WO2017021463A1 - Giessvorrichtung zum auftragen eines aufschäumenden reaktionsgemisches - Google Patents

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gap
reaction mixture
inlet
inlet channel
width
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PCT/EP2016/068574
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Dirk Brüning
Achim Symannek
Klaus Franken
Stephan Schleiermacher
Thomas Herweg
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Covestro Deutschland Ag
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Definitions

  • the invention relates to a casting device for applying an intumescent reaction mixture comprising at least a partial width of a cover layer, in particular for producing a composite element, wherein the casting device has an inlet connection for feeding the reaction mixture and an exit gap extending in a transverse direction to the exit of the Reaction mixture forms, and wherein the casting device has two oppositely arranged split plates, wherein extending in a height direction above the outlet gap, a gap space between the gap plates.
  • EP 2 216 156 A1 discloses a casting apparatus for applying an intumescent reaction mixture comprising polyol and isocyanate for the production of composite elements.
  • Composite elements have at least one and mostly two cover layers guided parallel to one another, and the reaction mixture is applied to one of the cover layers, in particular on the inside of a lower cover layer guided on the bottom side. After the reaction mixture has been applied, it foams until the foam front reaches the inside of the opposite cover layer.
  • the cover layers are guided in a parallel belt system until the reaction mixture has hardened to form a substantially dimensionally stable body which forms the polyurethane foam core between the two cover layers.
  • This continuous production of composite elements is characterized by a high output, and the endlessly produced composite element can be singled after passage through the parallel belt system in corresponding sandwich elements.
  • the quality of the sandwich elements depends essentially on how uniform and volume-filling the polyurethane foam core is formed between the two cover layers. Also, the adhesion of the cover layers to the interface of the polyurethane foam core plays an essential role in assessing the quality of the composite element. If several strands of reaction mixture in the width direction of the cover layer side by side applied to the inside of the cover layer, the foaming of the reaction mixture leads to a plurality of foam fronts which come to one another and between which consequently form interfaces. The result is an uneven foaming of the reaction mixture with several foam fronts and when cured, the polyurethane foam core has an inhomogeneous texture. In this case, there are formed overflows with bubbles and voids, the cell orientation of the foam is usually not uniform.
  • the quality of the foam structure decreases, and too low adhesion to the inside of the cover layers can be the result and it can lead to a reduced quality of the composite elements, in particular with regard to mechanical and / or thermal properties, surface quality and / or compressive strength.
  • a casting apparatus with a slot die which allows a oriented in the width direction of the outer layer line application of a reaction mixture comprising polyol and isocyanate.
  • a reaction mixture comprising polyol and isocyanate.
  • it is important to provide a uniform as possible application of the reaction mixture on the cover layer in order to achieve an equally uniform foaming. It is not sufficient to produce the same volume flow at each position of the exit slit in its length along the transverse direction, since the passage time of the reaction mixture through the casting apparatus is just as crucial. Portions of the reaction mixture which deposit a longer flow path through the casting apparatus foam after pouring onto the topcoat earlier than portions of the reaction mixture that have taken a faster, more direct path through the casting apparatus. Decisive is the time of passage of the reaction mixture through the casting apparatus, which should be as equal as possible to each stream of the reaction mixture.
  • the casting apparatus disclosed in GB 1 282 876 A has a plurality of inlet connections which open in a punctiform manner into a gap formed between the split plates.
  • the reaction mixture is fed into the gap space through the feed ports, and the gap space is in the shape of a triangle, and the elongate lower bottom edge of the triangle forms the exit gap.
  • a further disadvantage is that due to the triangular shape no uniform outflow velocity of the reaction mixture from the outlet gap can be established, since a higher pressure drop prevails in the edge area of the triangular structure of the gap spaces as a result of the longer flow path than in the middle. Due to the constant pressure difference for each flow path from the inlet into the triangular gap to the outlet is idealized set a Gaussian distribution of the flow velocity along the lower base edge of each of the triangular-shaped pouring dies, resulting in a nonuniform discharge amount and uneven foaming of the reaction mixture.
  • Composite elements of the type of interest here are also referred to as sandwich elements or insulation boards and are usually used as components for sound insulation, for hall construction or for facade construction.
  • the cover layers can form metal tracks or plastic tracks, depending on the intended use of the composite elements.
  • the object of the invention is the development of a casting apparatus for applying a foaming reaction mixture, with which a uniform foaming of the reaction mixture over the outer layer width is to be achieved.
  • the casting device should be formed such that each volume element of the reaction mixture over the length of the outlet gap of the casting device passes through this with an equal period of time.
  • the invention includes the technical teaching that an inlet channel connected to the Zulauian gleich between the gap plates is formed, which closes the gap above the outlet gap in the height direction, wherein the inlet channel has a channel cross-section whose main dimension is greater than the width of the gap space, so that the Reaction mixture over the length of the inlet channel distributed in the gap space can be introduced.
  • the core of the invention is a special embodiment of the casting apparatus with a guide of the reaction mixture between the Zulauian gleich and the exit slit, which is developed so that each volume unit of the reaction mixture between the Zulauian gleich and the exit slit can pass through the casting device with the same cycle time.
  • each current thread of the reaction mixture between the Zulauian gleich and the exit slit on the same residence time.
  • This solution is achieved with an inlet channel, the adjoins the inside of the casting device to the inlet port and wherein the inlet channel is formed between the gap plates.
  • the design "between" the split plates describes an embodiment of the inlet channel which is formed either in a first gap plate, in an opposing second gap plate or in both gap plates by a corresponding geometry
  • the cross section of the inlet channel does not have to be round, but can also be
  • the inlet channel can also be formed by forming a corresponding recess, for example with a semicircular channel cross-section, in only one of the two split plates
  • the opposite gap plate can have a plane surface and the inlet channel limit laterally or the opposite gap plate has the same or a modified recessed geometry in a mirrored manner to form the channel cross-section symmetrically over the gap space s feed channel "between" the gap plates in the sense of the present word use any shape of recesses and other geometries in the surface of the gap plate.
  • the gap may be incorporated in both split plates or only one side in one of the split plates.
  • the main dimension of the channel cross-section is wider than the width of the gap, so that the reaction mixture can reach the end of the inlet channel, wherein the channel cross-section of the inlet channel is formed so that a defined pressure drop of the flow mixture is generated with increasing distance from the inlet connection.
  • the reaction mixture leaves the inlet channel evenly distributed over its entire length and passes in the manner of a flow curtain in the gap, which adjoins below the inlet channel.
  • a line effluent of the reaction mixture is generated from the feed channel, so that the reaction mixture can be introduced into the gap space distributed over substantially the entire length of the feed channel.
  • the length of the inlet channel extends in the transverse direction in the length, which also corresponds to the length of the outlet gap.
  • the ends of the outlet gap close with the ends of the inlet channel.
  • the channel cross section is formed smaller with increasing distance from the Zulauian gleich.
  • the channel cross section is advantageously the largest in the connection point to the Zulauian gleich and with increasing distance from the Zulauian gleich the channel cross section increasingly decreases.
  • the inlet channel may extend in the transverse direction on both sides equally away from the Zulauian gleich, and the inlet channel has following the Zulauian gleich the largest cross section aui.
  • the respective outer ends of the inlet channel can have such a small cross-section that it closes with the width of the gap space. This avoids that at the ends of the inlet channel an increased amount of reaction mixture can escape from the outlet gap.
  • the width of the gap space may be the same with the width of the exit slit or the width of the exit slit is at least slightly smaller than the width of the gap space, in particular to still get a residual pressure difference in the reaction mixture before and after passing through the exit slit, thereby still a further homogenization of the exit of the reaction mixture results.
  • the width of the outlet gap can be made larger starting from the width of the gap space, starting from the outlet opening, in order to reduce the exit velocity or to counteract an increase in volume at the start of the foaming.
  • the gap space has a width that is constant over the substantially entire areal extent of the gap space between the gap plates, but small local deviations of the width from the otherwise the same width everywhere may occur, for example in places where where screws run through the gap.
  • the inlet channel has a curvature, so that the height of the gap space becomes smaller with increasing distance from the Zulauian gleich over the outlet gap. With increasing distance from the Zulauian gleich thus decreases the height of the gap space between the exit slit and the inlet channel, so that the flow resistance and the flow time between the inlet channel and the outlet slit decrease. At the same time, however, the flow resistance increases over a longer distance through the inlet channel, so that the total pressure loss remains constant. The fact that the flow velocity in the inlet channel is higher than in the gap, is achieved in total that the Reaction mixture between the inlet port and the outlet gap over the entire length of each flow path experiences the same cycle time.
  • the changing channel cross-section of the inlet channel and the curvature for adjusting the height dimension of the gap above the outlet gap are coordinated so that the same over the entire length of the outlet gap same cycle time of the reaction mixture is generated.
  • the inlet channel may for example have an approximately parabolic curvature, the curvature increasing with increasing distance from the inlet connection.
  • the inlet channel receives approximately the shape of a hanger, so that in particular the marginal boundary of the planar gap space deviates from a triangular shape.
  • the gap between the outlet gap and the inlet channel extends with a total of constant width, and by the same width across the entire areal extent of the gap width results in addition to a homogenization of the flow velocity.
  • the reaction mixture over the entire length of the exit slit in the transverse direction has the same exit velocity.
  • the coordination of the size ratios and geometries of the components of the casting device involved in the guidance of the reaction mixture takes place, for example, computer-aided, preferably with a computer-fluid dynamic calculation (CFD).
  • the length of the inlet connection and / or the length of the inlet channel and / or the height of the gap space in the height direction above the outlet slit are determined so that the volume elements of the reaction mixture over the entire length of the exit slit can experience a mutually same cycle time that each volume element on the length of the exit slit has a mutually equal velocity value and that the passage time of the reaction mixture through the casting device is smaller than the reaction time.
  • the passage time of the reaction mixture from the mixing head, which is upstream of the inlet connection, and the outlet gap is chosen so small that in the reaction mixture is not already used before exiting the outlet gap foaming.
  • the invention further relates to a system for applying a foaming reaction mixture at least comprising polyol and isocyanate on at least a partial width of a cover layer, in particular for producing a composite element, comprising a plurality of casting devices according to one of claims 1 to 9, wherein the exit column of Casting devices extend in a common transverse direction or arcuately over the cover layer.
  • Core of the system according to the invention is a juxtaposition of several casting devices according to the invention, so that the total length of the exit slit is adapted in the common transverse direction to the cover layer width.
  • the possibility is created to make the casting device smaller and thus reduce the throughput time, and the individual, several gap spaces, which are bounded on the upper side by respective inlet channels, form individual casting devices, but the length of the entire outlet gap does not have to correspond to the cover layer width .
  • Each of the individual casting devices can have a separate inlet connection, which is fed by separate mixing heads in each case, with the advantage that it is also possible to feed the multiple inlet connections with one mixing head.
  • a hose system or a pipe distributor system can be provided for supplying the reaction mixture to the inlet connections.
  • the split plates of the plurality of casting devices may be integrally formed with each other on one or each side of the gap.
  • the various feed channels can be fed via a central inlet connection and a downstream, for example star-shaped, distribution system.
  • the split plates can be shaped in such a way that a plurality of inlet channels and gap spaces adjoining the inlet channels are formed.
  • each inlet channel with its own inlet connection.
  • the ends of the inlet channels of the plurality of casting devices which are remote from the inlet connections to adjoin one another.
  • the total length of the exit slit corresponds to almost the outer layer width, wherein it may be provided to select the application width of the reaction mixture slightly smaller than the outer layer width.
  • the cover layer may have a width of 120 cm, and the total length of the exit slit is for example, 115 cm and extends in the width direction over the cover layer.
  • the smaller application width of the reaction mixture in relation to the width of the cover layer is preferably selected in order to avoid unintentional discharge outside the cover layer. Since the reaction mixture also foams and expands in the cover layer width, the edge region of the cover layer is thus also reached and covered.
  • the at least one casting device can be tiltably received about an axis, for example, parallel to the cover layer and perpendicular to the transport direction of the cover layer, so that the device does not have to apply the reaction mixture exactly perpendicular to the cover layer but, for example, stinging or dragging.
  • the angle between the discharge film and the cover layer can be adjusted in such a way that optimum flow conditions of the reaction mixture in the impact area result.
  • the at least one casting device can also be rotatably arranged about an axis perpendicular to the lower cover layer.
  • the application width of the reaction mixture is adapted to the cover layer width and / or the leadership of the rising foam, which is formed from the reaction mixture, when reaching the upper cover layer favorably influenced.
  • the plurality of casting devices can also be formed in a structural unit, for example with common split plates.
  • these are preferably arranged so that the outlet gaps of the individual casting devices form a common, continuous and straight or curved outlet gap.
  • these can also be rotated relative to one another in such a way that the individual exit gaps in each case enclose an angle relative to one another and together form a polygon or an arc. This results in an even better adaptability to the cover layer width and / or guidance of the rising foam when reaching the upper cover layer.
  • the system has a gas loading device, with which the reaction mixture is laden with a gas.
  • the gas loading device is designed so that the gas loading with air, with nitrogen, with carbon dioxide or with noble gas, in particular argon or helium, can be made.
  • the thin gap between the split plates does not become clogged with a pre-foaming reaction mixture.
  • Figure 1 is an overall view of the system with a casting apparatus
  • Figure 2 is a perspective view of a gap plate 14 of the one
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the casting apparatus with two
  • Figure 3 a a modified embodiment of the exit slit with
  • Figure 4 is a perspective view of a continuous gap plate
  • Figure 5 is a perspective view of a part of a casting apparatus with
  • FIG. 1 shows a schematic view of a plant for operating a process which is used to produce composite elements 1.
  • the system has a double band Transport system 21, enter the two outer layers 11.
  • a lower cover layer 11 is unrolled from a cover layer roll 20 and an upper cover layer 11 is also unrolled from another cover layer roll 20.
  • the two cover layers 11 are retracted with an intermediate space in the transport system 21, and on the inner surface of the lower cover layer 11, a reaction mixture 10 is applied with a casting apparatus 100.
  • the casting apparatus 100 connects via an inlet connection 12 to a mixing head 19, and in the mixing head 19, shown with two arrows, at least the components polyol and isocyanate entered with a corresponding mixing ratio, with a possible air loading of the reaction mixture 10 may be provided , which is not shown for simplicity.
  • the casting apparatus 100 is positioned at a distance from the double-belt conveyor 21 in such a way that the reaction mixture foams over a foaming path so that the underside of the upper cover layer 11 is achieved by foaming and can pass through the double-belt conveyor 21 during passage of the composite element 1 thus formed the polyurethane Verschaunernern between the two outer layers 11 cure.
  • the continuous material of the composite element 1 can be separated to form individual sandwich panels in a manner not shown in detail.
  • Figure 2 shows an example of a gap plate 14, wherein the perspective view is selected such that the gap space 15 is visible, the counter-gap plate is removed to represent the flat-shaped gap space 15.
  • the gap plate 14 shown has recesses 23 for receiving fasteners, so that two gap plates 14 can be brought to each other to form the casting apparatus 100 and thereby complete the gap 15.
  • an inlet connection 12 for supplying reaction mixture 10 is shown, and inlet connection 12 is fluidically connected to an inlet channel 16, which is introduced into gap plate 14.
  • the inlet channel 16 branches off after an intermediate channel 24 for connection to the inlet port 12 on both sides of a transverse direction Q, so that the inlet channel 16 has two branches which extend laterally away from the inlet port 12.
  • a symmetrical design of the casting device is shown, which alternatively can also be asymmetrical only on one side of the inlet connection 12, so that only one branch of the inlet channel 16 adjoins the inlet connection 12.
  • the exit slit 13 extends in its length over the transverse direction Q between the two ends of the inlet channel 16, and the inlet channel 16 is curved so that this with increasing distance from the inlet port 12 of the edge of the exit slit 13 approaches and finally terminates with this end.
  • the inlet channel 16 itself is introduced as a groove-like depression in the gap plate 14 and has a channel cross-section 17, which increases with increasing distance from the inlet port 12th rejuvenated.
  • the changing channel cross-section 17, the curvature in the inlet channel 16 and thus the changing height in height direction H of the gap space 15 are coordinated so that the reaction mixture 10 over the entire length of the exit slit 13, the same cycle time through the casting device 100 learns and the exit velocity of the reaction mixture 10 from the exit slit 13 is also equal over the length of the entire exit slit 13.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view through the casting device 100 with cross-cut split plates 14.
  • a gap space 15 can be seen, which extends between the two split plates 14 and extends in the height direction H from the inlet channel 16 to the lower-side outlet gap 13.
  • the gap 15 has over its areal extent a constant width B, and the areal extent results between the inlet channel 16 and the exit slit 13 in the height direction H and the transverse direction Q, on which the height direction H is vertical.
  • FIG. 3 a shows a modified embodiment of the outlet gap 13 with gap lips 26 formed thereon, wherein the gap lips 26 protrude above the plate end of the gap plates 14 and form thin lip-like projections. This prevents the formation of reaction mixture in the outer region of the outlet slit 13, which could interfere with the exit of the reaction mixture on the outer surface of the slit plates 14 with larger amounts accumulated.
  • Figure 4 shows two juxtaposed individual pouring devices 100, which are arranged in the transverse direction Q side by side so that a single continuous Exit gap 13 results. If the respective feed connections 12 are supplied with reaction mixture 10, then the reaction mixture 10 with the advantages described above passes through the respective feed channels 16 of the pouring devices 100 and exits via the common exit gap 13 with twice the exit length. Overall, this results in an enlarged line width for application of the reaction mixture 10 at smaller formed individual gap spaces 15, and for a width of the cover layer 11, for example, with a width of 120 cm , not a single gap plate 14 must be provided with a continuous gap space 15, but it can be a plurality of individual gap spaces 15 are formed under associated feed channels 16.
  • FIG. 5 also shows a perspective view of a part of the casting apparatus 100 with two gap plates 14 placed on one another and a gap space 15 between the split plates 14.
  • the length of the outlet gap 13 is in FIG Transverse Q distributed distributed adjusting means 18, which can adjust an associated portion of the exit slit 13 in width B via actuators 22.
  • the exit slit 13 in its width B can be adjusted so that the uniformity of the order of the reaction mixture 10 can be further improved.
  • Associated dial gauges 25 thereby allow a control of the width B, which is associated with the respective adjustment means 18.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung (100) zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches (10) wenigstens umfassend Polyol und Isocyanat auf wenigstens einer Teilbreite einer Deckschicht (11), insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes (1), wobei die Gießvorrichtung (100) aufweist: - einen Zulaufanschluss (12) zur Einspeisung des Reaktionsgemisches (10), - wenigstens einen sich in einer Querrichtung (Q) erstreckenden Austrittsspalt (13) zum Austritt des Reaktionsgemisches (10), - zwei sich gegenüberliegend angeordnete Spaltplatten (14), wobei sich in einer Höhenrichtung (H) über dem Austrittsspalt (13) ein Spaltraum (15) zwischen den Spaltplatten (14) erstreckt. Erfindungsgemäß ist ein mit dem Zulaufanschluss (12) verbundener Zulaufkanal (16) zwischen den Spaltplatten (14) ausgebildet, der den Spaltraum (15) über dem Austrittsspalt (13) in Höhenrichtung (H) abschließt, wobei - der Zulaufkanal (16) einen Kanalquerschnitt (17) aufweist, dessen Hauptabmaß größer ist als die Breite (B) des Spaltraumes (15), sodass - das Reaktionsgemisch über der Länge des Zulaufkanals (16) verteilt in den Spaltraum (15) einleitbar ist.

Description

Gießvorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches wenigstens umfassend Polyol und Isocyanat auf wenigstens einer Teilbreite einer Deckschicht, insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes, wobei die Gießvorrichtung einen Zulaufanschluss zur Einspeisung des Reaktionsgemisches aufweist und einen sich in einer Querrichtung erstreckenden Austrittsspalt zum Austritt des Reaktionsgemisches bildet, und wobei die Gießvorrichtung zwei sich gegenüberliegend angeordnete Spaltplatten aufweist, wobei sich in einer Höhenrichtung über dem Austrittsspalt ein Spaltraum zwischen den Spaltplatten erstreckt.
STAND DER TECHNIK
Die EP 2 216 156 AI offenbart eine Gießvorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches umfassend Polyol und Isocyanat zur Herstellung von Verbundelementen. Verbundelemente weisen wenigstens eine und zumeist zwei parallel zueinander geführte Deckschichten auf, und auf einer der Deckschichten, insbesondere auf der Innenseite einer unteren, bodenseitig geführten Deckschicht, wird das Reaktionsgemisch aufgetragen. Nach dem Auftrag des Reaktionsgemisches schäumt dieses auf, bis die Schaumfront gegen die Innenseite der gegenüberliegenden Deckschicht gelangt. Die Deckschichten werden in einer Parallelbandanlage geführt, bis das Reaktionsgemisch zu einem im Wesentlichen formfesten Körper ausgehärtet ist, der den Polyurethanschaumkern zwischen den beiden Deckschichten bildet. Diese kontinuierliche Herstellung von Verbundelementen zeichnet sich durch eine hohe Ausbringung aus, und das endlos hergestellte Verbundelement kann nach dem Durchlauf durch die Parallelbandanlage in entsprechende Sandwich-Elemente vereinzelt werden.
Die Qualität der Sandwich-Elemente hängt wesentlich davon ab, wie gleichmäßig und volumenfüllend der Polyurethanschaumkern zwischen den beiden Deckschichten ausgebildet ist. Auch spielt die Haftung der Deckschichten auf der Grenzfläche des Polyurethanschaumkernes eine wesentliche Rolle zur Beurteilung der Qualität des Verbundelementes. Werden mehrere Stränge an Reaktionsgemisch in Breitenrichtung der Deckschicht nebeneinander auf die Innenseite der Deckschicht aufgetragen, so führt das Aufschäumen des Reaktionsgemisches zu mehreren Schaumfronten, die seitlich aneinander gelangen und zwischen denen sich folglich Grenzflächen bilden. Die Folge ist eine ungleichmäßige Aufschäumung des Reaktionsgemisches mit mehreren Schaumfronten und im ausgehärteten Zustand weist der Polyurethanschaumkern eine inhomogene Textur auf. Es bilden sich dabei Überwälzungen mit Blasen und Lunkern, wobei die Zellorientierung des Schaumes in der Regel auch nicht gleichmäßig ist. Dadurch sinkt die Qualität der Schaumstruktur, und eine zu geringe Haftung an der Innenseite der Deckschichten kann die Folge sein und es kann zu einer verminderten Qualität der Verbundelemente kommen, insbesondere hinsichtlich der mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften, der Oberflächenqualität und/oder der Druckfestigkeit.
Aus der GB 1 282 876 A ist eine Gießvorrichtung mit einer Breitschlitzdüse bekannt, die einen in Breitenrichtung der Deckschicht orientierten Linienauftrag eines Reaktionsgemisches umfassend Polyol und Isocyanat ermöglicht. Bei der Ausgestaltung solcher Breitschlitzdüsen kommt es darauf an, einen möglichst gleichmäßigen Auftrag des Reaktionsgemisches auf die Deckschicht zu schaffen, um ein ebenso gleichmäßiges Aufschäumen zu erreichen. Dabei ist es nicht hinreichend, an jeder Position des Austrittsspaltes in seiner Länge entlang der Querrichtung den gleichen Volumenstrom zu erzeugen, da die Durchlaufzeit des Reaktionsgemisches durch die Gießvorrichtung ebenso entscheidend ist. Teile des Reaktionsgemisches, welche einen längeren Durchlaufweg durch die Gießvorrichtung hinterlegen, schäumen nach dem Aufgießen auf die Deckschicht früher auf als Teile des Reaktionsgemisches, die einen schnelleren, direkteren Weg durch die Gießvorrichtung genommen haben. Entscheidend ist damit die Zeit des Durchlaufes des Reaktionsgemisches durch die Gießvorrichtung, die für jeden Stromfaden des Reaktionsgemisches möglichst gleich sein sollte.
Die mit der GB 1 282 876 A bekannt gewordene Gießvorrichtung weist mehrere Zulaufanschlüsse auf, die in einen zwischen den Spaltplatten ausgebildeten Spaltraum punktförmig einmünden. Im Betrieb wird das Reaktionsgemisch in den Spaltraum durch die Zulaufanschlüsse eingespeist, und der Spaltraum weist die Form eines Dreiecks auf, und die länglich ausgebildete untere Grundkante des Dreiecks bildet den Austrittsspalt. Damit besteht bereits nicht die Möglichkeit, dass jede Volumeneinheit des Reaktionsgemisches die Gießvorrichtung mit der gleichen Zeitdauer durchläuft, da in der Mitte der Grundkante direkt unterhalb des Zulaufanschlusses eine kürzere Durchströmzeit des Reaktionsgemisches erreicht wird als in den Randbereichen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sich durch die Dreieckform keine gleichmäßige Ausströmgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches aus dem Austrittsspalt einstellen kann, da im Randbereich der dreieckförmigen Struktur der Spalträume infolge des längeren Fließweges ein höherer Druckabfall vorherrscht als in der Mitte. Aufgrund der konstanten Druckdifferenz für jeden Fließweg vom Einlauf in den dreieckförmigen Spalt bis zum Austritt wird sich idealisiert eine Gaußverteilung der Fließgeschwindigkeit entlang der unteren Grundkante jedes der dreieckförmigen Ausgießformen einstellen, was eine ungleichförmige Austragsmenge und ein ungleichmäßiges Aufschäumen des Reaktionsgemisches zur Folge hat. Verbundelemente der hier interessierenden Art werden auch als Sandwich-Elemente oder Dämmplatten bezeichnet und dienen in der Regel als Bauelemente für den Schallschutz, zum Hallenbau oder für den Fassadenbau. Die Deckschichten können dabei Metallbahnen oder Kunststoffbahnen bilden, abhängig vom Einsatzzweck der Verbundelemente. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Gießvorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches, mit der ein gleichmäßiges Aufschäumen des Reaktionsgemisches über der Deckschichtbreite erzielt werden soll. Insbesondere soll die Gießvorrichtung derart gebildet sein, dass jedes Volumenelement des Reaktionsgemisches über der Länge des Austrittsspaltes der Gießvorrichtung diese mit einer gleichen Zeitdauer durchläuft.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Gießvorrichtung zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und mit einer Anlage zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches mit mehreren Gießvorrichtungen gemäß Anspruch 10 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein mit dem Zulauianschluss verbundener Zulaufkanal zwischen den Spaltplatten ausgebildet ist, der den Spaltraum über dem Austrittsspalt in Höhenrichtung abschließt, wobei der Zulaufkanal einen Kanalquerschnitt aufweist, dessen Hauptabmaß größer ist als die Breite des Spaltraumes, sodass das Reaktionsgemisch über der Länge des Zulaufkanals verteilt in den Spaltraum einleitbar ist.
Kern der Erfindung ist eine spezielle Ausgestaltung der Gießvorrichtung mit einer Führung des Reaktionsgemisches zwischen dem Zulauianschluss und dem Austrittsspalt, die so weitergebildet ist, dass jede Volumeneinheit des Reaktionsgemisches zwischen dem Zulauianschluss und dem Austrittsspalt die Gießvorrichtung mit der gleichen Durchlaufzeit durchlaufen kann. Mit anderen Worten weist jeder Stromfaden des Reaktionsgemisches zwischen dem Zulauianschluss und dem Austrittsspalt die gleiche Verweilzeit auf. Erreicht wird diese Lösung mit einem Zulaufkanal, der sich innenseitig der Gießvorrichtung an den Zulaufanschluss anschließt und wobei der Zulaufkanal zwischen den Spaltplatten ausgebildet ist.
Die Ausbildung „zwischen" den Spaltplatten beschreibt dabei eine Ausgestaltung des Zulaufkanals, der entweder in einer ersten Spaltplatte, in einer gegenüberliegenden zweiten Spaltplatte oder in beiden Spaltplatten durch eine entsprechende Geometrie ausgebildet ist. Der Querschnitt des Zulaufkanals muss dabei nicht rund sein, sondern kann auch halbkreisförmig, trapezförmig, elliptisch oder dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere kann der Zulaufkanal auch dadurch gebildet werden, dass nur in einer der beiden Spaltplatten eine entsprechende Aussparung, beispielsweise mit einem halbkreisförmigen Kanalquerschnitt, ausgebildet ist. Die gegenüberliegende Spaltplatte kann dabei eine Planfläche aufweisen und den Zulaufkanal seitlich begrenzen oder die gegenüberliegende Spaltplatte weist in einer gespiegelten Weise die gleiche oder eine abgewandelte ausgesparte Geometrie auf, um den Kanalquerschnitt symmetrisch über dem Spaltraum auszubilden. Jedenfalls beschreibt die Ausbildung des Zulaufkanals„zwischen" den Spaltplatten im Sinne des vorliegenden Wortgebrauches jede mögliche Form von Aussparungen und sonstigen Geometrien in der Oberfläche der Spaltplatte.
Selbstverständlich kann auch der Spaltraum sowohl in beiden Spaltplatten eingearbeitet sein oder auch nur einseitig in einer der Spaltplatten. Insbesondere ist es auch möglich, den Zulaufkanal mit dem Zulaufanschluss und dem Spaltraum nur in einer Spaltplatte einzubringen, da dann in besonders vorteilhafter Weise die gegenüberliegende Spaltplatte komplett plan ausgeführt werden kann.
Das Hauptabmaß des Kanalquerschnittes ist dabei breiter als die Breite des Spaltraumes, sodass das Reaktionsgemisch bis zum Ende des Zulaufkanals gelangen kann, wobei der Kanalquerschnitt des Zulaufkanals so ausgebildet ist, dass ein definierter Druckverlust des Strömungsgemisches mit zunehmendem Abstand vom Zulaufanschluss erzeugt wird. Das Reaktionsgemisch verlässt den Zulaufkanal gleichmäßig über seiner gesamten Länge verteilt und gelangt nach Art eines Strömungsvorhanges in den Spaltraum, der sich unterhalb des Zulaufkanals anschließt. Dadurch wird ein Linienausfluss des Reaktionsgemisches aus dem Zulaufkanal erzeugt, sodass das Reaktionsgemisch über der im Wesentlichen gesamten Länge des Zulaufkanals verteilt in den Spaltraum einleitbar ist. Die Länge des Zulaufkanals erstreckt sich in Querrichtung in der Länge, die auch der Länge des Austrittsspaltes entspricht. Insbesondere schließen die Enden des Austrittsspaltes mit den Enden des Zulaufkanals ab. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung ist der Kanalquerschnitt mit zunehmendem Abstand vom Zulauianschluss kleiner werdend ausgebildet. Der Kanalquerschnitt ist vorteilhafterweise in der Anschlussstelle zum Zulauianschluss am größten und mit zunehmendem Abstand vom Zulauianschluss verkleinert sich der Kanalquerschnitt zunehmend. Der Zulaufkanal kann sich in Querrichtung zu beiden Seiten gleichermaßen vom Zulauianschluss weg erstrecken, und der Zulaufkanal weist im Anschluss an den Zulauianschluss den größten Querschnitt aui. Die jeweiligen äußeren Enden des Zulaufkanals können einen so kleinen Querschnitt aufweisen, dass dieser mit der Breite des Spaltraumes abschließt. Dadurch wird vermieden, dass an den Enden des Zulaufkanals eine erhöhte Menge an Reaktionsgemisch aus dem Austrittsspalt austreten kann.
Die Breite des Spaltraumes kann gleich ausgebildet sein mit der Breite des Austrittsspaltes oder die Breite des Austrittsspaltes ist zumindest geringfügig kleiner ausgebildet als die Breite des Spaltraumes, insbesondere um noch eine Rest-Druckdifferenz im Reaktionsgemisch vor und nach Durchtritt durch den Austrittsspalt zu erhalten, wodurch sich noch eine weitere Vergleichmäßigung des Austrittes des Reaktionsgemisches ergibt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Breite des Austrittsspaltes von der Breite des Spaltraumes startend zur Austrittsöffnung hin größer werdend ausgeführt werden, um die Austrittsgeschwindigkeit zu verringern oder um einer Volumenvergrößerung beim Beginn des Aufschäumens zu begegnen.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Spaltraum eine Breite aufweist, die über der im Wesentlichen gesamten flächigen Erstreckung des Spaltraumes zwischen den Spaltplatten gleichbleibend ausgebildet ist, wobei jedoch kleine lokale Abweichungen der Breite von der ansonsten überall gleichen Breite vorkommen können, beispielsweise an Stellen, an denen Schraubelemente durch den Spaltraum verlaufen. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Zulaufkanal eine Krümmung aufweist, sodass die Höhe des Spaltraumes mit zunehmendem Abstand vom Zulauianschluss über dem Austrittsspalt kleiner wird. Mit zunehmender Entfernung vom Zulauianschluss nimmt damit die Höhe des Spaltraums zwischen dem Austrittsspalt und dem Zulaufkanal ab, sodass der Strömungswiderstand und die Durchlaufzeit zwischen dem Zulaufkanal und dem Austrittsspalt sinken. Zugleich erhöht sich jedoch der Strömungswiderstand über einer längeren Strecke durch den Zulaufkanal, sodass der Gesamt-Druckverlust konstant bleibt. Dadurch, dass die Fließgeschwindigkeit im Zulaufkanal höher ist als im Spalt, wird insgesamt erreicht, dass das Reaktionsgemisch zwischen dem Zulaufanschluss und dem Austrittsspalt über der gesamten Länge jedes Fließweges die gleiche Durchlaufzeit erfährt.
Der sich ändernde Kanalquerschnitt des Zulaufkanals und die Krümmung zur Einstellung des Höhenmaßes des Spaltraumes über dem Austrittsspalt sind so aufeinander abgestimmt, dass die über der gesamten Länge des Austrittsspaltes gleiche Durchlaufzeit des Reaktionsgemisches erzeugt wird. Somit ist es auch denkbar, die Krümmung des Zulaufkanals mit zunehmendem Abstand vom Zulaufanschluss größer werdend auszubilden. Der Zulaufkanal kann beispielsweise eine etwa parabelförmige Krümmung aufweisen, wobei die Krümmung mit zunehmendem Abstand vom Zulaufanschluss zunimmt. Dadurch erhält der Zulaufkanal etwa die Form eines Kleiderbügels, sodass insbesondere die randseitige Begrenzung des flächigen Spaltraumes von einer Dreiecksform abweicht. Vielmehr erstreckt sich der Spaltraum zwischen dem Austrittsspalt und dem Zulaufkanal mit insgesamt gleichbleibender Breite, und durch den über der gesamten flächigen Erstreckung des Spaltraumes gleichen Breite ergibt sich zusätzlich eine Homogenisierung der Strömungsgeschwindigkeit. Als besonderes Kennzeichen kann dabei erreicht werden, dass das Reaktionsgemisch über der gesamten Länge des Austrittsspaltes in Querrichtung die gleiche Austrittsgeschwindigkeit aufweist.
Die Abstimmung der Größenverhältnisse und Geometrien der an der Führung des Reaktionsgemisches beteiligten Komponenten der Gießvorrichtung erfolgt beispielsweise computergestützt, vorzugsweise mit einer computer-fluiddynamischen Berechnung (CFD). Die Länge des Zulaufanschlusses und/oder die Länge des Zulaufkanals und/oder die Höhe des Spaltraumes in Höhenrichtung über dem Austrittsspalt sind dabei so bestimmt, dass die Volumenelemente des Reaktionsgemisches über der gesamten Länge des Austrittsspaltes eine zueinander gleiche Durchlaufzeit erfahren können, dass jedes Volumenelement über der Länge des Austrittsspaltes einen zueinander gleichen Geschwindigkeitswert aufweist und dass die Durchlaufzeit des Reaktionsgemisches durch die Gießvorrichtung kleiner ist als die Reaktionszeit. Damit ist gemeint, dass die Durchlaufzeit des Reaktionsgemisches vom Mischkopf, der dem Zulaufanschluss vorgelagert ist, und dem Austrittsspalt, so klein gewählt wird, dass im Reaktionsgemisch nicht bereits vor Austritt aus dem Austrittsspalt eine Aufschäumung einsetzt.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Anlage zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches wenigstens umfassend Polyol und Isocyanat auf wenigstens einer Teilbreite einer Deckschicht, insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes, aufweisend mehrere Gießvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Austrittsspalte der Gießvorrichtungen sich in einer gemeinsamen Querrichtung oder bogenförmig über der Deckschicht erstrecken.
Kern der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Aneinanderreihung mehrerer Gießvorrichtungen gemäß der Erfindung, sodass die Gesamtlänge des Austrittsspaltes in der gemeinsamen Querrichtung an die Deckschichtbreite angepasst ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Gießvorrichtung kleiner auszubilden und die Durchlaufzeit somit zu reduzieren, und die einzelnen, mehreren Spalträume, die durch jeweilige Zulaufkanäle oberseitig begrenzt sind, bilden für sich einzelne Gießvorrichtungen, wobei jedoch die Länge des gesamten Austrittsspaltes nicht der Deckschichtbreite entsprechen muss. Jede der einzelnen Gießvorrichtungen kann einen separaten Zulaufanschluss aufweisen, der durch jeweils separate Mischköpfe gespeist wird, wobei mit Vorteil auch die Möglichkeit besteht, mit einem Mischkopf die mehreren Zulaufanschlüsse zu speisen. Zur Zufuhr des Reaktionsgemisches an die Zulaufanschlüsse kann ein Schlauchsystem oder ein Rohr-Verteilersystem vorgesehen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Anlage können die Spaltplatten der mehreren Gießvorrichtungen auf einer oder jeder Seite des Spaltraumes einteilig miteinander ausgebildet sein. Bei einer einteiligen Ausbildung können die verschiedenen Zulaufkanäle über einen zentralen Zulaufanschluss und einem nachgeschalteten, beispielsweise sternförmigen, Verteilersystem gespeist werden. Die Spaltplatten können derart formgebend bearbeitet werden, dass mehrere Zulaufkanäle und sich unter den Zulaufkanälen anschließende Spalträume gebildet werden. Insbesondere ist es denkbar, jedem Zulaufkanal einen eigenen Zulaufanschluss zuzuordnen. Auch ist es mit Vorteil möglich, dass die den Zulaufanschlüssen fernen Enden der Zulaufkanäle der mehreren Gießvorrichtungen aneinander angrenzen. Sofern die Durchlaufzeit und die Austrittsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches aus dem Austrittsspalt der einzelnen Gieß Vorrichtungen über der jeweiligen Spaltlänge in Querrichtung gleich sind, ist zu erwarten, dass die Durchlaufzeit und die Austrittsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches entlang des gesamten Austrittsspaltes gleich sind. Damit wird erreicht, dass über der gesamten Deckschichtbreite auch insgesamt ein konstanter, gleichförmiger Auftrag des Reaktionsgemisches erreicht wird. Die Gesamtlänge des Austrittsspaltes entspricht dabei nahezu der Deckschichtbreite, wobei vorgesehen sein kann, die Auftragsbreite des Reaktionsgemisches geringfügig kleiner zu wählen als die Deckschichtbreite. Beispielsweise kann die Deckschicht eine Breite von 120 cm aufweisen, und die Gesamtlänge des Austrittsspaltes beträgt beispielsweise 115 cm und erstreckt sich in Breitenrichtung über der Deckschicht. Die geringere Auftragsbreite des Reaktionsgemisches im Verhältnis zur Breite der Deckschicht wird bevorzugt gewählt, um einen unbeabsichtigten Austrag außerhalb der Deckschicht zu vermeiden. Da das Reaktionsgemisch auch in der Deckschichtbreite aufschäumt und sich damit ausdehnt, wird somit auch der Randbereich der Deckschicht erreicht und überdeckt.
In der Anlage kann die wenigstens eine Gießvorrichtung um eine Achse beispielsweise parallel zur Deckschicht und senkrecht zur Transportrichtung der Deckschicht kippbar aufgenommen werden, sodass die Vorrichtung das Reaktionsgemisch nicht exakt senkrecht auf die Deckschicht aufbringen muss, sondern beispielsweise stechend oder schleppend. Über die Kippstellung kann der Winkel zwischen dem Austragsfilm und der Deckschicht so eingestellt werden, dass sich optimale Strömungsverhältnisse des Reaktionsgemisches im Auftreffbereich ergeben.
In der Anlage kann die wenigstens eine Gießvorrichtung außerdem um eine Achse senkrecht zu der unteren Deckschicht drehbar angeordnet sein. Je nach Wahl der Winkelstellung der Gießvorrichtung und damit des Winkels zwischen dem Austrittsspalt und der Transportrichtung der Deckschicht ist die Auftragsbreite des Reaktionsgemisches an die Deckschichtbreite angepasst und/oder die Führung des aufsteigenden Schaumes, der sich aus dem Reaktionsgemisch bildet, wird bei Erreichen der oberen Deckschicht günstig beeinflusst.
Bei einer Aneinanderreihung mehrerer Gießvorrichtungen sind diese beispielsweise an einem verstellbaren Träger aufgenommen, wobei, wie vorstehend beschrieben, die mehreren Gießvorrichtungen auch in einer baulichen Einheit ausgebildet sein können, beispielsweise mit gemeinsamen Spaltplatten.
Bei der Verwendung von mehreren Gießvorrichtungen werden diese bevorzugt so angeordnet, dass die Austrittspalte der einzelnen Gießvorrichtungen einen gemeinsamen, durchgehenden und geraden oder gebogenen Austrittspalt bilden. In einer erweiterten Ausführungsform können diese nämlich auch relativ zueinander so verdreht werden, dass die einzelnen Austrittsspalte jeweils einen Winkel zueinander einschließen und insgesamt ein Polygon bzw. einen Bogen bilden. Daraus ergibt sich eine noch bessere Anpassbarkeit an die Deckschichtbreite und/oder Führung des aufsteigenden Schaumes bei Erreichen der oberen Deckschicht.
Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, das Reaktionsgemisch mit einer Gasbeladung und insbesondere mit einer Luftbeladung zu versehen. Durch eine Luftbeladung wird ein Zusetzen des Spaltraumes insbesondere in den mit Reaktionsgemisch schwächer durchströmten Bereichen des Spaltraumes vermieden. Hierzu weist die Anlage eine Gasbeladeeinrichtung auf, mit der das Reaktionsgemisch mit einem Gas beladebar ist. Die Gasbeladeeinrichtung ist dabei so ausgebildet, dass die Gasbeladung mit Luft, mit Stickstoff, mit Kohlendioxid oder mit Edelgas, insbesondere Argon oder Helium, vorgenommen werden kann. Insbesondere mit getrockneter Luft oder mit Stickstoff wird vorteilhaft erreicht, dass sich der dünne Spaltraum zwischen den Spaltplatten nicht mit voraufschäumendem Reaktionsgemisch zusetzt.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine Gesamtansicht der Anlage mit einer Gießvorrichtung und der
Zuführung von Deckschichten sowie einer Doppelband- Transportanlage ,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer Spaltplatte 14 von derjenigen
Seite, die den Spaltraum flächig begrenzt,
Figur 3 eine quergeschnittene Ansicht der Gießvorrichtung mit zwei
aufeinander angeordneten Spaltplatten unter Bildung des Spaltraumes zwischen den Spaltplatten,
Figur 3 a eine abgewandelte Ausführungsform des Austrittsspaltes mit an
diesem ausgebildeten Spaltlippen
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer durchgehenden Spaltplatte, die
mehrere einzelne Gießvorrichtungen bildet und
Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Gießvorrichtung mit an
den Spaltplatten angeordneten Verstellmitteln. Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Anlage zum Betrieb eines Verfahrens, das zur Herstellung von Verbundelementen 1 dient. Die Anlage weist eine Doppelband- Transportanlage 21 auf, in die zwei Deckschichten 11 einlaufen. Eine untere Deckschicht 11 wird von einer Deckschichtrolle 20 abgerollt und eine obere Deckschicht 11 wird ebenfalls von einer weiteren Deckschichtrolle 20 abgerollt. Die beiden Deckschichten 11 werden mit einem Zwischenraum in die Transportanlage 21 eingefahren, und auf die Innenfläche der unteren Deckschicht 11 wird mit einer Gießvorrichtung 100 ein Reaktionsgemisch 10 aufgetragen. Die Gießvorrichtung 100 schließt sich über einen Zulauf anschluss 12 an einen Mischkopf 19 an, und in dem Mischkopf 19 werden, dargestellt mit zwei Pfeilen, wenigstens die Komponenten Polyol und Isocyanat mit einem entsprechenden Mischverhältnis eingegeben, wobei eine mögliche Luftbeladung des Reaktionsgemisches 10 vorgesehen sein kann, welche nur vereinfachend nicht dargestellt ist.
Die Gießvorrichtung 100 ist derart beabstandet zur Doppelband-Transportanlage 21 positioniert, dass über eine Aufschäumstrecke das Reaktionsgemisch so aufschäumt, dass die Unterseite der oberen Deckschicht 11 durch das Aufschäumen erreicht wird, und beim Durchlauf des so gebildeten Verbundelementes 1 durch die Doppelband-Transportanlage 21 kann der Polyurethanschaunikern zwischen den beiden Deckschichten 11 aushärten. Nach dem Durchlauf durch die Doppelband-Transportanlage 21 kann das Endlosmaterial des Verbundelementes 1 zur Bildung einzelner Sandwichplatten auf nicht näher gezeigte Weise vereinzelt werden. Figur 2 zeigt ein Beispiel einer Spaltplatte 14, wobei die perspektivische Darstellung derart gewählt ist, dass der Spaltraum 15 sichtbar ist, wobei die Gegen-Spaltplatte entnommen ist, um den flach ausgebildeten Spaltraum 15 darzustellen. Die gezeigte Spaltplatte 14 weist Ausnehmungen 23 zur Aufnahme von Befestigungsmitteln auf, sodass zwei Spaltplatten 14 aufeinander gebracht werden können, um die Gießvorrichtung 100 zu bilden und um damit den Spaltraum 15 zu vervollständigen.
Beispielhaft gezeigt ist ein Zulaufanschluss 12 zur Zuführung von Reaktionsgemisch 10, und der Zulaufanschluss 12 ist fluidisch verbunden mit einem Zulaufkanal 16, der in die Spaltplatte 14 eingebracht ist. Der Zulaufkanal 16 zweigt sich nach einem Zwischenkanal 24 zur Anbindung an den Zulaufanschluss 12 zu beiden Seiten einer Querrichtung Q ab, sodass der Zulaufkanal 16 zwei Äste aufweist, die sich seitlich vom Zulaufanschluss 12 weg erstrecken.
Damit ist lediglich beispielhaft eine symmetrische Ausbildung der Gießvorrichtung dargestellt, die alternativ auch asymmetrisch nur einseitig des Zulaufanschlusses 12 ausgebildet sein kann, sodass nur ein Ast des Zulaufkanals 16 sich an den Zulaufanschluss 12 anschließt. Die Unterkante der Spaltplatte 14 bildet gemeinsam mit der nicht gezeigten weiteren Spaltplatte 14 einen Austrittsspalt 13. Der Austrittsspalt 13 erstreckt sich in seiner Länge über der Querrichtung Q zwischen den beiden Enden des Zulaufkanals 16, und der Zulaufkanal 16 ist so gekrümmt, dass sich dieser mit zunehmendem Abstand vom Zulaufanschluss 12 der Kante des Austrittsspaltes 13 nähert und schließlich endseitig mit diesem abschließt. Je größer also der Abstand vom Zulaufanschluss 12 ist, desto kleiner wird die Höhe des Spaltraumes 15 in Höhenrichtung H. Der Zulaufkanal 16 selbst ist als nutenartige Vertiefung in der Spaltplatte 14 eingebracht und weist einen Kanalquerschnitt 17 auf, der sich mit zunehmendem Abstand vom Zulaufanschluss 12 verjüngt.
Der sich ändernde Kanalquer schnitt 17, die Krümmung im Zulaufkanal 16 und damit die sich ändernde Höhe in Höhenrichtung H des Spaltraumes 15 sind so aufeinander abgestimmt, dass das Reaktionsgemisch 10 über der gesamten Länge des Austrittsspaltes 13 die gleiche Durchlaufzeit durch die Gieß Vorrichtung 100 erfährt, und die Austrittsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches 10 aus dem Austrittsspalt 13 ist über der Länge des gesamten Austrittsspaltes 13 ebenfalls gleich.
Figur 3 zeigt eine Querschnittsansicht durch die Gieß Vorrichtung 100 mit quergeschnittenen Spaltplatten 14. Dabei ist ein Spaltraum 15 erkennbar, der sich zwischen den beiden Spaltplatten 14 erstreckt und in Höhenrichtung H vom Zulaufkanal 16 bis zum unterseitigen Austrittsspalt 13 reicht. Der Spaltraum 15 weist über seiner flächigen Erstreckung eine konstante Breite B auf, und die flächige Erstreckung ergibt sich zwischen dem Zulaufkanal 16 und dem Austrittsspalt 13 in der Höhenrichtung H und der Querrichtung Q, auf der die Höhenrichtung H senkrecht steht.
Figur 3a zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Austrittsspaltes 13 mit an diesem ausgebildeten Spaltlippen 26, wobei die Spaltlippen 26 über dem Plattenende der Spaltplatten 14 hervorstehen und dünne lippenartige Vorsprünge bilden. Damit wird verhindert, dass sich im äußeren Bereich des Austrittsspaltes 13 Reaktionsgemisch ansammeln kann, welches an der Außenoberfläche der Spaltplatten 14 bei größeren angesammelten Mengen den Austritt des Reaktionsgemisches stören könnte.
Figur 4 zeigt zwei nebeneinander angeordnete einzelne Gießvorrichtungen 100, die in Querrichtung Q so nebeneinander angeordnet sind, dass sich ein einziger durchgehender Austrittsspalt 13 ergibt. Werden die jeweiligen Zulaufanschlüsse 12 mit Reaktionsgemisch 10 gespeist, so durchläuft das Reaktionsgemisch 10 mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen die jeweiligen Zulaufkanäle 16 der Gießvorrichtungen 100 und tritt über dem gemeinsamen Austrittsspalt 13 mit der doppelten Austrittslänge aus. Der gemeinsame Austrittsspalt 13 erstreckt sich für beide Gießvorrichtungen 100 in der gleichen Querrichtung Q. Insgesamt ergibt sich damit eine vergrößerte Linienbreite zum Auftrag des Reaktionsgemisches 10 bei kleiner ausgebildeten einzelnen Spalträumen 15, und für eine Breite der Deckschicht 11, beispielsweise mit einer Breite von 120 cm, muss nicht eine einzige Spaltplatte 14 mit einem durchgehenden Spaltraum 15 bereitgestellt werden, sondern es können mehrere einzelne Spalträume 15 unter zugeordneten Zulaufkanälen 16 ausgebildet werden.
Schließlich zeigt Figur 5 noch eine perspektivische Ansicht eines Teils der Gieß Vorrichtung 100 mit zwei aufeinander gebrachten Spaltplatten 14 und einem sich zwischen den Spaltplatten 14 ergebenden Spaltraum 15. Um den Austrittsspalt 13 in der Breite B zu justieren, sind über der Länge des Austrittsspaltes 13 in Querrichtung Q verteilt mehrere Verstellmittel 18 angeordnet, die über Aktuatoren 22 einen zugeordneten Abschnitt des Austrittsspaltes 13 in der Breite B verstellen können. Durch entsprechende Justage der Verstellmittel 18 über die Aktuatoren 22, beispielsweise mit einem zugeordneten Werkzeug, kann der Austrittsspalt 13 in seiner Breite B derart einjustiert werden, dass die Gleichmäßigkeit des Auftrags des Reaktionsgemisches 10 weiter verbessert werden kann. Zugeordnete Messuhren 25 ermöglichen dabei eine Kontrolle der Breite B, die dem jeweiligen Verstellmittel 18 zugeordnet ist.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bezugszeichenliste
100 Gieß Vorrichtung 1 Verbundelement
10 Reaktionsgemisch
11 Deckschicht
12 Zulaufanschluss
13 Austrittsspalt
14 Spaltplatte
15 Spaltraum
16 Zulaulkanal
17 Kanalquerschnitt
18 Verstellmittel
19 Mischkopf
20 Deckschichtrolle
21 Doppelband-Transportanlage
22 Aktuatoren
23 Ausnehmung
24 Zwischenkanal
25 Messuhr
26 Spaltlippe
Q Querrichtung
H Höhenrichtung
B Breite

Claims

Gießvorrichtung (100) zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches (10) wenigstens umfassend Polyol und Isocyanat auf wenigstens einer Teilbreite einer Deckschicht (11), insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes (1), wobei die Gieß Vorrichtung (100) aufweist:
einen Zulauianschluss (12) zur Einspeisung des Reaktionsgemisches (10), wenigstens einen sich in einer Querrichtung (Q) erstreckenden Austrittsspalt (13) zum Austritt des Reaktionsgemisches (10),
zwei sich gegenüberliegend angeordnete Spaltplatten (14), wobei sich in einer Höhenrichtung (H) über dem Austrittsspalt (13) ein Spaltraum (15) zwischen den Spaltplatten (14) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein mit dem Zulauianschluss (12) verbundener Zulaufkanal (16) zwischen den Spaltplatten (14) ausgebildet ist, der den Spaltraum (15) über dem Austrittsspalt (13) in Höhenrichtung (H) abschließt, wobei
der Zulaufkanal (16) einen Kanalquerschnitt (17) aufweist, dessen Hauptabmaß größer ist als die Breite (B) des Spaltraumes (15), sodass
das Reaktionsgemisch über der Länge des Zulaufkanals (16) verteilt in den Spaltraum (15) einleitbar ist.
Gießvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalquerschnitt (17) mit zunehmendem Abstand vom Zulauianschluss (12) kleiner werdend ausgebildet ist.
Gießvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltraum (15) eine Breite (B) aufweist, die über der im Wesentlichen gesamten flächigen Erstreckung des Spaltraumes (15) zwischen den Spaltplatten (14) gleichbleibend ausgebildet ist.
Gießvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (16) eine Krümmung aufweist, sodass der Spaltraum (15) mit zunehmendem Abstand vom Zulauianschluss (12) eine kleiner werdende Höhe über dem Austrittsspalt (13) aufweist.
5. Gießvorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des Zulaufkanals (16) mit zunehmendem Abstand vom Zulauf anschluss (12) größer werdend ausgebildet ist.
Gießvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich ändernde Kanalquerschnitt (17) des Zulaufkanals (16) und/oder die Krümmung des Zulaufkanals (16) und/oder die Ausbildung des Spaltraumes (15) derart bestimmt sind, dass die Austrittsgeschwindigkeit jedes Volumenelementes des Reaktionsgemisches (10) über der Länge des Austrittsspaltes (13) einen zueinander gleichen Geschwindigkeitswert aufweist.
Gießvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich ändernde Kanalquerschnitt (17) des Zulaufkanals (16) und/oder die Krümmung des Zulaufkanals (16) und/oder die Ausbildung des Spaltraumes (15) derart bestimmt sind, dass jedes Volumenelement des Reaktionsgemisches (10) bezogen auf die Länge des Austrittsspaltes (13) eine zueinander gleiche Durchlaufzeit vom Zulauf anschluss (12) bis zum Austritt aus dem Austrittsspalt (13) aufweist.
Gießvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Zulauf anschlusses (12) und/oder die Länge des Zulaufkanals (16) und/oder die Höhe des Spaltraumes (15) in Höhenrichtung (H) über dem Austrittsspalt (13) so bestimmt sind, dass die Durchlaufzeit des Reaktionsgemisches (10) kleiner ist als die Reaktionszeit.
Gießvorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstellmittel (18) vorgesehen sind, mit denen die Breite des Austrittsspaltes (13) einstellbar ist, wobei über der Länge des Austrittsspaltes (13) verteilt mehrere Verstellmittel (18) vorgesehen sind.
Anlage zum Auftragen eines aufschäumenden Reaktionsgemisches (10) wenigstens umfassend Polyol und Isocyanat auf wenigstens einer Teilbreite einer Deckschicht (11), insbesondere zur Herstellung eines Verbundelementes (1), aufweisend mehrere Gießvorrichtungen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Austrittsspalte (13) der Gießvorrichtungen (100) sich in einer gemeinsamen Querrichtung (Q) oder über einem Bogen über der Deckschicht (11) erstrecken. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltplatten (14) der mehreren Gießvorrichtungen (100) auf jeder Seite des Spaltraumes (15) einteilig miteinander ausgebildet sind.
Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den Zulauf anschlüssen (12) fernen Enden der Zulaufkänäle (16) der mehreren Gießvorrichtungen (100) aneinander angrenzen.
Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Gasbeladeeinrichtung aufweist, mit der das Reaktionsgemisch (10) mit einem Gas beladebar ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasbeladung mit Luft, mit Stickstoff, mit Kohlendioxid oder mit Edelgas, insbesondere Argon oder Helium, betreibbar ist.
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