zwei derselben dargestellt sein können. Das aus dem auszuschäumenden Hohlraum über die Entlüftungsöffnungen ausströmende bzw. durch leichten Unterdruck herausgesaugte ggf. zündfähige Gasgemisch aus Luft und wenigstens einem der genannten Gase wird durch die Zumischung der Nebenluft auf ein zündunfähiges Gasgemisch zurückgeführt, was insbesondere unmittelbar am Übergang von der jeweiligen Entlüftungsöffnung zum jeweiligen Arm der Absaugleitung eintritt. Eine Explosionsgefahr in der Umgebung der Stützform wie innerhalb des Absaugleitungssystems ist durch die Verdünnung des Gas- Luftgemisches auf ein unkritisches, zündunfähiges Mischungsverhältnis sicher vermieden. Durch die Erzeugung des schwachen Unterdrucks innerhalb der Stützform wird zudem der überwiegende Teil des beim Schäumen auftretenden Gasgemisches abgesaugt. Wird dabei im unmittelbar an die jeweilige Entlüftungsöffnung angrenzenden Wandungsteil des auszuschäumenden Behälters wenigstens ein mit dieser Entlüftungsöffnung direkt kommunizierenden Durchbruch vorgesehen, der zweckmäßiger Weise mit einem luftdurchlässigen Vlies abgedeckt ist, dann wird auf den auszuschäumenden Hohlraum der mittels der Absaugleitung erzeugte leichte Unterdruck übertragen. Dadurch wird erreicht, daß durch sonst vorhandene, fertigungsbedingte Spalte und Öffnungen des auszuschäumenden Gehäuses kein Luft-Gasgemisch nach außen in die freie Atmosphäre abströmt.

Wird der Hohlraum zwischen einem Kühl- oder Gefrierschrankgehäuse mit eingesetztem Innenbehälter mit einer wärmeisolierenden Schaumfüllung versehen, dann wird diese Anordnung zweckmäßig in Rückenlage in die Stützform eingelegt, wobei Entlüftungsöffnungen in den der Gehäusedeck- und Bodenwand zugeordneten Stützform- Stirnwänden vorgesehen sind. Dabei wird beispielsweise ein aus Polyol, Isocyanat und Pentan bestehendes Reaktionsgemisch aus einem Mischkopf im Bereich der Rückwand des Gehäuses direkt in den Hohlraum eingetragen. Der sich ausdehnende Kunststoffschaum drückt dann die im Hohlraum vorhandene Luft nach außen, wobei während der Ausdehnungsphase auch einige der gasgefüllten Zellen durch die Reibung an den Hohlraumwänden zerstört werden, so daß sich in die Luft der entsprechende Anteil des Gases einmischt. Die Entlüftungsöffnungen befinden sich dabei vorzugsweise in den obenliegenden Bereichen der Deck- und Bodenwand des Gehäuses bzw. des Innenbehälters. Bei der Anordnung von Entlüftungsöffnungen im Innenbehälter ist dann der denselben ausfüllende Stützkern mit entsprechenden Entlüftungsöffnungen versehen, die ihrerseits ebenfalls an die Absaugleitung angekoppelt sind. Um dabei die gezielte Absaugung des Luft-Gasgemisches zu erreichen, weisen die Deck- und Bodenwand des Gehäuses und alternativ oder zusätzlich des Innenbehälters im Bereich der jeweils zugeordneten Entlüftungsöffnungen die erwähnten Durchbrechungen auf, um die gezielte Absaugung des im Hohlraum sich ansammelnden u. U. zündfähigen Luft- Gasgemischs zu erreichen. Die gasdurchlässige Schicht, mit welcher die Durchbrechungen hinterlegt sind, dienen zur Verhinderung des Schaumaustritts aus diesen Durchbrechungen. Insgesamt ergibt sich dadurch eine sichere Absaugung und sofortige Herabmischung des zündfähigen Gemischs auf unkritische Werte im unmittelbaren Bereich der Schäumeinrichtung, so daß hier die weitergehenden Sicherheitsvorschriften für explosionsgefährdete Zonen nicht anzuwenden sind. Dabei ist für die Bereitstellung der Absaugleitungen nur ein wirtschaftlich vertretbarer, geringer Aufwand erforderlich, der technisch einfach zu realisieren ist und wobei die mechanische Entkopplung zwischen Stützform und Absaugleitung eine zeitunaufwendige Arbeitsweise ermöglicht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizze einer als Ausführungsbeispiel dargestellten Schäumeinrichtung näher erläutert.

Eine Schäumeinrichtung weist eine Stützform 1 auf, die beispielsweise eine waagerechte Bodentragplatte 1a und senkrecht nach oben gerichtete Seitenwände aufweist, von welchen gegenüberliegende Stirnwände 1b dargestellt sind. Diese Seitenwände sind beweglich und insbesondere nach außen abschwenkbar angeordnet. Die Stützform 1 ist für die Aufnahme eines Kühlschrankgehäuses 2 ausgebildet, das vorliegend in Rückenlage mit seiner Rückwand 3 auf der Bodentragplatte 1a aufliegt. Den Stirnwänden 1b stehen dabei die Deckenwand 4 bzw. die Bodenwand 5 des Kühlschrankgehäuses 2 gegenüber. Innerhalb des Gehäuses 2 sitzt ein in der Kontur angepaßter Innenbehälter 6, wobei zwischen dem Gehäuse 3 und dem Innenbehälter 6 ein mit einem Wärmeisoliermittel auszuschäumender Hohlraum 7 vorgesehen ist. In den Innenraum des Innenbehälters 6 greift von oben ein angepaßter Stützkern 1c der Stützform 1 ein. An die Stützform 1 ist von außen eine Absaugleitung 8 herangeführt, die mit Armen 8a und 8b zur Stützform 1 und insbesondere zu den Stirnwänden 1b hingeführt sind. In den Stirnwänden 1b befinden sich Entlüftungsöffnungen 9, die aus dem Bereich der offenen Enden der Arme 8a, 8b durch die Stirnwände 1b bis an das Gehäuse 2 bzw. dessen Deckwand 4 und Bodenwand 5 bzw. in den von der Stützform 1 umschlossenen Innenraum reichen. Der Absaugleitung 8 ist eine zentrale Absaugeinrichtung 10 zugeordnet, die in der Absaugleitung 8 einen Unterdruck und damit eine Fluidströmung bewerkstelligt. Hierdurch wird die beim Ausschäumen des Hohlraums 7 verdrängte Luft zusammen mit darin enthaltenen fremden, insbesondere zündfähigen Gasen durch die Entlüftungsöffnungen 9 hindurch abgesaugt.

Um hierbei eine für eine ordnungsgemäße Abführung dieses Luft-Gasgemisches ausreichende Fördermenge sicherzustellen, die zugleich eine Verminderung des spezifischen Gasanteils gegenüber der geförderten Luft aufweist, ist die Absaugleitung 8 mit einer Nebenluftöffnung 11 versehen. Über diese Nebenluftöffnung strömt im Betrieb soviel Umgebungsluft in die Absaugleitung 8 ein, daß im Bereich der Einlaßöffnungen 9 nur ein so geringer Unterdruck entsteht, daß zwar die Absaugung des Luft-Gasgemisches aus dem Hohlraum 7 sichergestellt, der Schäumprozeß jedoch nicht nachteilig beeinflußt wird. Ein zündfähiges, durch die Entlüftungsöffnungen 9 austretendes Gasgemisch wird durch die unmittelbare Zuströmung von Umgebungsluft sofort auf ein unkritisches, zündunfähiges Mischungsverhältnis herabgemischt, so daß Explosionsgefahr nicht gegeben ist. Dabei bewirkt der im Hohlraum 7 erzeugte leichte Unterdruck, daß das darin entstehende Luft-Gasgemisch nicht durch Spalte oder sonstige Öffnungen des Gehäuses 2 entweichen kann. Zur Sicherstellung dieser Funktion ist benachbart zu den Entlüftungsöffnungen im obenliegenden Bereich der Deck- bzw. Bodenwand 4, 5 je mindestens ein Durchbruch 12 angeordnet. Dieser Durchbruch 12 wird vorzugsweise mit einer gasdurchlässigen Schicht 13, insbesondere einem dünnen Vlies hinterlegt, um den Austritt von aufsteigendem Schaum aus dem Gehäuse 3 zu verhindern. Entsprechende Durchbrüche und Entlüftungsöffnungen können jedoch auch dem Innenbehälter 6 bzw. Stützkern 1c zugeordnet werden.

Die Arme 8a, 8b enden vorliegend mit geringem Abstand von den Außenflächen der Stirnwände 1b, wodurch die erforderliche Nebenluftöffnung 11 und zugleich eine mechanische Entkopplung zwischen der Absaugleitung 8 und der Stützform 1 geschaffen ist. Die Stützform 1 und die Absaugleitung 8 können dadurch relativ zueinander verstellt werden, wenn dies im Betrieb erforderlich ist. Dabei laufen die Arme 8a, 8b oberhalb der Stützform 1 zusammen und gehen dort in die zentrale Absaugleitung über.

Die Anordnung von Durchbrüchen 12 in der Decken- bzw. Bodenwand 4, 5 hat den Vorteil, daß diese Teile am fertigen Kühlgerät durch Tischplatten oder Sockel abgedeckt sind und so im Benutzungszustand des Gerätes nicht in Erscheinung treten. Daneben ist diese Einrichtung auch dazu dienlich, die MAK- Werte einzuhalten, wenn beispielsweise Treibmittel eingesetzt werden, die einen sehr geringen MAK-Wert haben.

Claims (11)

1. Schäumeinrichtung mit einer Stützform, die zumindest Teile der Wandung eines auszuschäumenden Behälters umgreift bzw. in denselben eingreift und mit einer Absaugleitung zum Abführen von beim Schäumprozeß freiwerdende luftfremde Gase, wobei die Absaugleitung zu wenigstens einer in der Stützform vorgesehenen Entlüftungsöffnung geführt ist, insbesondere zum Ausschäumen der Wandungen von Gehäusen oder Behältern wie Kühl- oder Gefriergeräten oder auch Boilern, Baudämmplatten und dgl. mit zu schäumenden Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (8) eine Nebenluftöffnung (11) aufweist.

2. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenluftöffnung (11) unmittelbar benachbart zur jeweiligen Entlüftungsöffnung (9) vorgesehen ist.

3. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (8) mit geringem Abstand vor der mit der Entlüftungsöffnung (9) versehenen Stützformwand (1b) endet.

4. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützform (1) an gegenüberliegenden Stirnwänden (1b) Entlüftungsöffnungen (9) aufweist, daß Arme (8a, 8b) der Absaugleitung (8) zu den Entlüftungsöffnungen (9) geführt sind und daß die Arme (8a, 8b) oberhalb der Stützform (1) zusammengeführt sind und in eine zentrale Absaugleitung (8) münden.

5. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühl- oder Gefrierschrankgehäuse (2) mit Innenbehälter (6) in Rückenlage in die Stützform (1) eingelegt ist und daß die Entlüftungsöffnungen (9) in den der Gehäusedeck- und Bodenwand (4, 5) zugeordneten Stützform-Stirnwänden (1b) vorgesehen sind.

6. Schäumeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (9) den obenliegenden Bereichen der Deck- und Bodenwand (4, 5) des Gehäuses (2) bzw. des Innenbehälters (6) zugeordnet sind.

7. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck- und Bodenwand (4, 5) des Gehäuses (2) und/oder des Innenbehälters (6) im Bereich der jeweils zugeordneten Entlüftungsöffnungen (9) Durchbrechungen (12) zum zwischen Gehäuse (2) und Innenbehälter (6) eingeschlossenen auszuschäumenden Hohlraum (7) aufweisen.

8. Schäumeinrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (12) im Hohlraum (7) mit einer gasdurchlässigen Schicht (13) hinterlegt sind.

9. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugleitung (8) eine Absaugeinrichtung (10) zugeordnet ist.

10. Schäumeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Entlüftungsöffnungen (9) entweichende Treibmittel- Luftgemisch zündfähige Gase enthält.

11. Schäumeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel Pentan, Butan, Propan oder Gemische von wenigstens zwei derselben enthält.