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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Platten, Bahnen od. dgl. aus schäumbarem, thermoplastischem
Kunststoff
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ferner die Speisevorrichtung eine sich zwischen die Förderbänder erstreckende, an eine Druckmittelquelle angeschlossene, von einer Zellenschleuse mit Granulat gespeiste, das Granulat unter Druck austragende Düse aufweist und zum Einführen des Heissgases mehrere nebeneinander angeordnete, sich über die Mündung der Düse der Speisevorrichtung hinaus bis in den Granulatraum zwischen den Förderbändern erstrekkende Blasdüsen vorgesehen sind,
und dass ausserdem gegebenenfalls auf der Einlaufseite der Förderbänder Führungsrollen zum Einführen der Deckschichtbahnen sowie an sich bekannte Vorrichtungen zum Auftragen von Klebstoff auf diese Bahnen angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemässeAusgestaltung der Vorrichtung wird gegenüber der bekannten Vorrichtung eine wesentlich gebesserte Einführung des Granulates, eine bessere Wärmezuführung zum Granulat und ein wirtschaftlicher Betrieb erzielt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässenvorrichtung dargestellt. Fig. l ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei im Interesse der Klarheit Teile fortgelassen sind, Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, Fig. 3 ist eine perspektivische, teilweise schematische auseinandergezogene Teildarstellung verschiedener Bestandteile des Rahmenaufbaues, Fig. 4 ist eine vergrösserte Teilansicht des vorderen Endes der Vorrichtung, Fig. 5 ist eine Teilansicht des vorderen Endes der Vorrichtung in stark vergrössertem Massstab, Fig. 6 ist eine teilweise perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Speisevorrichtung, Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig.
8 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7, Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. l, Fig. 10 ist eine teilweise Draufsicht eines Teiles des Stützkörpers, Fig. 11 ist eine teilweise Draufsicht des Zylindergehäuses und der Blasdüsen der Dampfversorgung, Fig. 12 zeigt das Innere der Zellenschleuse, Fig. 13 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung für die Vorbehandlung der Materialkörner, Fig. 14 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 13 gezeigte Anordnung, Fig. 15, 16 und 17 sind Längsschnitte durch Blasdüsen, Fig. 18 ist ein schematisches Diagramm einer Abgabeeinrichtung für Bänder, Fig. 19 ist eine schematische Darstellung einer andern Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 20 ist ein Schnitt im wesentlichen nach der Linie 20-20 der Fig. 19, Fig.
21 zeigt eine Einzelheit der Speisevorrichtung für die Zuführung der expandierten Körner zwischen die Bänder, Fig. 22 ist eine schematische Darstellung einer andern Ausführungsform der Vorrichtung im Längsschnitt.
Die Vorrichtung ruht auf einem Rahmen, der auf mehreren senkrechten, in zwei parallelen Reihen angeordneten I-Trägern 1 abgestützt ist. Der Rahmen besteht aus einem oberen und einem unteren Rahmenteil 2 bzw. 3 (Fig. 3 und 9). Der obere Rahmenteil setzt sich aus vorzugsweise fünf parallelen inneren Trägern 15 zusammen. Diese Träger werden in Längsrichtung an den Unterseiten des Querträgers 10'befestigt. An seinen Oberseiten ist ferner ein Paar äusserer Träger 5 befestigt. Die eben- falls an diesen Querträger angebrachten Seitenunterstützungen 6 tragen die Rollen 42 für das Förder- band.
Vorzugsweise ist der obere Rahmen in senkrechter Richtung um 25,4 mm verstellbar. Parallel zu den Trägern 15 angeordnete Stützen 200 (7ig. 9) sind an jedem I-Träger mit Lagerplatten 201 versehen. Die Schrauben 202 wirken auf die Platten 201 ein und werden ausserdem durch die Lager 203 gestützt, die an den Trägern 1 befestigt sind. An den Enden der Seitenumerstützungen 6 - sind Lagerplatten 7 mit Schlitzen 8 vorgesehen, in denen eine umlaufende Welle 21 gelagert ist.
Der untere Rahmenteil 3 enthält vorzugsweise fünf innere I-Träger 9, die auf dem Querträger 10 befestigt sind. Die Trägerzahl ändert sich je nach der Vorrichtungsbreite. Die Seitenträger 11 werden beiderseits mit dem Querträger 10 verbunden und stützen so die Rollen des Förderbandes. Der Querträger 10 ist seinerseits an dem I-Träger 1 befestigt. Auch der untere Rahmenteil 3 ist mit Lagerplatten 12 versehen (Fig. 3), die den Lagerplatten 7 analog sind. Der obere und untere Rahmenteil 2 und 3 ist zwischen den I-Trägern 1 befestigt. Durch die Einstellschrauben 202 kann der obere Rahmenteil 2 gegen den unteren Rahmenteil 3 gehoben und gesenkt werden.
Von den Seitenlagerplatten 7 und 12 am hinteren Ende 16 der Vorrichtung werden Wellen 17 und 18 (Fig. 1 und 2) in den Lagern 24 und 25 abgestützt. Diese Wellen 17 und 18 sind über Zahnräder oder eine Kette mit einem Antrieb, beispielsweise durch eine Kupplung 19, verbunden.
Am vorderen Ende 20 der Vorrichtung sind Wellen 21 und 22 in den einstellbaren Lagerplatten 26 bzw. 27 angeordnet. Diese Platten sind jeweils gleitend in den Lagerplatten 6 bzw. 7 befestigt und durch Einstellschrauben 28 (Fig. 4) in Längsrichtung verstellbar.
Die Wellen 17, 18, 21,22 tragen je drei Kettenzahnräder 35,36 und 37, die zwischen den Seitenträgern 6 und 11 (Fig. 2) untereinander den gleichen Abstand haben. Von diesen Kettenzahnrä- dern werden zwei Sätze Stützkörper 102 und 103 aufgenommen, wobei ein Satz über die Kettenzahn-
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räder 35,36 und 37 läuft, während der andere Satz mit den auf den Wellen 18 und 22 angeordneten Kettenrädern zusammenwirkt.
Die Stützkörper 102 und 103 sind gleich gebaut und in den Fig. 4, 9 und 10 dargestellt. Mehrere querverlaufende Stäbe 211 (Fig. 10) sind längs ihrer Seitenkanten durch drei Ketten 212, 213 und 214 (Fig. 9) verbunden. Jede Kette ist mit rechtwinkligen Zapfen 215 versehen, deren einander zugekehrte Wände 216 senkrecht von den Stäben abgebogen sind. Die Wände 216 benachbarter Zapfen sind seitlich versetzt, so dass sie sich bei 218 aneinanderlegen können (Fig. 10). Diese benachbarten Wände 216 sind durch Bolzen 217 drehbar verbunden. Die Bolzen 217 tragen zwischen den Wänden 216 die Rollen 219. Die Rollen 219 ragen nach aussen über die parallel zu den flachen Seiten der Stäbe 211 (Fig. 9) verlaufenden Ränder der Wände 216 vor.
Der durch die Wellen 21 und 17 angetriebene Stützkörper 102 läuft mit den Rollen 219 der Ketten 212 und 214 um. Der Stützkörper drückt auf die Oberseiten der Träger 5, und die Rollen 19 wirken auf die Unterseite der am weitesten aussen liegenden Träger 15 ein. Die Rollen 219 der Ketten 213 wirken mit dem mittleren Träger 15 zusammen, wenn sie den unteren Abschnitt des oberen Rahmenteiles 2 umlaufen. Bei ihrer Bewegung über den oberen Abschnitt des oberen Rahmenteiles 2 sind sie jedoch frei. Die Rollen 219 der Ketten 212, 213 und 214 des unterenStützkörpers 103 wirken auf die Oberseite der am weitesten aussen gelegenen inneren Träger 9 und den mittleren Träger 9, wenn sie sich über den oberen Abschnitt des unteren Rahmenteiles 3 hinwegbewegen.
Unter diesem Rahmenteillaufensiejedochfrei,wiebei230 (Fig.9)gezeigtist.
An den Enden der Stäbe 211 sind Schliesselemente 231 angeordnet, die den Abstand zwischen den Stützkörpern 102 und 103 verringern. Diese Schliesselemente 231 werden vorzugsweise aus elastischem Kunststoff, beispielsweise einer Phenolharzfolie, hergestellt. Jedes Schliesselement hat einen rechtwinkligen Querschnitt, wobei ein Schenkel 232 (Fig. 9) auf der Aussenfläche der Stäbe 211 aufliegt und der andere Schenkel deren Kante überlagert ist.
Die Schliesselemente können durch Schrauben 235 (Fig. 5) an den Kanten befestigt werden. Die einander zugewendeten Schenkel 232 der Schliesselemente 231 schliessen im Bereiche der Stützkörper 102 und 103 zwischen den oberen und unteren Rahmenteilen 2 und 3, wie in Fig. 9 bei 240 gezeigt, die Seiten eines begrenzten Raumes 241. ein.
Die Flächen 242 der Schenkel 232 sind durch die Schrauben 202 bewegbar. Normalerweise werden die Schliesselemente 231 um weniger als den Durchmesser der zwischen die Bänder eingeführten Körner voneinander getrennt gehalten. Auf den unteren endlosen, den unteren Rahmenteil 3 umlaufenden Stützkörper 103 wirken die Schliesselemente 231 als Träger. Diese Elemente 231 bewegen sich entlang der Träger 252, die an den unteren Trägern 11 befestigt sind.
Vorzugsweise werden vier Hilfsrollensätze 260 zu beiden Seiten der mittleren Träger 9 und 15 angeordnet (Fig. 9 und 3). Sie befinden sich am vorderen Ende 20 der Vorrichtung und bewirken zusätliche Haltekräfte in dem Raum 241, der den grösstenDrücken durch das schäumende Polystyrol ausgesetzt ist. Die Rollen 261 wirken auf Metallplatten 262 (Fig. 10), die an den Innenflächen der Stäbe 211 befestigt sind.
Isolierende, biegsame, endlose und überall undurchlässige Förderbänder 40 und 41, die vorzugsweise aus Gummi hergestellt sind, umlaufen den oberen bzw. unteren Stützkörper. Sie bewegen sich zwischen den inneren Trägern 9 und 15 und bilden die obere und untere Begrenzung des Raumes 241, in dem der Schaumkörper gebildet wird. Das Förderband 30 wird über dem Rahmenteil 2 durch eine Reihe von in den Seitenunterstützungen 6 gelagerter Rollen 42 getragen. Es kann, wie bei 43 (Fig. 1) gezeigt, eine Spannvorrichtung für das Band 40 vorgesehen sein. Am hinteren Ende 16 der Maschine wird das Förderband 40 von Rollen 42 getragen.
Am vorderen Ende der Maschine läuft das Förderband 40 über die Rollen 48 und 49 (Fig. 4 und 5). Die Rolle 49 hält das Förderband 40 vor seinem Eintritt in den Raum 241 von dem Stützkörper 102 entfernt. Das untere Band 41 läuft über die entsprechenden Rollen 50 und 51. Die Rollen 49 und 51 sind so angeordnet, dass die über sie laufenden Bänder 40 und 41 einen sehr spitzen Winkel mit der Begrenzung des Raumes 241 bildet. Der Bandabstand in diesem Raum ist nur sehr gering und beträgt im allgemeinen nicht mehr als 6 - 18 mm. Der Abstand wird selbstverständlich durch die Dicke des gewünschten Endproduktes bestimmt.
Die Bänder 40 und 41 werden von den Stützkörpern 102 und 103 durch Reibung mitgenommen.
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einen Trichter 62, der durch einen länglichen Schlitz 63 mit dem Inneren des Gehäuses 60 verbunden ist (Fig. 4-8). In dem Gehäuse 60 befindet sich eine schlitzförmige oder als Schlitzreihe ausgebildete Auslassöffnung 64, die sich ebenfalls in Längsrichtung des Gehäuses 60 erstreckt. Zu beiden Seiten der Schlitzöffnung 64 sind Führungsplatten 65 und 66 angeordnet, die eine Düse 67 bilden. Diese Düse 67 ist mit dem Raum 241 ausgerichtet und reicht zwischen die Bänder 40 und 41 über die Führungsrollen 49 und 51 hinaus (Fig. 5). Innerhalb des Gehäuses 60 ist ein Luftverteiler 68 mit den Öffnungen 64 gegenüberliegende Löcher 69 angeordnet.
Diesen Luftverteiler wird durch eine Leitung 70 Luft zugeführt. Ferner ist koaxial zum Verteiler 68 zwischen ihm und dem Gehäuse 60 eine Hohlwelle 72 angeordnet, die sich seitlich über den Luftverteiler 68 hinaus erstreckt und an einem umlaufenden Vorsprung 73 starr befestigt ist (Fig. 8). Der Vorsprung 73 ist bei 75 drehbar gelagert und trägt ein Ketten- oder Zahnrad 78. Über dieses Ketten-oder Zahnrad ist der Kragen 73 und die Hohlwelle 72 drehbar. Die Hohlwelle 72 hat eine Reihe von Löchern 80, die zu einer der Mantelgeraden der-Hohlwelle 72 senkrecht verlaufenden Linie symmetrisch angeordnet sind (Fig. 12).
Die Löcher 80 sind ausserdem so angeordnet, dass sie sich beim Umlauf der Hohlwelle 72 nacheinander regelmässig mit den Löchern 69 decken. Parallel zu denLochreihen 80 sind zwischen ihnen an der Hülse mehrere Flügel 81 durch eine Reihe von Haltevorrichtungen 83 befestigt. Sie ragen nach aussen und legen sich an die Innenfläche des Gehäuses 60.
Unter der Speisevorrichtung 60'befindet sich eine Dampfversorgung (Fig. 4 und 5), die mit einer äusseren Isolierung 93 versehen ist. Sie besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 91, das vorzugsweise die gleiche Länge wie die Speisevorrichtung 60'hat. Der Dampf wird dem Gehäuse 91 durch eine Leitung zugeführt. Das Gehäuse 91 ist mit einer Reihe paralleler, vorzugsweise mit geringem Abstand voneinander angeordneter Blasdüsen 92 versehen. Diese Blasdüsen 92 sind vorzugsweise bis in die Nähe der Rollen 51 und der Düse 67 isoliert und an ihren freien Enden und deren Nähe mit Öffnungen versehen. Die Blasdüsen 92 sind längliche Rohre, deren freie Enden in dem Raum 241 zwischen den Bändern 40 und 41 enden.
In den Fig. 15, 16 und 17 sind verschiedene Ausführungen der Blasdüsen gezeigt. Fig. 15 zeigt eine Ausführung mit einem nach aussen geweiteten Ende 400. Dieses nach aussen geweitete Ende 400 vermindert den Druckabfall der Blasdüse. Die Ausführung der Fig. 16 zeigt eine Reihe von Öffnungen 401, die über die Düsenlänge verteilt und winklig in sie eingeschnitten sind. Dadurch lässt sich die Richtung und die Verteilung des Dampfes besser steuern. Die Ausführung der Fig. 17 zeigt an dem verjüngten Ende eine Öffnung 402 wie auch über ihre Länge verteilte winklige Öffnungen 403. Hiedurch ist eine Verteilung einer grösseren Dampfmenge in beliebigen Richtungen unter grösserem Druck möglich.
Gelegentlich wird das schaumbildende Material zwischen Bändern mit Klebeschichten geführt, wodurch eine bessere Haftung des schaumbildenden Materials an den Bändern erreicht wird. Dabei kann die in Fig. 18 gezeigte Vorrichtung Verwendung finden. Hiebei werden auf Kraftpapierbänder in Rollen 405 und 406 durch geeignete Vorrichtungen 407 und 408 ein Klebstoff aufgebracht. Diese Bänder laufen dann durch geeignete Trockenvorrichtungen 412 und 413 und von dort über nicht angetriebene Rollen 409,410 in das vordere Ende der Maschine und zwischen die Stützkörper 102 und 103 und die Transportbänder 40 und 41.
Die dem Trichter 42 zugeführten Schaumstoffkörner werden vorzugsweise aus einem sehr dichten Material mit einem Durchmesser von etwa 0, 4 bis 0, 8 mm vorexpandiert, so dass sie einen Durchmesser von etwa 1, 6 bis 2, 4 mm haben. Da die Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit bis zirka 15 m/min arbeitet, müssen die vorexpandierten Körner in erheblicher Menge gelagert werden.
In den Fig. 13 und 15 ist eine Lageranlage dargestellt. Die Vorrichtung 270 für die Vorexpansion erwärmt die Polystyrolkörner auf die gewünschte Grösse. Von einem Gebläse 272 werden die Körner durch ein Leitungssystem 273,271 in einen Vorratsbehälter 274 befördert, von denen auch mehrere Verwendung finden können.
Der Behälter 274 ist vorzugsweise mit einem losen luftdurchlässigen Gewebe versehen. Ein senkrechter durchsichtiger Abschnitt 278 in der Behälterwand dient zur Ablesung des Füllstandes. Der Behälter 274 wird durch mehrere Stangen 279, die an der Decke 280 angreifen, gestützt. Das untere Ende des Behälters 274 ist konisch 281 und mündet in eine Förderleitung 285. Von einem Gebläse 286 werden die Körner durch die Leitung 285 in einen oberhalb des Einfülltrichters 62 angeordneten Behälter 290 befördert. Aus dem Behälter 290 rutschen die Körner durch die Leitung 291 unter der Wirkung der Schwerkraft in den Trichter 62. In den Leitungen 271,285 sind zweckmässigerweise Ventile 288, 287 zur Steuerung der pneumatischen Förderung vorgesehen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Schaumstoffschichten mit äusseren Kraftpapierbahnen hergestellt, obwohl auch ein papierfreier Schichtkörper hergestellt werden kann. Die Papierbahnen 100 und 101 werden einander gegenüberliegend in die Maschine eingeführt, wobei diese Bahnen jeweils auf dem nächstliegenden der Transportbänder 40 und 41 aufliegen, so dass die Oberflächen des begrenzten Raumes 241 von diesen Papierbahnen gebildet werden.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung werden die schaumbildenden Polystyrolkörner aus der in den Fig. 13 und 14 gezeigten Vorratsanlage in den Trichter 62 eingeführt. Die Hohlwelle 72 wird langsam gedreht und in dem an die Druckmittelquelle angeschlossenen Rohr 68 wird ein niedriger Luftdruck eingestellt, der ausreicht, um die Körper innerhalb des Trichters 62 in Umlauf zu versetzten und durch die Öffnung 64 hindurchzudrücken. Die von dem an die Druckmittelquelle angeschlossenen Rohr 68 kommende Luft wird bei niedriger Durchflussgeschwindigkeit, die ausreichend ist, um die Körper zwischen die Führungsplatten 65 und 66 und durch die Öffnung 168 zwischen den Papierbahnen 100 und 101 nach aussen zu stossen, regelmässig von dem Rohr durch die Löcher 69 und 68 abgegeben.
Die Körner stapeln sich am Eingang des Raumes 241 und liegen zwischen den Förderbändern 40 und 41 und denPapierbahnen 100 und 101 (Fig. 5). Gleichzeitig wird von der Dampfversorgung 90 durch die Blasdüsen 92 unter Druckstehender trockener Frischdampf ununterbrochen in das Innere des durch die Förderbänder 40 und 41 begrenzten Raumes 241 geführt, wobei die Blasdüsen in den Plastikkörnern eingebettet sind.
Gleichzeitig werden die Stützkörper 102 und 103 in Umlauf gesetzt, die die Transportbänder 40 und 41 mitnehmen und so von dem verengten Einlass fortbewegen. Mit den Stützkörpern 102 und 103 und den Förderbändern 40 und 41 werden durch Reibung auch die Kraftpapierbahnen 100 und 101 mitgenommen. Sobald die Körner aus der Öffnung 168 der Speisevorrichtung heraustreten, werden sie von dem aus den Öffnungen der Blasdüsen 92 ausströmenden Frischdampf eingehüllt. Sie werden dabei schnell erwärmt, wodurch ein Schäumen auftritt und die Körner den vollen Inhalt des Raumes 241 einnehmen und dabei gleichzeitig verschmelzen (Fig. 5).
Der Wärmeträger bewirkt die Erwärmung in der Masse und vermindert die Wärmeverluste durch Übertragung nach aussen. Dadurch ist die zur Verschäumung erforderliche Wärmemenge geringer. Die Transportbänder 40,41 verringern die erforderliche Dampfmenge, da sie den Dampf während der kritischen Periode der anfänglichen Expansion halten.
Die Schliesselemente 231 unterstützen die Abdichtung der Seitenränder der Transportbänder 40, 41 und bilden so eine abgeschlossene Dampfkammer. Nach der Expansion wirken die Transportbänder 40,41 während ihrer Bewegung als Steuerelemente für die Kühlung, so dass eine zu schnelle, ein Zusammenfallen der Körner bewirkende Kühlung verhindert wird. Die mit einer Lüftung versehenen Seiten der Stützkörper 102 und 103 gestatten ein Entweichen der Luft und des verbrauchten Dampfes, halten jedoch die schaumbildenden Körper innerhalb des Raumes 241. Infolge des Zusammenwirkens der Blasdüsen 92 der Förderbänder 40,41 und der Schliesselemente 231 wird keine besondere Kühlvorrichtung benötigt.
Die beschriebene Speisevorrichtung gewährleistet eine gleichmässige glatte Zufuhr der Körner zur Vorrichtung. Die Geschwindigkeit, mit der die Vorrichtung betrieben werden kann, hängt von der Porosität des Schaumstoffes, seiner Dicke und seiner Breite ab. Diese Grössen wieder sind eine Funktion der Zufuhrgeschwindigkeit und Temperatur des Dampfes sowie der Zufuhrgeschwindigkeit und Dichte der Körner.
Mit dieser Vorrichtung und dem Verfahren lassen sich Polystyrolschaumkörper mit einer Geschwindigkeit wesentlich über zirka 15 m/min herstellen, die auf ihren Aussenseiten Bahnen aus Kraftpapier tragen können, wobei die Dichte des schaumbildenden Materials bei 0,016 g/cm3 liegt.
Nummer 19 zeigt die Einführung der Papierbahnen in die Vorrichtung. Die Bahnen werden von den Abgaberollen 308, 308' über eine Reihe von Leerrollen 308a zwischen die Stützkörper 312, 312' geführt, die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehen und über die Rollen 350 - 353 laufen. Zwischen den Rollen 350 - 353 sind Stützträgerrollen 314 angeordnet, durch die die Auseinanderbewegung der Stützkörper verhindert wird. Die Rollen 314 sollen einen möglichst geringen Reibungskontakt mit den
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bei 313 schematisch gezeigt, durch elastische Verbindungen mit nach innen ragenden Lippen 313a und 313b abgedichtet.
Die Körner werden durch Gebläse 302 aus einer Vorrichtung zur Vorexpansion 301 über einen Ladetrichter 303 in die Mündung der Stützkörper 312, 3121 befördert. Die in die Mündung hinein-
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Lüftung versehen sein, um ein Entweichen der Gebläseluft zu ermöglichen.
Die zwischen die Bahnen eingetragenen Körner sind zwar schon vorexpandiert, erfahren hier jedoch durch den eingeblasenen Dampf eine weitere Expansion. Mit dem Dampfkopf 305 ist ein Dampfzufuhr-
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Längsrichtung einstellbar sein und verschieden tief zwischen die Stützkörper reichen. Die Düsenöffnungen können über die Länge der Blasdüsen verteilt sein.
Um eine richtige Zufuhr der Körner von der Führung 304 zwischen die Bahnen zu ermöglichen, kann eine mechanische Betätigungsvorrichtung 306a (Fig. 21) verwendet werden. Sie besteht beispielsweise aus einer Stange, die zwischen die Bahnen ragt und durch einen von den Bahnen nach aussen vorstehenden Steuerarm bewegbar ist und durch eine Antriebsvorrichtung betätigt werden kann.
Die Papierbahnen 308 werden bei 310 mit einem Klebstoff oder einem imprägnierenden Material überzogen, dann in bekannten Trockenvorrichtungen 309 getrocknet und in die Vorrichtung eingeführt. Die Bahnen 308', zwischen denen sich die schaumbildenden Körner befinden, werden durch die Stützkörper 312, 312'von den Rollen 350,353 in einen Druckbehälter 317 gefördert. Dieser Behälter ist verstärkt, damit er den wirkenden Drücken standhält.
Am Ein- und Austritt der Stützkörper und Bahnen sind geeignete Dichtungen vorgesehen. Der Innendruck wird vorzugsweise durch Luft erzeugt und kann durch geeignete Ventile gesteuert werden. Innerhalb des Behälters 317 sind Spritzdüsen 316 zum Verspritzen von Kühlflüssigkeit vorgesehen. Diese Spritzdüsen 316 können aus einem Rohrnetz gebildet sein, dessen Rohre mit Löchern versehen sind, so dass der Strom der Kühlflüssigkeit auf die Aussenfläche der Abschnitte 355,356 gelenkt wird.
Die Spritzdüsen 316 können durch eine Scheidewand 315 von dem vorderen Abschnitt des Behälters 317 getrennt werden. In dem vorderen Abschnitt des Behälters ist eine Vorrichtung 318 zur Feststellung der Dicke untergebracht, die in Fig. 20 schematisch dargestellt ist. Diese Vorrichtung 318 misst über Fühler die Gesamtdicke zwischen den Aussenflächen der Stützkörper 312, 312'. Diese Vorrichtung 318 kann die Dicke auf der gesamten Breite der Stützkörper messen und steuert, ausgehend von der Dickenmessung, den Druck in dem Behälter 317. Der Behälter ist an seinen vorderen und hinteren Schlitzen abgedichtet, so dass der Druck in ihm aufrechterhalten bleibt. Dieser Druck sollte gleich dem durch die schaumbildenden Körner erzeugten Expansionsdruck sein und liegt in den meisten Fällen zwischen 0, 7 und 2, 1 atm.
Beim Betrieb der in Fig. 19 gezeigten Bauart laufen die Papierbahnen 308'parallel zueinander durch den Behälter 317. Die Körner werden zwischen der vorderen Dichtung 311 und der Trennwand 315 zum Schäumen gebracht, so dass sie den gesamten Raum zwischen den Bahnen ausfüllen. In dem zweiten Abschnitt des Behälters 317 wird auf die alten Körner eine Kühlflüssigkeit aufgesprüht, durch die die Temperatur soweit gesenkt wird, dass weitere Expansion stattfindet. Ein Stützkörpermaterial mit guter Wärmeleitfähigkeit erleichtert diesen Kühlvorgang erheblich, so dass schon nach 1 - 2 m Trans- portweg die Temperatur erheblich vermindert wird.
Die Länge des Behälters 317 wird durch die Zeitdauer bestimmt, in der die Erzeugnisse abgekühlt werden können, sowie durch die gewünschte Produktionsgeschwindigkeit.
Das Erzeugnis 320 sollte beim Verlassen des Behälters 217 eine Temperatur von höchstens 600C haben. Wenn es zwischen den Rollen 351,352 hervortritt, kann es in Stücke beliebiger Grösse ge- schnitten werden. Das Erzeugnis ist eine starre, haltbare Platte, die vorwiegend für Pappkartons Ver- wendung findet.
In den Fällen, wo das Kühlmittel das Material der Bahnen nicht beschädigt, können die Stützkörper 312, 312'bei bestimmten Anwendungsarten in Fortfall kommen. Das ist auch möglich bei einer Luftkühlung. Wenn beispielsweise eine Äluminiumfolie als Bahnmaterial verwendet wird, sind die Stützkörper 312, 312'überflüssig. In diesem Falle kann als Kühlmittel Wasser benutzt werden. An Stelle von Dampf als Expansionsmittel können andere Gase, beispielsweise heisse Luft, Verwendung finden.
Fig. 22 zeigt eine Abwandlung des Verfahrens und der zu seiner Durchführung verwendeten Vorrichtung. Die Papierbahnen 371a laufen von den Ablaufrollen 371 über die Leerrollen 370 parallel zueinander zwischen die Stützkörper 380,381. Vorher werden die Bahnen 371a bei 372 auf der Innenseite beispielsweise durch eine Anordnung versetzter Rollen mit einer Klebschicht versehen. Die Klebschicht kann durch Heizvorrichtungen 373 so weit vorgetrocknet werden, dass sie gerade noch klebrig
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ist. Nach dieser Beschichtung oder einer Imprägnierung werden die Seiten durch eine Faltvorrichtung 377 gefaltet. Der Faltrand kann eine Tiefe von beispielsweise etwa 12 mm oder weniger haben und wird durch geeignete Führungen auf dem von der Bahn zurückgelegten Weg aufrechterhalten.
In diesem halbgeschlossenen, durch die Bahnen 371a mit ihren Falträndern gebildeten Raum wird bei 376 eine bestimmte Menge schaumbildender Polystyrolkörner eingeführt. Diese Körner werden von Scbwingtrichtern 374, 374'gleichmässig über die gesamte Breite der Bahn verteilt. Sie werden dann durch über den Bahnen angeordnete Heizvorrichtungen 375 vorexpandiert. Dabei können mehrere hintereinander angeordnete Schwingtrichter und Heizvorrichtungen benutzt werden. Hiedurch wird eine dickere Schicht schaumbildender Körner aufgebaut, wobei jede Lage der Schicht getrennt vorexpandiert wird. In diesem teilweise expandierten Zustand haften die Körner an den Bahnen und werden an der Mündung der Stützkörper 380,381 zusammengeführt.
Die Stützkörper 380,381 werden eng aneinanderliegend und parallel ausgerichtet, so dass sich die teilweise expandierten Körner in einem geschlossenen Raum befinden, der durch die Bahnen 371a und ihre Faltkanten gebildet ist. Die Bahnen mit den in ihnen enthaltenen Körnern werden zwischen die im vorbestimmten gleichmässigen Abstand voneinander laufenden Stützkörper 380,381 geführt. Das kann durch einfache, an den Aussenflächen der Abschnitte 382, 383 der Stützkörper 380, 381- angeordnete Haltevorrichtungen, beispielsweise die Rollen 314 erreicht werden.
Die Stützkörper 380,381 sind in einer isolierten, temperaturkonstanten Wärmekammer 389 eingeschlossen. Eine Trennwand 370 trennt den vorderen, mit Heizelementen versehenen Teil dieser Kammer von dem hinteren, in dem eine gewisse Kühlwirkung erzielt wird. In der Heizkammer werden die schaumbildenden Körner vollkommen expandiert, so dass sie den gesamten Raum zwischen den Bahnen 371a einnehmen. Beim Kühlen des Schaumkörpers muss auf die Aussenflächen der Bahnen 371 ein gleichmässiger Druck aufrechterhalten bleiben, um ein Ausbuckeln oder eine Ungleichheit des Endproduktes zu verhindern.
Zu diesem Zweck ist an dem Ende der Stützkörper 380,381 ein Überträger 379 für die Bahnen angeordnet. Er kann aus feststehenden Druckrollen, einem kleinen endlosen Band oder aus Druckluft bestehen. Wenn der sich im Kühlprozess befindende Schaumkörper den Überträger 379 verlassen hat, wird er
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mer 393 angeordnet sind. In dieser Kammer wird die Temperatur des Schaumkörpers möglichst schnell gesenkt und so sichergestellt, dass keine weitere Expansion der Körner stattfindet. Diese Stützkörper laufen über die Rollen 398,399, 360 und 361 ; ausserdem können an den Abschnitten 395,396 geeignete Druckrollen angeordnet werden. Die Rollen 398,399, 360,361 werden synchron zu den Rollen 384 bis 387 angetrieben.
Der aus den Rollen 399 und 361 austretende Schaumkörper 362 wird in geeigneter Weise zerschnitten und gelagert.
Zur Durchführung des Verfahrens können verschiedene Materialien verwendet werden. So können für einen Karton die Bahnen als Deckblätter einer geschichteten Anordnung oder auch nur als ein dünner Überzug oder als ein Materialband angesehen werden. Sie können aus einem geeigneten dekorativen Material bestehen und aus verschiedenen Papierarten, Geweben, Filmen oder aus Holz hergestellt werden.
Dabei ist behandeltes oder auch unbehandeltes Papier geeignet. So kann bei besonderen Anwendungsgebieten eine Papierart verwendet werden, die nicht zerfressen werden kann. Es können ferner organische, metallische oder keramische Filme verwendet werden. Dabei können die Bahnen derart sein, dass sie nach der Fertigstellung wieder leicht von dem Schaumstoff getrennt werden können. Die Bahnen können auch wahlweise entfernbar sein, d. h. die eine oder andere Bahn kann zu einem bestimmten Zweck entfernt werden. Sie können entweder von dem Schichtkörper abgezogen oder in einer bestimmten Lösung gelöst werden.
Die Körper können besondere Eigenschaften aufweisen. So können z. B. die Bahnen reflektierend oder absorbierend sein ; sie können auch leitend oder hitzebeständig, schallschluckend oder druckempfindlich sein. Ferner können Klebebänder oder durch Wärme versiegelbare Bänder, sowie feuerbeständige oder lichtempfindliche Bänder für photographische Zwecke hergestellt werden. Diese Bänder können auch wärmeübertragend oder'als Dampfschutz wirken. Diese Bahnen können für akustische Zwecke oder aus andern Gründen perforiert oder mit einer Zierbedruckung versehen sein. Sie können wasseraufnehmend oder wasserabstossend sein, vorausgesetzt, dass sie in der beschriebenen Weise der Vorrichtung kontinuierlich zugeführt werden können.
Das Kernmaterial kann ebenfalls verschieden sein. Grundsätzlich wird die Verwendungvonexpandierten Polystyrolkörnern vorgeschlagen. Es werden jedoch auch gemischte Schaumstoffe in Betracht gezogen, z. B. Polystyrolkörner in Mischungen mit Polyurethan-, Polyvinyl-, Epoxyd-oder Phenolharzen
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oder hartem oder biegsamem Gummi. Das Kernmaterial kann gefärbt oder mit feuerfestem Material ge- mischt werden. Es können trockene oder nass überzogene Körner zur Verwendung kommen, wobei dauer- haftes Phenol-, Epoxyd-, Polyurethanharz, pulverisierte Polyester, Polyvinylchlorid oder Polyvinylazetat inbegriffen sind.
Auch Streckmittel, wie beispielsweise Mörtelk1eber, Sägespäne, Vermikuliten, Pop- kornpolymerisate, schwere Öle, Asphalt, Teer, Schaumglas, Steinwolle, Koks, Schlacke, Fasermate- rial oder Stahlwolle können eingesetzt werden. Der Schaum kann ferner auf verschiedene Weise behandelt werden, so dass er Zerfressungen infolge Dampfbildung verhindert oder als Duftausstrahler oder Geruchs- entferner wirkt, wobei eine oder beide Seiten der äusseren Bahnen durchlässig ist. Der Schaum kanneinen temperaturempfindlichen Farbüberzug bekommen und zusammen mit verschiedenen Elementen eingebet- tet werden, beispielsweise mit Rohren, Drähten, Lämpchen oder Befestigungsvorrichtungen. Zu diesem
Zweck könnte der Schaum sehr gut mit einem Kern versehen werden.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren und den zugehörigen Vorrichtungen zu ihrer Durchführung wird für einen beschichteten Körper eine Produktionsgeschwindigkeit von 15 bis 90 m/min angenommen.
Dabei ist vorausgesetzt, dass die Körner bei 1210C expandiert und die Bahnen in der Kammer unter zirka
1, 8 atm gehalten werden. Es kann auch eine thermoplastische oder durch Wärme aktivierte Bahn verwen- det und so eine bessere Haftung der expandierten Körner an der Bahn erzielt werden. Dabei können diese thermoplastischen Bahnen durch die Stützkörper 312, 3121 geprägt oder gestaltet werden. Bei einer porösen, perforierten Bahn bilden die Oberflächen der Stützkörper 312, 3121 eine mechanische Halte- fläche, die das Schaummaterial an seinem Platz hält.
Bei der Herstellung eines vielschichtigen Bandes ist eine Zuführvorrichtung mit Mehrfachdüsen zwi- 'schen jeder Schicht erforderlich. Das Endprodukt kann auch aus einer Schaummasse ohne die Bahnen
371a bestehen. Dazu können diese Bahnen beim Verlassen der Vorrichtung abgestreift werden oderdas
Schaummaterial kann überhaupt ohne Verwendung dieser Bahnen hergestellt werden. Es können verschie- dene, vorzugsweise trockene Zusätze in dem Trichter vorgemischt werden. Ausserdem können nasse Zu- sätze direkt auf die laufenden Bahnen 371a aufgesprüht werden.
Bei der in Fig. 22 dargestelltenAusführungsform beträgt die Produktionsgeschwindigkeit zirka 15 m/min.
Dabei ist zu beachten, dass an Stelle derFaltung der Bahnräder auch ein sich bewegender Stützkörper ver- wendet werden kann. Ein solcher Stützkörper ist erforderlich, da feststehende Wände die Körner von der
Bahn fortziehen würden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Platten, Bahnen od. dgl. aus schäumbarem, ther- moplastischem Kunststoff, der in einen kontinuierlich sich bildenden Formraum eingeführt und durch Er- wärmung expandiert wird, wobei der Schaumstoff gegebenenfalls gleichzeitig mit aus Folien, Papier- bahnen od. dgl. gebildeten Deckschichten verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kunststoff in Form von wenigstens teilweise vorexpandiertem Granulat in den Formraum eingeführt wird, und dass durch unmittelbares Einblasen eines heissen Gases, z. B.
Dampf, in die Granulatschicht in Be- wegungsrichtung derselben die Aufschäumung und Verschmelzung des Granulates erfolgt, wobei die ge- gebenenfalls aufzubringenden Deckschichten vor der Vereinigung mit dem Kunststoffgranulat auf den ein- ander zugekehrten Flächen mit einem Klebstoff überzogen werden.