EP2247423A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von blockschaumstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von blockschaumstoff

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Publication number
EP2247423A2
EP2247423A2 EP09705426A EP09705426A EP2247423A2 EP 2247423 A2 EP2247423 A2 EP 2247423A2 EP 09705426 A EP09705426 A EP 09705426A EP 09705426 A EP09705426 A EP 09705426A EP 2247423 A2 EP2247423 A2 EP 2247423A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
base body
bulge
vertices
corner points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09705426A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus-Werner Huland
Sascha Fahlenkamp
Joachim Tykfer
Erwin Otto
Roger Scholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer Intellectual Property GmbH
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer MaterialScience AG filed Critical Bayer MaterialScience AG
Publication of EP2247423A2 publication Critical patent/EP2247423A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/025—Foaming in open moulds, followed by closing the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/58—Moulds
    • B29C44/586—Moulds with a cavity increasing in size during foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing slabstock foam, wherein on the bottom of a molding box, a container open on its underside is applied, the container is filled with foamable reaction mixture and is then removed.
  • reaction mixture is usually applied to the bottom of a container.
  • the reaction mixture foams, expands and occupies the space available through the container.
  • the container is often referred to as Schwarzumkiste and the process as "discontinuous box foaming".
  • reaction mixture is prepared in a mixing head immediately prior to the preparation of the block foam and applied to the bottom of the container, so passes a certain period of time between the beginning and the end of the application. During this time, however, the reaction mixture already flows over the bottom of the container and reacts with foaming. As a result, there are zones of different ages and different reaction progress in the finished product.
  • this variation of the properties for example the variation of the foam density, is disadvantageous for the further processing of the obtained block foam.
  • DE 29 01 177 A1 discloses a device for the discontinuous production of block foam, wherein a mixing device provided with component leads, a mixer having a stirrer is arranged in a bridge-like frame which, as a mixing container, is arranged on a top plate and can be positioned on the bottom thereof
  • Formbox has attachable, bottomless cylinder jacket.
  • serving as a mixing chamber bottomless cylinder jacket is lowered prior to introduction of the reaction components to the bottom of the mold box.
  • the mixing device is raised again with the bottomless cylinder jacket. The mixed reaction components then flow over the bottom of the mold box.
  • US 2,649,620 discloses a method of producing slabstock foam comprising placing a continuous, rigid and upright side boundary on the bottom of a mold box to define a relatively small area thereof and thus to form a disassemblable mixing vessel. Again, this mixing vessel thus formed is filled with reaction mixture and then removed upwards. Overall, the mixing container has a cylindrical shape.
  • the reaction mixture spreads after lifting the container radially on the bottom of the mold box.
  • the mixing box is placed in the middle of the molding box floor. If the molding box itself does not have a circular cross section, but rather the rectangular cross section customary in production, then the wavefront of the reaction mixture first reaches the longitudinal side of the molding box. This is the side with the shortest distance to the center of the ground. Subsequently, the wavefront reaches the transverse sides and finally the corners of the molding box. Upon impact of the wavefront on the sidewalls, the reaction mixture can spread only upwards. This leads to stratification phenomena and to the compression of the marginal material by further internal foaming reaction mixture. Because the wave front of the reaction mixture reaches the walls of the molding box at different times, inhomogeneities ultimately occur in the finished foam body. These are noticeable in particular by density fluctuations.
  • the object of the present invention is therefore to provide such an improved method and device.
  • the object is achieved by a method for the production of block foam, wherein a container open on its underside is applied to the bottom of a molding box, the container is filled with reaction components and then is removed and further wherein the container used whose horizontal cross-sectional contour can be described by providing starting from a basic body comprising at least three vertices in the region of at least one of the vertices -eine bulge.
  • the container used whose horizontal cross-sectional contour can be described by providing starting from a basic body comprising at least three vertices in the region of at least one of the vertices -eine bulge.
  • the shape of the container and in particular the contour of the open bottom can be conveniently described by considering the horizontal cross section of the container. Thus, a description of the container is reduced to a consideration of the contour of this cross section.
  • the contour then indicates the course of the wall of the container.
  • the contour itself may then be described as a combination or fusion of a base body with form elements which constitute a bulge from the interior of the container.
  • the bulge may take the form of a circular arc, the shape of an ellipse cutout or a parabolic shape, for example.
  • the bulge is provided at the vertices of the body. This is to be understood that the bulge is arranged in the region of the vertex and thus the vertex rises in the bulge.
  • the basic body comprises four corner points, neighboring corner points are connected to each other by concave lines and a bulge is provided at each of the four corner points.
  • the main body can be described as a quadrilateral whose sides are not straight but curved toward the inside of the quadrangle. The vertices of this deformed quadrilateral then go into the bulge, so are surrounded by this. The fusion of the outer contours of the deformed quadrangle and the bulge then gives the horizontal cross-sectional contour of the container.
  • the basic body comprises four corner points, adjacent corner points are respectively connected to one another by convex lines and a bulge is provided at each of the four corner points.
  • the main body may be described as a quadrilateral whose sides are not straight but curved from the inside of the quadrilateral. The vertices of this deformed quadrilateral then go into the bulge, so are surrounded by this. The fusion of the outer contours - A - the deformed quadrilateral and the bulge then gives the horizontal cross-sectional contour of the container.
  • the basic body comprises four corner points, neighboring corner points are respectively connected to one another by straight lines and a bulge is provided at each of the four corner points.
  • Body are described as a quadrilateral whose sides are straight. Opposing
  • Pages can be parallel and adjacent sides can be at right angles to each other. Overall, for example, a parallelogram, a rectangle or a square can result. The vertices of this quadrilateral then go into the bulge, so are surrounded by this. The fusion of the outer contours of the quadrangle and the bulge then gives the horizontal cross-sectional contour of the container.
  • the longitudinal side of the base body and the longitudinal side of the bottom of the molding box can furthermore have a length ratio of> 1: 2 to ⁇ 1: 5.
  • the aspect ratio can also be in a range from> 1: 2.5 to ⁇ 1: 4 or from> 1: 3 to ⁇ 1: 3.5.
  • the transverse side of the rectangular basic body and the transverse side of the bottom of the molding box can furthermore have a length ratio of> 1: 2 to ⁇ 1: 5.
  • the aspect ratio can also be in a range from> 1: 2.5 to ⁇ 1: 4 or from> 1: 3 to ⁇ 1: 3.5.
  • the bulges can be parts of a circular arc and, on the one hand, the distance of the center of the underlying circle to the corresponding corner point of the rectangle and, on the other hand, the radius underlying the circular arc have an aspect ratio of> 1: 10 to ⁇ 1: 1.
  • the distance of the arcuate bulge is finally described by the corner of the rectangle used as an intermediate construction element.
  • the aspect ratio is 1:10, it means that the center of the underlying circle is 10% of its radius away from the vertex.
  • the range of aspect ratios can also be ⁇ l: 50 to ⁇ 1: 1 or ⁇ l: 10 to ⁇ 1:40.
  • the block foam is polyurethane foam and the reaction components comprise a polyol component and an isocyanate component.
  • the reaction components can either be premixed premixed in the container or it can be presented separately in the container and then mixed, for example by means of a stirrer, the polyol component and the isocyanate component.
  • the present invention furthermore relates to a device for the discontinuous production of block foam, comprising a molding box and a lid which can be inserted into the molding box.
  • the lid has a recess which simulates the contour of a container.
  • the horizontal cross-sectional contour of the container can be described by providing a bulge in the region of at least one of the corner points starting from a basic body comprising at least three corner points.
  • the lid is supported by its side walls on the bottom of the mold box, so that under the lid creates a cavity.
  • This cavity can be filled by means of the inventively designed container with reaction mixture.
  • the reaction mixture spreads uniformly over the bottom of the mold box, foams up and pushes the lid up in the course of the foam development.
  • the recess in the lid, so in the horizontal cover surface, is suitable for receiving a container, which may have the geometries described above.
  • the device is particularly suitable for the production of polyurethane foam.
  • FIG. 1 is the horizontal cross-sectional contour of a container for the invention
  • FIG. 2 shows the horizontal cross-sectional contour of a further container for the method according to the invention
  • FIG. 3 shows the horizontal cross-sectional contour of a further container for the method according to the invention
  • FIG. 3a shows the geometric construction of the cross-sectional contour of the container of FIG. 3
  • FIG. 4 shows a further variant of a cross-sectional contour from FIG. 3
  • FIG. 5 shows a further variant of a cross-sectional contour from FIG. 3
  • FIG. 6 shows a further variant of a cross-sectional contour from FIG. 3
  • FIG. 7 a molding box for the production of block foam
  • FIG. 8a-8c the time course of filling a molding box
  • FIG. 1 shows the horizontal cross-sectional contour of a container which is used in the method according to the invention.
  • the container has an oblong shape in cross-section with a long side 1 and a short side 2.
  • curved bulges 3 At the corners of the contour are curved bulges 3, which can be regarded as parts of a circular arc.
  • the contours of the long side 1 and the short side 2 are each concave, that is, curved toward the interior of the container.
  • FIG. 2 shows the horizontal cross-sectional contour of a further container which is used in the method according to the invention.
  • the container has an oblong shape in cross-section with a long side 1 and a short side 2.
  • curved bulges 3 At the corners of the contour are curved bulges 3, which can be regarded as parts of a circular arc.
  • the contours of the long side 1 and the short side 2 are each convex, ie curved away from the interior of the container.
  • FIG. 3 shows the horizontal cross-sectional contour of a further container which is used in the method according to the invention.
  • the container has an oblong shape in cross-section with a long side 1 and a short side 2.
  • curved bulges 3 which can be regarded as parts of a circular arc.
  • the contours of the long side 1 and the short side 2 are each straight.
  • These straight sections 1 and 2 of the contour and thus the container wall can be regarded as remnants of a rectangular basic body. If sections 1 and 2 are extended until they intersect, the geometrical shape of the rectangular base is obtained.
  • the curved bulges 3 can be considered as parts of a circular arc.
  • FIG. 3a shows the geometric construction of the structure shown in FIG. 3 shown contour, so the container wall.
  • the rectangular base body is constructed by the wall sections 1, 2, 4 and 5.
  • the corners are designated by dots 6.
  • the corners 6 are centers for circles, which are formed by arcs 3 and 7. If the circles and the rectangular basic body are combined with each other, then the dashed segments and a cross-sectional contour according to FIG. 3 remains.
  • FIG. 4 shows a further variant of a horizontal cross section of a container for the method according to the invention.
  • the center points of the circles, which form the circular arc-shaped bulges 3 are positioned outside the rectangular basic body with the wall sections 1 and 2.
  • FIG. 5 shows a further variant of a horizontal cross-sectional contour of a container for the method according to the invention.
  • the centers of the circles, which form the circular arc-shaped bulges 3 positioned on the corners of the rectangular base body.
  • the diameter of the circles is the same size as the shorter side length of the rectangle, so that the wall portion 2 of FIG. 3 is no longer recognizable.
  • FIG. 6 shows a further variant of a horizontal cross-sectional contour of a container for the method according to the invention.
  • the centers of the circles, which form the circular arc-shaped bulges 3 positioned within the rectangular base body with the wall sections 1 and 2.
  • FIG. 7 shows a molding box for the production of block foam.
  • This molding box has the walls 8 and 9.
  • the fourth side wall 8 ' which is indicated in the drawing, has been folded over hinges 10 to the side.
  • cover 11 has been inserted.
  • the lid 11 is supported by its side walls on the bottom of the mold box, so that under the lid 11, a cavity is formed. This cavity can be filled with capable of foaming reaction mixture.
  • Cover 11 has a recess 12 which is suitable for receiving a container.
  • the horizontal cross-sectional contour of this recess and thus of the corresponding container is represented by a rectangular base body, which further has curved bulges at the corners. It is expedient that the recess 12 of the lid 11 corresponds to the shape of the container, since a sealing of the lid relative to the reaction mixture can be better achieved.
  • FIG. 8a-8c show schematically how in the method according to the invention the bottom of a molding box is filled with reaction mixture.
  • the view is directly from above on the molding box.
  • FIG. 8a shows the starting position.
  • the molding box is formed by longitudinal sides 8 and transverse sides 9 as well as by the bottom 13.
  • a container is positioned, which has a rectangular base body, formed by wall sections 1 and 2, and curved bulges 3.
  • the container is filled with capable of foaming reaction mixture 14.
  • reaction mixture 14 flows over the bottom 13 of the molding box. Due to the Design of the container, the reaction mixture 14 does not spread radially uniform, but starts from the original container shape. In the course of propagation, the shape of the spreading reaction mixture 14 continues to approach the geometry of the molding box.
  • the propagating wavefront 15 is shown by a dashed line.
  • FIG. Fig. 8c shows a later time state after removal of the container.
  • the reaction mixture 14 now covers almost the entire bottom 13 of the molding box. It can be seen that the distance of the wavefront 15 to the longitudinal sides 8 and transverse sides 9 and to the corners of the molding box has only slight differences. The wavefront 15 will reach the walls 8, 9 of the container as well as its corners at substantially the same time.
  • the present invention has been described above as belonging to a process for producing slabstock foam. However, it is also within the scope of the invention and its equivalents that the method with the container according to the invention can be used wherever it is important to distribute a fluid, in particular a viscous and / or reacting fluid, on a surface, that the fluid reaches the respective vertical area boundary with the smallest possible time difference.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff, wobei auf den Boden eines Formkastens ein an seiner Unterseite offener Behälter aufgebracht wird, der Behälter mit Reaktionskomponenten gefüllt wird und anschließend entfernt wird. Beim verwendeten Behälter kann dessen horizontale Querschnittskontur beschrieben werden, indem man ausgehend von einem mindestens drei Eckpunkte umfassenden Grundkörper im Bereich von mindestens einem der Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorsieht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Blockschaumstoff, umfassend einen Formkasten und einen in den Formkasten einlegbaren Deckel (11). Der Deckel (11) weist eine Aussparung (12) auf, welche die Kontur eines Behälters nachbildet, dessen horizontale Querschnittskontur beschrieben werden kann, indem man ausgehend von einem mindestens drei Eckpunkte umfassenden Grundkörper im Bereich von mindestens einem der Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorsieht. Der Behälter kann als 'golden bucket' bezeichnet werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blockschaumstoff
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Blockschaumstoff, wobei auf den Boden eines Formkastens ein an seiner Unterseite offener Behälter aufgebracht wird, der Behälter mit zur Schaumbildung befähigtem Reaktionsgemisch gefüllt wird und anschließend entfernt wird.
Im diskontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff, beispielsweise zur Herstellung von Polyurethanschaumstoff, wird üblicherweise eine Reaktionsmischung auf den Boden eines Behälters aufgetragen. Die Reaktionsmischung schäumt auf, expandiert währenddessen und nimmt den durch den Behälter zur Verfügung stehenden Raum ein. Der Behälter wird hierbei häufig als Schäumkiste und das Verfahren als "discontinuous box foaming" bezeichnet.
Wird die Reaktionsmischung in einem Mischkopf unmittelbar vor der Herstellung des Blockschaumstoffes angesetzt und auf den Boden des Behälters aufgetragen, so vergeht eine gewisse Zeitspanne zwischen dem Beginn und dem Ende des Auftragens. Während dieser Zeit fließt das Reaktionsgemisch aber bereits über den Boden des Behälters und reagiert unter Schaumbildung. Im Ergebnis liegen Zonen unterschiedlichen Alters und unterschiedlichen Reaktionsfortschrittes im fertigen Produkt vor. Diese Variation der Eigenschaften, beispielsweise die Variation der Schaumdichte, ist jedoch für die weitere Verarbeitung des erhaltenen Blockschaumstoffes nachteilig.
Um ein homogeneres Reaktionsgemisch auf den Boden der Schäumkiste aufzutragen, wurde vorgeschlagen, das Reaktionsgemisch in einem bodenlosen Behälter anzusetzen, zu vermischen und diesen Behälter zu entfernen. Diese Vorgehensweise wird auch "golden bücket" genannt.
So offenbart DE 29 01 177 Al eine Einrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Blockschaumstoff, wobei eine in einem brückenartigen Rahmengestell senkrecht verschiebbare, mit Komponentenzuleitungen versehene, einen Rührer aufweisende Mischvorrichtung angeordnet ist, die als Mischbehälter einen an einer Kopfplatte angeordneten und auf den Boden eines darunter positionierbaren Formkastens aufsetzbaren, bodenlosen Zylindermantel aufweist. Bei diesen Einrichtungen wird der als Mischkammer dienende bodenlose Zylindermantel vor dem Einbringen der Reaktionskomponenten auf den Boden des Formkastens abgesenkt. Ist der Mischvorgang beendet, wird die Mischvorrichtung mit dem bodenlosen Zylindermantel wieder angehoben. Die vermischten Reaktionskomponenten fließen dann über den Boden des Formkastens. US 2,649,620 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff, umfassend das Plazieren einer kontinuierlichen, starren und aufrecht stehenden Seitenbegrenzung auf den Boden eines Formkastens, um eine relativ kleine Fläche davon abzugrenzen und um so ein auseinandernehmbares Mischgefäß zu bilden. Auch hier wird dieser so gebildete Mischbehälter mit Reaktionsmischung befüllt und anschließend nach oben hin entfernt. Insgesamt weist der Mischbehälter eine zylindrische Form auf.
Bei den beschriebenen zylindrischen Formen des Mischbehälters breitet sich die Reaktionsmischung nach dem Anheben des Behälters radial auf dem Boden des Formkastens aus. In der Regel wird der Mischkasten in die Mitte des Formkastenbodens gestellt. Weist der Formkasten selber keinen kreisförmigen Querschnitt auf, sondern den in der Produktion üblichen rechteckigen Querschnitt, so erreicht die Wellenfront der Reaktionsmischung zunächst die Längsseite des Formkastens. Diese ist die Seite mit dem kürzesten Abstand zum Bodenmittelpunkt. Anschließend erreicht die Wellenfront die Querseiten und zuletzt die Ecken des Formkastens. Beim Auftreffen der Wellenfront auf die Seitenwände kann sich das Reaktionsgemisch nur noch nach oben hin ausbreiten. Dieses führt zu Schichtungserscheinungen und zur Kompression des randständigen Materials durch weiter Innen liegendes schäumendes Reaktionsgemisch. Dadurch, dass die Wellenfront des Reaktionsgemisches die Wände des Formkastens zu unterschiedlichen Zeiten erreicht, treten letztendlich Inhomogenitäten im fertigen Schaumkörper auf. Diese machen sich insbesondere durch Dichteschwankungen bemerkbar.
Aufgrund der Viskosität des Reaktionsgemisches, der Temperatur- und der Schaumentwicklung durch den Beginn der Reaktion beobachtet man während des Fliessens des Gemisches weitere fluiddynamische Phänomene. Erreicht eine Wellenfront zu früh die Wand des Formkastens, so wird sie teilweise zurückreflektiert. Die reflektierten Wellen überlagern sich dann mit anderen Wellen im sich ausbreitenden Reaktionsgemisch. Durch das Fliessen des Gemisches aus dem Mischbehälter selbst werden ebenfalls Wellen erzeugt. Insgesamt können durch unerwünschte Wellenüberlagerungen nach dem Einsetzen der Schäumungsreaktion ebenfalls Inhomogenitäten im fertigen Schaumkörper vorliegen.
Aus dem Vorangegangenen wird deutlich, dass weiterhin der Bedarf nach einem Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff besteht, bei dem im erhaltenen Schaumstoffkörper geringere Dichteschwankungen zu verzeichnen sind. Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein solches verbessertes Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung bereitzustellen.
Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff, wobei auf den Boden eines Formkastens ein an seiner Unterseite offener Behälter aufgebracht wird, der Behälter mit Reaktionskomponenten gefüllt wird und anschließend entfernt wird und wobei weiterhin beim verwendeten Behälter dessen horizontale Querschnittskontur beschrieben werden kann, indem man ausgehend von einem mindestens drei Eckpunkte umfassenden Grundkörper im Bereich von mindestens einem der Eckpunkte -eine Ausbuchtung vorsieht. Durch diese Formgebung erreicht man, dass nach dem Entfernen des Behälters die sich ausbreitende Fluidfront mit Reaktionsmischung der Geometrie des Formkastens immer weiter anpasst und so schließlich die Wände und Ecken des Formkastens gleichzeitig oder mit geringerer Zeitverzögerung als bei einem konventionell geformten Behälter erreicht. Hieraus ergeben sich nach Beendigung der Schaumreaktion homogenere Produkteigenschaften, insbesondere eine gleichmäßigere Dichteverteilung, im Schaumkörper. Der Behälter kann auch an seiner Oberseite vollständig oder teilweise geöffnet sein, um Reaktionsmischung aufzunehmen.
Die Form des Behälters und insbesondere die Kontur der offenen Unterseite lässt sich zweckmäßigerweise dadurch beschreiben, dass man den horizontalen Querschnitt des Behälters betrachtet. Somit wird eine Beschreibung des Behälters auf eine Betrachtung der Kontur dieses Querschnitts reduziert. Die Kontur gibt dann den Verlauf der Wand des Behälters an. Die Kontur selbst kann dann als Kombination oder Verschmelzung eines Grundkörpers mit Formelementen, welche eine Ausbuchtung vom Inneren des Behälters darstellen, beschrieben werden.
Die Ausbuchtung kann beispielsweise die Form eines Kreisbogens, die Form eines Ellipsenausschnittes oder eine Parabelform annehmen. Die Ausbuchtung ist an den Eckpunkten des Grundkörpers vorgesehen. Hierunter ist zu verstehen, dass die Ausbuchtung im Bereich des Eckpunkts angeordnet ist und somit der Eckpunkt in der Ausbuchtung aufgeht.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Grundkörper vier Eckpunkte, es sind jeweils benachbarte Eckpunkte durch konkave Linien miteinander verbunden und es ist an jedem der vier Eckpunkte eine Ausbuchtung vorgesehen. Somit kann der Grundkörper als ein Viereck beschrieben werden, dessen Seiten nicht gerade, sondern zum Inneren des Vierecks gekrümmt sind. Die Eckpunkte dieses deformierten Vierecks gehen dann in der Ausbuchtung auf, werden also von dieser umgeben. Die Verschmelzung der äußeren Konturen des deformierten Vierecks und der Ausbuchtung ergibt dann die horizontale Querschnittskontur des Behälters.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Grundkörper vier Eckpunkte, es sind jeweils benachbarte Eckpunkte durch konvexe Linien miteinander verbunden und es ist an jedem der vier Eckpunkte eine Ausbuchtung vorgesehen. Somit kann der Grundkörper als ein Viereck beschrieben werden, dessen Seiten nicht gerade, sondern vom Inneren des Vierecks hinweg gekrümmt sind. Die Eckpunkte dieses deformierten Vierecks gehen dann in der Ausbuchtung auf, werden also von dieser umgeben. Die Verschmelzung der äußeren Konturen - A - des deformierten Vierecks und der Ausbuchtung ergibt dann die horizontale Querschnittskontur des Behälters.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Grundkörper vier Eckpunkte, es sind jeweils benachbarte Eckpunkte durch gerade Linien miteinander verbunden und es ist an jedem der vier Eckpunkte eine Ausbuchtung vorgesehen. Somit kann der
Grundkörper als ein Viereck beschrieben werden, dessen Seiten gerade sind. Gegenüberliegende
Seiten können parallel sein und benachbarte Seiten können in einem rechten Winkel zueinander stehen. Insgesamt kann sich so beispielsweise ein Parallelogramm, ein Rechteck oder ein Quadrat ergeben. Die Eckpunkte dieses Vierecks gehen dann in der Ausbuchtung auf, werden also von dieser umgeben. Die Verschmelzung der äußeren Konturen des Vierecks und der Ausbuchtung ergibt dann die horizontale Querschnittskontur des Behälters.
Ist der Grundkörper ein Rechteck, so können weiterhin die Längsseite des Grundkörpers und die Längsseite des Bodens des Formkastens ein Längen Verhältnis von >1 :2 bis <1 :5 aufweisen. Das Längenverhältnis kann auch in einem Bereich von > 1:2,5 bis < 1:4 oder von > 1:3 bis < 1:3,5 liegen.
Ist der Grundkörper ein Rechteck, so können weiterhin die Querseite des rechteckförmigen Grundkörpers und die Querseite des Bodens des Formkastens ein Längen Verhältnis von >1:2 bis ≤ 1:5 aufweisen. Das Längenverhältnis kann auch in einem Bereich von >1:2,5 bis <1:4 oder von > 1:3 bis <1:3,5 liegen.
Ist der Grundkörper ein Rechteck, so können die Ausbuchtungen Teile eines Kreisbogens sein und einerseits der Abstand des Mittelpunkts des zugrundeliegenden Kreises zum korrespondierenden Eckpunkt des Rechtecks und andererseits der dem Kreisbogen zugrundeliegende Radius ein Längenverhältnis von > l: 10 bis < 1:1 aufweisen. Hierdurch wird letztendlich der Abstand der kreisbogenförmigen Ausbuchtung vom als intermediäres Konstruktionselement benutzen Eckpunkt des Rechtecks beschrieben. Beträgt das genannte Längenverhältnis beispielsweise 1 : 10, so bedeutet dieses, dass der Mittelpunkt des zugrundeliegenden Kreises um den Betrag von 10% seines Radius vom Eckpunkt entfernt ist. Der Bereich der Längenverhältnisse kann auch ≥l:50 bis <1 : 1 oder ≥l :10 bis <1 :40 betragen.
Ist der Grundkörper ein Rechteck und sind die Ausbuchtungen Teile eines Kreisbogens, können der dem Kreisbogen zugrundeliegende Radius und eine Seite des rechteckförmigen Grundkörpers ein Längenverhältnis von >1: 1 bis <l:10, von >1 :2 bis <1:8 oder von >1 :4 bis <1 :6 aufweisen. Hierdurch kann angegeben werden, welchen Anteil an der Gesamtkontur des Querschnitts die Ausbuchtung innehat. In einer weiteren Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Blockschaumstoff Polyurethanschaumstoff und die Reaktionskomponenten umfassen eine Polyolkomponente und eine Isocyanatkomponente. Die Reaktionskomponenten können entweder fertig vorgemischt in den Behälter gegeben werden oder es können die Polyolkomponente und die Isocyanatkomponente separat im Behälter vorgelegt und dann beispielsweise mittels eines Rührwerks vermischt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Blockschaumstoff, umfassend einen Formkasten und einen in den Formkasten einlegbaren Deckel. Der Deckel weist eine Aussparung auf, welche die Kontur eines Behälters nachbildet. Die horizontale Querschnittskontur des Behälters kann beschrieben werden, indem man ausgehend von einem mindestens drei Eckpunkte umfassenden Grundkörper im Bereich von mindestens einem der Eckpunkte eine Ausbuchtung vorsieht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Deckel durch seine Seitenwände auf dem Boden des Formkastens abgestützt wird, so dass unter dem Deckel ein Hohlraum entsteht. Dieser Hohlraum kann mittels des erfindungsgemäß ausgestalteten Behälters mit Reaktionsmischung befüllt werden. Die Reaktionsmischung breitet sich gleichförmig über den Boden des Formkastens auf, schäumt auf und drückt im weiteren Verlauf der Schaumentwicklung den Deckel nach oben.
Die Aussparung im Deckel, also in der horizontalen Deckelfläche, ist zur Aufnahme eines Behälters geeignet, welcher die vorstehend beschriebenen Geometrien aufweisen kann. Die Vorrichtung ist insbesondere zur Herstellung von Polyurethanschaum geeignet.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
FIG. 1 die horizontale Querschnittskontur eines Behälters für das erfindungsgemäße
Verfahren
FIG. 2 die horizontale Querschnittskontur eines weiteren Behälters für das erfindungsgemäße Verfahren
FIG. 3 die horizontale Querschnittskontur eines weiteren Behälters für das erfindungsgemäße Verfahren
FIG. 3a die geometrische Konstruktion der Querschnittskontur des Behälters aus FIG. 3
FIG. 4 eine weitere Variante einer Querschnittskontur aus FIG. 3
FIG. 5 eine weitere Variante einer Querschnittskontur aus FIG. 3 FIG. 6 eine weitere Variante einer Querschnittskontur aus FIG. 3
FIG. 7 einen Formkasten zur Herstellung von Blockschaumstoff
FIG. 8a-8c den zeitlichen Verlauf des Befüllens eines Formkastens
FIG. 1 zeigt die horizontale Querschnittskontur eines Behälters, welcher im erfmdungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird. Insgesamt weist der Behälter im Querschnitt eine längliche Form auf mit einer langen Seite 1 und einer kurzen Seite 2. An den Ecken der Kontur befinden sich gekrümmte Ausbuchtungen 3, welche als Teile eines Kreisbogens betrachtet werden können. In der vorliegenden Kontur sind die Konturen der langen Seite 1 und der kurzen Seite 2 jeweils konkav ausgebildet, also zum Inneren des Behälters hin gekrümmt.
FIG. 2 zeigt die horizontale Querschnittskontur eines weiteren Behälters, welcher im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird. Insgesamt weist der Behälter im Querschnitt eine längliche Form auf mit einer langen Seite 1 und einer kurzen Seite 2. An den Ecken der Kontur befinden sich gekrümmte Ausbuchtungen 3, welche als Teile eines Kreisbogens betrachtet werden können. In der vorliegenden Kontur sind die Konturen der langen Seite 1 und der kurzen Seite 2 jeweils konvex ausgebildet, also vom Inneren des Behälters weg gekrümmt.
FIG. 3 zeigt die horizontale Querschnittskontur eines weiteren Behälters, welcher im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird. Insgesamt weist der Behälter im Querschnitt eine längliche Form auf mit einer langen Seite 1 und einer kurzen Seite 2. An den Ecken der Kontur befinden sich gekrümmte Ausbuchtungen 3, welche als Teile eines Kreisbogens betrachtet werden können. In der vorliegenden Kontur sind die Konturen der langen Seite 1 und der kurzen Seite 2 jeweils gerade ausgebildet. Diese geraden Abschnitte 1 und 2 der Kontur und somit der Behälterwand können als Reste eines rechteckigen Grundkörpers angesehen werden. Werden die Abschnitte 1 und 2 verlängert, bis sie sich schneiden, erhält man geometrisch den rechteckigen Grundkörper. Ebenso können die gekrümmten Ausbuchtungen 3 als Teile eines Kreisbogens betrachtet werden.
Zum besseren Verständnis zeigt FIG. 3a die geometrische Konstruktion der in FIG. 3 dargestellten Kontur, also der Behälterwand. Der rechteckige Grundkörper wird durch die Wandabschnitte 1, 2, 4 und 5 aufgebaut. Die Ecken werden durch Punkte 6 bezeichnet. Gleichzeitig sind die Ecken 6 Mittelpunkte für Kreise, die durch Kreisbögen 3 und 7 gebildet werden. Werden die Kreise und der rechteckige Grundkörper miteinander kombiniert, so entfallen die gestrichelt gezeichneten Segmente und eine Querschnittskontur gemäß FIG. 3 bleibt übrig. FIG. 4 zeigt eine weitere Variante eines horizontalen Querschnitts eines Behälters für das erfindungsgemäße Verfahren. Hierbei sind im Gegensatz zu FIG. 3 die Mittelpunkte der Kreise, welche die kreisbogenförmigen Ausbuchtungen 3 bilden, außerhalb des rechteckigen Grundkörpεrs mit den Wandabschnitten 1 und 2 positioniert.
FIG. 5 zeigt eine weitere Variante einer horizontalen Querschnittskontur eines Behälters für das erfindungsgemäße Verfahren. Hierbei sind wie in FIG. 3 zwar die Mittelpunkte der Kreise, welche die kreisbogenförmigen Ausbuchtungen 3 bilden, auf den Ecken der rechteckigen Grundkörpers positioniert. Allerdings ist der Durchmesser der Kreise genauso groß wie die kürzere Seitenlänge des Rechtecks, so dass der Wandabschnitt 2 aus FIG. 3 nicht mehr zu erkennen ist.
FIG. 6 zeigt eine weitere Variante einer horizontalen Querschnittskontur eines Behälters für das erfindungsgemäße Verfahren. Hierbei sind im Gegensatz zu FIG. 3 die Mittelpunkte der Kreise, welche die kreisbogenförmigen Ausbuchtungen 3 bilden, innerhalb des rechteckigen Grundkörpers mit den Wandabschnitten 1 und 2 positioniert.
FIG. 7 zeigt einen Formkasten zur Herstellung von Blockschaumstoff. Dieser Formkasten weist die Wände 8 und 9 auf. Die vierte Seiten wand 8', welche in der Zeichnung angedeutet ist, ist über Scharniere 10 zur Seite geklappt worden. In den Formkasten ist Deckel 11 eingelegt worden. Der Deckel 11 wird durch seine Seitenwände auf dem Boden des Formkastens abgestützt, so dass unter dem Deckel 11 ein Hohlraum entsteht. Dieser Hohlraum kann mit zur Schaumbildung befähigter Reaktionsmischung befüllt werden. Deckel 11 weist eine Aussparung 12 auf, welche zur Aufnahme eines Behälters geeignet ist. Die horizontale Querschnittskontur dieser Aussparung und somit des entsprechenden Behälters wird durch einen rechteckförmigen Grundkörper dargestellt, welcher an den Ecken weiterhin gekrümmte Ausbuchtungen aufweist. Es ist zweckmäßig, dass die Aussparung 12 des Deckels 11 mit der Form des Behälters korrespondiert, da so eine Abdichtung des Deckels gegenüber der Reaktionsmischung besser erreicht werden kann.
FIG. 8a-8c zeigen schematisch, wie in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Boden eines Formkastens mit Reaktionsgemisch befüllt wird. Der Blick ist jeweils direkt von oben auf den Formkasten. FIG. 8a stellt die Ausgangslage dar. Der Formkasten wird durch Längsseiten 8 und Querseiten 9 sowie durch den Boden 13 gebildet. In der Mitte des Formkastens ist ein Behälter positioniert, welcher einen rechteckförmigen Grundkörper, gebildet durch Wandabschnitte 1 und 2, sowie gekrümmte Ausbuchtungen 3 aufweist. Der Behälter ist mit zur Schaumbildung befähigtem Reaktionsgemisch 14 gefüllt.
In FIG. 8b ist der an seiner Unterseite offene Behälter nach oben hin entfernt worden. Entsprechend fließt Reaktionsgemisch 14 über den Boden 13 des Formkastens. Bedingt durch die Gestaltung des Behälters breitet sich das Reaktionsgemisch 14 nicht radial gleichförmig aus, sondern geht von der ursprünglichen Behälterform aus. Im Zuge der Ausbreitung nähert sich die Form des ausbreitenden Reaktionsgemisches 14 immer weiter der Geometrie des Formkastens an. Die sich ausbreitende Wellenfront 15 ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
FIG. 8c zeigt einen zeitlich späteren Zustand nach Entfernen des Behälters. Die Reaktionsmischung 14 bedeckt nun fast den gesamten Boden 13 des Formkastens. Man erkennt, dass der Abstand der Wellenfront 15 zu den Längsseiten 8 und Querseiten 9 sowie zu den Ecken des Formkastens nur geringe Unterschiede aufweist. Die Wellenfront 15 wird die Wände 8, 9 des Behälters sowie dessen Ecken im Wesentlichen zur gleichen Zeit erreichen.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend beschrieben als zu einem Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff gehörend. Es ist jedoch auch im Rahmen der Erfindung und ihrer Äquivalente, dass das Verfahren mit dem erfϊndungsgemäß beschriebenen Behälter überall dort eingesetzt werden kann, wo es darauf ankommt, ein Fluid, insbesondere ein viskoses und/oder reagierendes Fluid, so auf einer Fläche zu verteilen, dass das Fluid die jeweiligen vertikalen Flächenbegrenzung mit möglichst geringem Zeitunterschied erreicht.
Bezugszeichenliste:
1 Seite der Querschnittskontur
2 Seite der Querschnittskontur
3 Ausbuchtung
4 gerader Seitenabschnitt der Querschnittskontur
5 gerader Seitenabschnitt der Querschnittskontur
6 Ecke des rechteckförmigen Grundkörpers
7 Kreisbogen
8 Wand des Formkastens
9 Wand des Formkastens
10 Scharnier
11 Deckel Aussparung Boden des Formkastens Reaktioπsgeraisch Wellenfront

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Blockschaumstoff, wobei auf den Boden eines Formkastens ein an seiner Unterseite offener Behälter aufgebracht wird, der Behälter mit Reaktionskomponenten gefüllt wird und anschließend entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim verwendeten Behälter dessen horizontale Querschnittskontur beschrieben werden kann, indem man ausgehend von einem mindestens drei Eckpunkte umfassenden Grundkörper im Bereich von mindestens einem der Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorsieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper vier Eckpunkte umfasst, jeweils benachbarte Eckpunkte durch konkave Linien miteinander verbunden sind und an jedem der vier Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorgesehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper vier Eckpunkte umfasst, jeweils benachbarte Eckpunkte durch konvexe Linien miteinander verbunden sind und an jedem der vier Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorgesehen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper vier Eckpunkte umfasst, jeweils benachbarte Eckpunkte durch gerade Linien miteinander verbunden sind und an jedem der vier
Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorgesehen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Grundkörper ein Rechteck ist und die Längsseite des Grundkörpers und die Längsseite des Bodens des Formkastens ein Längenverhältnis von >1 :2 bis <1 : 5 aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Grundkörper ein Rechteck ist und die Querseite des rechteckförmigen Grundkörpers und die Querseite des Bodens des Formkastens ein Längenverhältnis von >l :2 bis <1 :5 aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Grundkörper ein Rechteck ist, die Ausbuchtungen (3) Teile eines Kreisbogens sind und wobei einerseits der Abstand des Mittelpunkts des zugrundeliegenden Kreises zum korrespondierenden Eckpunkt des Rechtecks und andererseits der dem Kreisbogen zugrundeliegende Radius ein Längenverhältnis von ≥l : 10 bis <1:1 aufweisen.
8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Grundkörper ein Rechteck ist, die Ausbuchtungen (3) Teile eines Kreisbogens sind und wobei der dem Kreisbogen zugrundeliegende Radius und eine Seite des rechteckförmigen Grundkörpers ein Längen Verhältnis von >1 : 1 bis <l : 10 aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Blockschaumstoff Polyurethanschaumstoff ist und die Reaktionskomponenten eine Polyolkomponente und eine Isocyanatkomponente umfassen.
10. Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Blockschaumstoff, umfassend einen Formkasten und einen in den Formkasten einlegbaren Deckel (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11) eine Aussparung (12) aufweist, welche die Kontur eines Behälters nachbildet, dessen horizontale Querschnittskontur beschrieben werden kann, indem man ausgehend von einem mindestens drei Eckpunkte umfassenden Grundkörper im Bereich von mindestens einem der Eckpunkte eine Ausbuchtung (3) vorsieht.
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