-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von geschäumten Formteilen, insbesondere Dämmplatten, mit einem von Werkzeugteilen umschlossenen Formnest gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Gattungsgemäße Schäumvorrichtungen dienen zur Herstellung von Formteilen aller Art, insbesondere wenn diese aus Partikelkunststoffen aufgeschäumt werden. Darunter fallen sowohl dreidimensionale Formteile als auch plattenförmige Formteile, wie beispielsweise Dämmplatten, insbesondere für den Baubereich, beispielsweise in Form von Dämmplatten für Fußböden, Fassaden und Dächer.
-
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, plattenförmige Formteile im Einzelverfahren herzustellen, wobei in ein Formnest, gebildet von gegenüberliegenden im Wesentlichen planen Formplatten und einem umgebenden Formrahmen, ein Kunststoffmaterial eingefüllt wird, welches nachfolgend bedampft, entlüftet und stabilisiert wird. Hierdurch wird ein plattenförmiges Formteil entsprechend der Geometrie des Formnests hergestellt.
-
Zur Sicherstellung der Qualität der herzustellenden plattenförmigen Formteile ist es erforderlich, dass zunächst lose eingefülltes Kunststoffmaterial nicht umgehend im Formnest angeschmolzen wird. Folglich ist es erforderlich, dass die Formplatten sowie der Formrahmen eine entsprechende Temperatur unterhalb einer kritischen Erweichung der losen Kunststofffüllung aufweisen. Das nach dem Einfüllen durchgeführte Bedampfen dient nunmehr zur Erwärmung des eingebrachten Kunststoffmaterials, so dass ein Verschmelzen erfolgt und ein zusammenhängender Formverbund in Gestalt einer Platte gebildet wird. Dabei erfolgt ein Energieeintrag, welcher zugleich zur Erwärmung der Formplatten sowie des Formrahmens führt. Zur Festigung der entsprechend gebildeten Körperform ist es nunmehr erforderlich, nachfolgend eine Evakuierung und Kühlung, d. h. Stabilisierung, durchzuführen. Hierbei bedarf es erneut einer Temperaturänderung, d. h. einer Absenkung der Temperatur des Kunststoffmaterials sowie der Formplatten und des Formrahmens, so dass die hergestellte Platte ihre Form auch nach der Entnahme unverändert beibehält. Daraus resultieren Temperaturzyklen im Formnest während des Prozesses, wobei die Formplatte sowie der Formrahmen Temperaturschwankungen im Zyklusverlauf über die Dauer der Herstellung einer Platte unterliegen.
-
Zur Sicherstellung der erforderlichen Stabilität und einer dauerhaften Beständigkeit der Schaumvorrichtung sind die Formplatten im Stand der Technik derart gestaltet, dass auf der zum Formnest weisenden Seite eine im Wesentlichen solide Metallplatte, in aller Regel aus Aluminium, mit einer Dicke von insbesondere über 10 mm vorhanden ist, welche mitunter auf der Rückseite mittels Isolierungsmaterial gedämmt ist. Zur Realisierung der funktionsbedingt erforderlichen Einbringung von Dampf bzw. der Evakuierung weist die Aluminiumplatte als Formplatte hierbei eine Vielzahl von in der Regel mechanisch eingearbeiteten Öffnungen auf, um den entsprechenden Dampfdurchtritt bzw. eine Evakuierung zu ermöglichen.
-
Die bekannten Schäumvorrichtungen zur Herstellung entsprechender plattenförmiger und sonstiger Formteile aus Partikelkunststoffen weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Dauer des Herstellungszyklus aufgrund der notwendigen reversiblen Temperaturänderungen von Werkzeug und dem herzustellenden Bauteil kaum verringert werden kann. Insbesondere ergibt sich durch die Temperierung der Formplatte im Wechsel zwischen dem Zustand einer vergleichsweise kühlen Formplatte beim Einfüllen des Kunststoffmaterials sowie bei der Entnahme des hergestellten Formteils und dem Zustand einer erhitzten Formplatte während des Bedampfens zum Einen eine thermische Belastung sowie zum Anderen eine notwendigerweise einzuhaltende Abkühlphase zur Reduzierung der Temperatur der Formplatte und des Formteils. Ein weiterer Nachteil ist der erforderliche Energiebedarf zur Erzeugung der Temperaturwechsel hervorgerufen insbesondere durch die Wärmekapazität der Formplatten.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die Zykluszeit im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik weiter verkürzt bzw. der Energiebedarf weiter gesenkt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die gattungsgemäße Vorrichtung ist zunächst einmal bestimmt zur Herstellung von geschäumten Formteilen. Welcher Art die Formteile hierbei sind, ist zunächst unerheblich. Zumindest werden die Formteile aus Partikelkunststoffen hergestellt. Diesbezüglich kann es sich insbesondere um EPS oder EPP handeln. Die Eigenschaften und Verarbeitungsweise sind dem Fachmann wohl bekannt und insofern erübrigt sich eine Erläuterung hierzu.
-
Zumindest weist die Vorrichtung zumindest zwei in einer Trennfuge trennbare Werkzeugteile auf. Die Ausführung der Werkzeugteile ist gleichfalls zunächst unerheblich, wobei die geschlossenen Werkzeugteile hierbei zumindest ein Formnest bilden, welches hinsichtlich der Gestalt dem herzustellenden Formteil entspricht. Mit anderen Worten, die Geometrie des Formnests entspricht im Wesentlichen der Form des herzustellenden Formteils. Insofern stellt das Formnest in der Vorrichtung eine Art Kavität dar, innerhalb derer die Herstellung des Formteils durchgeführt wird.
-
Weiterhin weist die Vorrichtung eine das Formnest bildende Werkzeugwandung auf, welche entsprechend der Teilung der Vorrichtung entlang der Trennfuge von zumindest zwei Werkzeugteilen gebildet wird. Die Werkzeugwandung weist auf einer Innenseite, d. h. zum Formnest, eine Oberfläche auf, an welcher der Partikelkunststoff bei der Herstellung eines Formteils zur Anlage kommt.
-
Gattungsgemäß wird bei der Herstellung des Formteils ein Heizmedium, insbesondere Heißdampf, eingesetzt, welches in der Vorrichtung zur Beheizung des Formnests eingesetzt werden kann. Hierbei erfolgt ein Auf- und/oder Ausschäumen des zuvor in dem Formnest eingefüllten Partikelkunststoffes unter vollständiger Ausfüllung des Formnests.
-
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die Werkzeugwandung zumindest abschnittsweise eine mehrschichtige Struktur aufweist. Hierbei umfasst die mehrschichtige Struktur auf der zum Formnest liegenden Innenseite eine dünne Innenschicht. Weiterhin umfasst die mehrschichtige Struktur zumindest ein Stützelement, wobei dieses auf einer Außenseite der Innenschicht angeordnet ist und hierbei die Innenschicht mechanisch abstützt.
-
Durch die Trennung zumindest eines Abschnitts der Werkzeugwandung in eine Innenschicht zur Umschließung des Formnests und ein Stützelement zur Gewährleistung der erforderlichen Stabilität der Vorrichtung beim Herstellungsprozess eines Formteils wird die Auslegung der Vorrichtung hinsichtlich eines geringeren Energieverbrauchs begünstigt.
-
Besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung, sofern diese die Herstellung von geschäumten Dämmplatten ermöglicht. Wenngleich es möglich ist, mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso einen größeren Block herzustellen, um diesen sodann in Scheiben oder Stücke zu unterteilen unter Bildung einer Mehrzahl von Dämmplatten, so ist es besonders vorteilhaft, dass jeweils eine singuläre Dämmplatte in einem Herstellungsprozess hergestellt wird. Diese hergestellten Dämmplatten finden insbesondere als Fassadendämmplatten in der Gebäudeisolierung Verwendung.
-
In der Umsetzung der Werkzeugteile zur Realisierung der Vorrichtung und Bildung des zumindest einen Formnests ist es besonders vorteilhaft, wenn das Formnest hierbei durch zwei gegenüberliegende Formplatten sowie einen umgebenden Formrahmen definiert wird. Eine der Formplatten bildet hierbei einen Boden, wobei die entsprechend gegenüberliegende Formplatte einen Deckel bildet. Zwischen den Formplatten entsteht ein freier Abstand, welcher folglich die Dicke des Formnests bzw. die Dicke des herzustellenden Formteils definiert. Umgebend wird der Freiraum zwischen den beiden Formplatten, d. h. das Formnest, von einem Formrahmen umschlossen, wobei es zunächst unerheblich ist, ob dieser Formrahmen ebenso die Formplatten bzw. eine der Formplatten umschließt oder lediglich den Abstand zwischen den beiden Formplatten überbrückt. Zumindest wird von den Formplatten sowie dem Formrahmen ein entsprechendes im Wesentlichen geschlossenes Formnest gebildet.
-
Unerheblich ist es zunächst, welche Zuordnung zwischen der Boden-Formplatte bzw. der Deckel-Formplatte und dem Formrahmen gegeben ist. In der besonders bevorzugten Ausführungsform ist jedoch zumindest die Deckel-Formplatte vom Formrahmen entfernbar zur Entnahme der hergestellten Dämmplatte. Gleichfalls, wie im Stand der Technik, ist es hierbei unerheblich, auf welche Weise die Entfernung der Deckel-Formplatte vom Formrahmen erfolgt, wobei insbesondere eine schwenkbar angebundene Lösung besonders bevorzugt wird.
-
Wenngleich in aller Regel die Deckel-Formplatte im Formrahmen eintaucht bzw. darauf aufliegt, ist es für die vorteilhafte Ausführung unerheblich, wenn der Formrahmen mehrteilig ausgeführt ist und hierbei ein deckelseitiger Abschnitt des Formrahmens, d. h. ein erstes Werkzeugteil, mit der Deckel-Formplatte, d. h. einem zweiten Werkzeugteil, fest verbunden ist oder die Deckel-Formplatte einstückig einen Abschnitt des Formrahmens, d. h. als einteiliges Werkzeugteil, umfasst. Diese Betrachtung wird im Weiteren vernachlässigt, kann jedoch für den Fachmann ohne weiters alternativ hinzu gefügt werden. Zumindest ist vorgesehen, dass bei Entfernung der Deckel-Formplatte mit oder ohne Abschnitt des Formrahmens die Dämmplatte auf dieser Seite entnehmbar oder auswerfbar ist. In diesem Sinne umfasst im Folgenden der Begriff „Deckel-Formplatte” ebenso einen – sofern derart ausgeführt – deckelseitigen Abschnitt des Formrahmens.
-
Die Boden-Formplatte ist hingegen in aller Regel nicht derart vom Formrahmen entfernbar, dass auf dieser Seite gleichfalls eine Entnahme des Formteils möglich wäre. Jedoch ist es auch in diesem Falle zunächst unerheblich, ob die Boden-Formplatte fest mit dem Formrahmen verbunden ist und insofern beispielsweise einstückig ausgeführt ist, oder ob hingegen die Boden-Formplatte relativ zum Formrahmen verstellbar ist.
-
In besonders vorteilhafter Ausführung mit entsprechenden Formplatten wird zumindest eine der Formplatten als erfindungsgemäße mehrschichtige Struktur gebildet. Hierdurch wird zum einen die erforderliche Stabilität gewährleistet, als auch zum anderen das Materialvolumen der Formplatte, welches der Temperaturänderung zwischen dem kühlen Zustand beim Einfüllen des Kunststoffmaterials zu Beginn des Zyklus und der hohen Temperatur bei Beendung der Bedampfung unterworfen ist, deutlich gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden kann.
-
In vorteilhafter Weise weist die Innenschicht auf der zum Formnest weisenden Seite eine Vielzahl von Öffnungen auf. Durch diese Öffnungen kann das Heizmedium in das Formnest eingeführt werden.
-
Besonders vorteilhaft ist die Ausführung der mehrschichtigen Struktur, wenn auf der Außenseite bzw. auf der von dem Formnest wegweisenden Seite der Innenschicht die Stützelemente eine Stützschicht bilden. Innerhalb der Stützschicht wird zumindest abschnittsweise eine Strömung des Heizmediums bis zur Innenschicht ermöglicht.
-
Durch die besonders vorteilhafte Ausführungsform mit einer Innenschicht auf der Seite des Formnests und einer hieran anliegenden Stützschicht wird es ermöglicht, die von der thermischen Wechselwirkung betroffene Werkzeugmasse im Wesentlichen auf die Masse der Innenschicht zu reduzieren, während hingegen die Temperatur der dahinterliegenden Stützschicht sowie sonstiger dahinterliegender Werkzeugbestandteile eine untergeordnete Bedeutung für den Herstellungsprozess besitzt.
-
Weiterhin wird es durch die vorteilhafte Ausführungsform ermöglicht, dass zur Bedampfung und/oder zur Entlüftung bzw. zur Evakuierung eine Durchleitung durch die Stützschicht zu den Öffnungen in der Innenschicht stattfindet. Insofern bedarf es nicht mehr, wie bisher im Stand der Technik, einer Vielzahl von einzelnen Leitungskanälen zu den einzeln hergestellten Öffnungen, sondern vielmehr ist es hinreichend, in der Innenschicht eine Vielzahl an Öffnungen einzuarbeiten, welche direkt in der Verbindung mit der Stützschicht stehen.
-
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Stützschicht ein Vielfaches, insbesondere mehr als ein Zehnfaches, dicker ist als die Innenschicht. Aufgabe der Innenschicht ist es im Wesentlichen, die Oberfläche der herzustellenden Dämmplatte zu bilden, ohne dass es zu unzulässigen Oberflächenfehlern durch eine Deformierung der Innenschicht kommt. Hierbei ist jedoch eine vorwiegend dünne Innenschicht hinreichend, wenn insofern durch eine entsprechend dicker gewählte Stützschicht eine entsprechende Stabilisierung gewährleistet wird. Entsprechend dem Erfordernis, dass die Innenschicht zu Beginn des Einfüllens des Kunststoffmaterials unterhalb einer Grenztemperatur abzukühlen ist, ist es gleichfalls besonders vorteilhaft, wenn die Innenschicht eine möglichst geringe Wärmekapazität besitzt und somit möglicht dünn gewählt wird. Weiterhin erweist sich die dickere Stützschicht als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Leitung der entsprechenden Fluid-Strömung innerhalb der mehrschichtigen Struktur.
-
Weiterhin ist in besonders vorteilhafter Weise die Dichte der Innenschicht um ein Vielfaches, insbesondere mehr als ein Zehnfaches, höher als diejenige der Stützschicht. Entsprechend der Aufgabe der Innenschicht, die Oberfläche der Dämmplatte abzubilden, ist hierbei ein Material mit höherer Festigkeit sowie einer hohen Beständigkeit zu bevorzugen. Hingegen kann die Stützschicht vielfältig gestaltet sein, wobei es insbesondere Aufgabe ist, eine entsprechend statisch stabile Überbrückung zu realisieren. Entsprechend kommen diesbezüglich verschiedene Varianten zum Einsatz. Unter Dichte der Stützschicht ist insbesondere das gesamte Gewicht der Stützschicht unter Vernachlässigung des Fluids in Bezug zum gesamten Bauvolumen der Stützschicht zu verstehen. Somit weist in vorteilhafter Weise die Innenschicht eine entsprechend höhere Dichte als die Stützschicht auf.
-
Hierbei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Innenschicht eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2 mm aufweist. Besonders vorteilhaft haben sich Materialstärken zwischen 0,8 mm und 1,5 mm erwiesen. Somit wird eine hinreichende Stabilität der Innenschicht zur Gewährleistung der erforderlichen Oberflächenqualität, d. h. insbesondere ohne Beulen oder dergleichen, sowie zur Gewährleistung der Beständigkeit der Formplatte erzielt, als dass auch zum anderen ein gegenüber bekannten Ausführungen deutlich reduziertes Materialvolumen der thermischen Wechselbelastung unterliegt.
-
Hierbei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Innenschicht ein Metallblech und/oder ein Metallgitter und/oder ein Metallsieb umfasst. Aufgrund des Wegfalls der Notwendigkeit, die Öffnungen zur Bedampfung bzw. zur Entlüftung oder Evakuierung mit einzelnen entsprechenden Leitungskanälen zu verbinden, ergibt sich eine neue Freiheit hinsichtlich der Anordnung und Gestaltung der Öffnungen. Weiterhin wird die Einbringung der Öffnungen durch die im Vergleich mit bekannten Ausführungen geringe Materialstärke besonders begünstigt. Insofern ist es möglich, zur Realisierung entsprechender Öffnungen im Metallblech eine Vielzahl von Löchern oder Schlitzen einzulasern. Alternativ ist es ebenso möglich, ein Metallgitter einzusetzen, welches bereits eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Hierbei ist es im Extremfall ebenso denkbar unter Berücksichtigung der resultierenden Oberflächenstruktur ein gewebtes Metallgitter einzusetzen, welches hierbei eine geringe unter Wärmewechseleinfluss stehende Masse aufweist, als auch zugleich eine nahezu freie Durchströmbarkeit gewährleistet. Ebenso werden in besonders vorteilhafter Weise eine hinreichende Oberfläche zur Realisierung des Formnests und eine hinreichende Stabilität durch die Ausführung der Innenschicht als Spaltsieb erreicht, wobei somit gleichfalls eine besonders vorteilhafte Durchströmbarkeit gegeben ist.
-
In der Ausführung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Innenschicht einen mehrschichtigen Aufbau mit einem Metallgitter oder Metallsieb auf der zum Formnest weisenden Seite aufweist, wobei zumindest eine weitere Schicht der Innenschicht ein Metallblech oder gleichfalls ein Metallgitter und/oder ein Metallsieb ist. Das heißt, dass auf der zum Formnest liegenden Seite ein möglicherweise in sich labiles Metallgitter, bzw. in Art eines Maschengitters oder eines gewebten Metallgeflechts, vorliegt, welches hierbei eine besonders gute Durchströmbarkeit gewährleistet. Zur Stabilisierung dieses obersten Metallgitters wird hieran anschließend ein weiteres Metallgitter, ein Metallsieb und/oder ein Metallblech angelegt, so dass die erforderliche Stabilität gewährleistet und ein Eindrücken des obersten Metallgitters bzw. Metallsiebs durch den Herstellungsprozess des Formteils auf ein zulässiges Maß reduziert werden kann.
-
Besonders vorteilhaft zur Durchführung des Herstellungsverfahrens ist es, wenn die Stützschicht eine weitgehend ungehinderte Fluidströmung in alle Richtungen auf der gesamten Erstreckung der Stützschicht ermöglicht. Dies kann ebenso realisiert werden, indem die Stützschicht in einzelne Bereiche unterteilt wird und hierbei zumindest jeweils innerhalb der einzelnen Bereiche eine ungehinderte Fluidströmung in alle Richtungen ermöglicht ist. Durch diese vorteilhafte Stützschicht wird eine bestmögliche Bedampfung bzw. Entlüftung oder Evakuierung des in dem Formnest eingefüllten Materials auf der gesamten Größe der mehrschichtigen Struktur gewährleistet. Unerheblich ist es hierbei, wenn am Rand der mehrschichtigen Struktur ein Bereich vorhanden ist, welcher nicht mit einer Stützschicht versehen ist. Gegebenenfalls bedarf es zur Begrenzung der Fluidströmung am Umfang der Stützschicht einer entsprechenden Abdichtung der Stützschicht.
-
Zur Bildung der Stützschicht ist es besonders vorteilhaft, diese mit einer Mehrzahl von senkrecht zur Innenschicht ausgerichteten Stützrippen als Stützelemente zu versehen. Hierbei entspricht die Höhe der Stützrippen im Wesentlichen der Höhe der Stützschicht. Das heißt, im einfachsten Fall besteht die Stützschicht lediglich aus einer Mehrzahl von senkrecht ausgerichteten Stützrippen. Entsprechend liegen die Stützrippen auf einer Seite an der Innenschicht an. Unerheblich ist es hierbei, in welcher Art die Verbindung mit der Innenschicht erfolgt. Dies kann je nach Materialwahl sowohl durch Verschweißen, Verkleben oder sonstiger Verbindungstechniken erfolgen. Zur Ermöglichung einer größeren Bauhöhe der Stützschicht bei niedrigem Gewicht bzw. niedriger Masse unter Gewährleistung der erforderlichen Stabilität ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dicke der Stützrippen zwischen 0,5 mm und 2 mm gewählt wird.
-
Zur Gewährleistung der ungehinderten Fluidströmung, insbesondere über die vollständige Größe der mehrschichtige Struktur, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Stützrippen eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweisen, wobei sich weiterhin in der Anlage an der Innenschicht in besonders vorteilhafter Weise jeweils eine Vielzahl von Abschnitten abwechseln, welche zum einen eine Anlage an der Innenschicht aufweisen und zum anderen einen Freiraum bilden. Durch die Freiräume wird zum einen die Fluidströmung begünstigt als auch zum anderen eine Wärmeübertragung von der Innenschicht auf die Stützrippen reduziert wird. Welcher Art und welcher Form die Ausnehmungen sowie die Freiräume sind ist unerheblich, solange die notwendige Stabilität der Stützrippen gewährleistet wird.
-
Sowohl zur Herstellung als auch zur Erzielung der notwendigen Stabilität ist es vorteilhaft, wenn die Stützrippen eine Gitterstruktur bilden. Hierbei wird in besonders vorteilhafter Weise eine rechtwinkelige und/oder parallele Anordnung der Stützrippen gewählt. Insbesondere können somit Gleichteile als Stützrippen zur Herstellung der mehrschichtigen Struktur eingesetzt werden.
-
Alternativ zur vorteilhaften Ausführung der Stützschicht aus einer Mehrzahl an Stützrippen als Stützelemente ist es ebenso vorteilhaft, wenn die Stützschicht und somit ein Stützelement aus einer Schaumschicht und/oder einer Sinterschicht besteht. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Ausführung als offenporig geschäumte Schaumschicht, beispielsweise als Aluminiumschaum. Somit weist die Stützschicht eine geringe Dichte und somit geringe Wärmekapazität auf, als auch ebenso die Wärmeleitung von der Innenschicht minimiert ist. Weiterhin erweist sich die offenporige Schaumschicht als vorteilhaft hinsichtlich der Fluidströmung innerhalb der Stützschicht.
-
In besonders vorteilhafter Ausführung ist auf der Außenseite, d. h. auf der vom Formnest abgewandten Seite, der Stützschicht eine Trägerschicht angeordnet. Einerseits ermöglicht die Trägerschicht hierbei eine vorteilhafte fluiddichte Abtrennung einer frei durchströmbaren Stützschicht gegenüber der Umgebung. Andererseits kann die Trägerschicht in vorteilhafter Weise zur Stabilisierung der Stützschicht und somit der Innenschicht beitragen. Hierbei liegt die Stützschicht mit dem Stützelement bzw. den Stützelementen an der Trägerschicht an. Beim Einsatz von mit Ausnehmungen versehenen Stützrippen liegen diese entsprechend auf einer Seite an der Innenschicht sowie auf anderer Seite an der Trägerschicht an. Hierbei kann vorteilhaft gleichfalls in der Anlage an der Trägerschicht vorgesehen sein, dass sich die Anlage jeweils mit einer Vielzahl von Abschnitten abwechselt, welche zum einen eine Anlage der Stützschicht an der Trägerschicht aufweisen und zum anderen einen Freiraum bilden.
-
Wiederum zunächst unerheblich ist es, in welcher Art die Verbindung mit der Stützschicht und der Trägerschicht erfolgt. Insofern kommt wiederum eine Anbindung mittels Schrauben oder Schweißen in Betracht. Vorteilhaft ist es hierbei, die Stützschicht im Wesentlichen lose zwischen Innenschicht und Trägerschicht anzuordnen, wobei entsprechend letztere mittels Verbindungsmitteln miteinander verbunden sind, und somit zugleich der Halt der Stützschicht gewährleistet ist.
-
Weiterhin ist es zur Durchführung des Herstellungsprozesses besonders vorteilhaft, wenn die Trägerschicht zumindest eine bzw. je Bereich der Stützschicht eine Dampfzufuhr und/oder Entlüftungs- und/oder Belüftungsöffnung aufweist. Durch die freie Fluidströmung innerhalb der Stützschicht in Verbindung mit der Vielzahl der Öffnungen in der Innenschicht wird durch den Anschluss der fluidleitenden Stützschicht durch die Trägerschicht an entsprechende Versorgungseinrichtungen eine besonders vorteilhafte Durchführung des Herstellungsprozesses ermöglicht. Somit kann eine einzelne Dampfzufuhr mitunter zur Gewährleistung einer Bedampfung über die gesamte Größe des Formnests hinreichend sein. Unerheblich ist es hierbei, wenn alternativ zu einer einzelnen Dampfzufuhröffnung eine Mehrzahl an Anschlüssen zu einer Bedampfungsanlage zur besseren Verteilung eingesetzt wird.
-
Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, die Dampfzufuhröffnung mit einer Bedampfungsanlage zu verbinden, sowie bei den Entlüftungsöffnungen einen Anschluss an eine Vakuumanlage vorzusehen. Folglich kann mittels der Dampfzufuhröffnungen sowie mittels der Entlüftungsöffnungen der Prozess dergestalt durchgeführt werden, dass hierüber die entsprechende Bedampfung erfolgen kann und sodann zur Stabilisierung eine entsprechende Evakuierung ermöglicht wird.
-
Die dahinter liegende Trägerschicht hat primär die Aufgabe, den fluiddurchströmten Raum der Stützschicht gegenüber der Umwelt abzutrennen. Weiterhin verfügt die Trägerschicht über eine hinreichende Stabilität, so dass sich hierüber die im Herstellungsprozess auf die Stützschicht wirkenden Kräfte abstützen können. Unerheblich ist es hierbei, ob die Trägerschicht eine über den gesamten Herstellungsprozess dauernde gleichmäßige Mitteltemperatur einstellt, welche hingegen bei der Innenschicht unzulässig ist. Folglich ist es zur Verhinderung einer Auskühlung der Trägerschicht gegenüber der Umwelt vorteilhaft, diese mehrschichtig aufzubauen und auf der zur Stützschicht weisenden Seite ein Metallblech vorzusehen und auf der gegenüberliegenden nach außen weisenden Seite eine Isolierung anzuordnen. Folglich wird mittels des Metallblechs die Abdichtung realisiert, wobei die Isolierung einen Energieverlust gegenüber der Umwelt verhindert.
-
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung weiterhin eine Verstellvorrichtung aufweist. Hierbei umfasst die Verstellvorrichtung zumindest einen Verstellantrieb, mittels dem ein Nennabstand der beiden Formplatten einstellbar ist. Diesbezüglich bedarf es einer Verstellbarkeit zumindest einer der beiden Formplatten relativ zur gegenüberliegenden Formplatte mittels des Verstellantriebes. Hierbei ist es zunächst unerheblich, ob die Boden-Formplatte oder die Deckel-Formplatte oder alternativ auch beide Formplatten mittels einer Verstellvorrichtung verstellbar sind. In aller Regel ist jedoch davon auszugehen, dass eine der beiden Formplatten mittels des Verstellantriebs verstellbar ist und hierbei zugleich sich relativ zum Formrahmen bewegt. Maßgeblich ist zumindest, dass durch die Verstellung einer Formplatte unter Änderung des Nennabstands entsprechende Dämmplatten mit unterschiedlichen Materialstärken gebildet werden können.
-
Zur Realisierung des entsprechenden Verstellantriebs stehen verschiedene Ausführungsformen zur Verfügung, wobei insbesondere die Ausführung mit einem Spindelmotor als Verstellantrieb bevorzugt zum Einsatz kommen kann, wobei eine Gewindespindel des Spindelmotors ein- und ausgefahren werden kann. Entsprechend der Notwendigkeit, die Änderung des Nennabstands jeweils nur zur Chargenänderung durchzuführen, ist insofern eine langsame Bewegung hinreichend, während hierbei eine präzise Einstellung des Nennabstandes bevorzugt wird. Entsprechendes wird durch den Spindelantrieb besonders begünstigt.
-
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn eine der beiden Formplatten relativ zum Formrahmen im Wesentlichen stehend angeordnet ist. Insofern erfolgt die Einstellung des Abstandes unter Bewegung der entsprechenden anderen Formplatte, wobei sich diese hierzu bevorzugt innerhalb des Formrahmens befindet, das heißt der Formrahmen umgibt neben dem Formnest zudem ebenso die bewegte Formplatte.
-
Hierbei ist es weiterhin unerheblich, wie die Relativzuordnung der bewegten Formplatte zum Formrahmen erfolgt. Zum einen ist es diesbezüglich möglich, die bewegte Formplatte im Formrahmen derart zu lagern, dass eine Gleitbewegung der bewegten Formplatte im Formrahmen erfolgt. Gleichfalls kann eine Rollen- oder Kugellagerung der bewegten Formplatte im Formrahmen vorgesehen sein. Wesentlich ist zumindest, dass der durchgeführte Verstellvorgang bei Herstellung der Dämmplatten zu keiner nennenswerten Beschädigung der Formplatte bzw. des Formrahmens aufgrund der Relativbewegung führt. Alternativ oder ergänzend ist es ebenso möglich, einen zulässigen Spalt zwischen Formplatte und Formrahmen vorzusehen, wobei die Formplatte über anderweitige Führungen derart geführt wird, dass keine Anlage der Formplatte am Formrahmen zu befürchten ist.
-
In der Realisierung der Stützschicht ist es besonders vorteilhaft, die Trägerschicht zum Formrahmen hin abzudichten. Diesbezüglich bedarf es zumindest einer Überdeckung der Innenschicht und der Stützschicht vom Formrahmen. Insofern erfolgt die Abdichtung der mehrschichtigen Struktur im Formrahmen an hinterer Stelle, so dass die Stützschicht sich in Relation zur Abdichtung auf der zum Formnest weisenden Seite befindet. Hiermit verbunden bedarf es bei geringem Spalt zwischen der Innenschicht und dem Formrahmen keiner Abdichtung am Umfang der Stützschicht, sondern vielmehr kann diese nach außen, d. h. zum Formrahmen hin, offen gestaltet sein. Insofern stellt sich ein Spalt zwischen der Innenschicht und dem Formrahmen gleichfalls als eine die Formplatte umgebende Öffnung dar.
-
Bei Einsatz einer Verstellvorrichtung zur Änderung des Nennabstandes zwischen den beiden Formplatten ist die Ausführung einer Gleitdichtung zwischen der Trägerschicht und dem Formrahmen besonders vorteilhaft, wenn die bewegte Formplatte von einer erfindungsgemäßen mehrschichtigen Struktur gebildet wird.
-
Weiterhin ist es zur Verwendung der geschäumten Dämmplatten zur Gebäudeisolierung vorteilhaft, wenn zumindest eine der beiden Formplatten auf der zum Formnest weisenden Seite eine erhabene und/oder vertiefte Struktur aufweist. Hierbei wird beim Schäumen der entsprechenden Dämmplatten eine komplementäre Struktur in den hergestellten Dämmplatten abgebildet. Die Ausführung der Struktur ist hierbei zunächst unerheblich, wobei sich diese nach der geforderten Verwendung ausrichten kann.
-
In besonders vorteilhafter Weise ist die Struktur derart ausgebildet, dass in der hergestellten Dämmplatte eine Oberfläche mit deutlich erhöhter Rauhigkeit entsteht. Hierbei ist die gebildete Oberfläche der Dämmplatte zumindest doppelt so groß wie die aus den Abmessungen der Formplatte resultierende Fläche. Insbesondere in der Verwendung zur Fassadendämmung wird somit eine deutlich bessere Haftung von sowohl Kleber als auch Putz an der entsprechenden Dämmplatte aufgrund der mehr als doppelt so großen Kontaktfläche gewährleistet.
-
Weiterhin wird in vorteilhafter Weise auf der Oberfläche der Dämmplatte auf zumindest einer Seite ein maßstäbliches, insbesondere vertieftes, Linienraster abgebildet. Entsprechend bedarf es bei der zugehörigen Formplatte einer erhabenen Linienstruktur. Die maßstäbliche Ausführung des Linienrasters begünstigt die schnelle und unkomplizierte Konfektionierung einer Dämmplatte zum Anschluss an entsprechenden Bruchteilen von Dämmplatten, beispielsweise am Ende einer zu dämmenden Gebäudefläche.
-
Hinsichtlich der Verwendung als Fassadendämmplatte ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Struktur auf den Oberflächen der beiden Formplatten unterschiedlich gewählt ist, so dass den unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Anbringung der Dämmplatten auf verschiedenen Oberflächen Rechnung getragen wird.
-
In besonders vorteilhafter Weise wird zumindest eine Struktur auf einer Seite der Dämmplatte bereits durch den Einsatz eines Metallgitters bzw. Metallsiebs gebildet. Das heißt, dass sich die Öffnungen im Metallgitter bzw. dem Metallsieb bzw. sich die Unregelmäßigkeiten des Metallgitters bzw. des Metallsiebs strukturiert an der Dämmplatte abzeichnen, wodurch eine entsprechend vergrößerte Oberfläche der gesamten Dämmplatte entsteht, so dass bei der Verwendung der Dämmplatte als Fassadendämmplatte eine entsprechend große Haftoberfläche vorhanden ist.
-
In den nachfolgenden Figuren werden beispielhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schaumvorrichtung skizziert.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaumvorrichtung 01;
-
2 die mehrschichtige Struktur 06 der Ausführung aus 1 in vergrößerter Darstellung;
-
3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Schaumvorrichtung 51;
-
4 ein Ausführungsbeispiel zu 3 für ein Werkzeugteil 53 mit beweglicher Formplatte 55;
-
5 eine alternative Ausführung zu 4 für ein Werkzeugteil 63 mit beweglicher Formplatte 65.
-
In 1 wird eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaumvorrichtung 01 schematisch skizziert. Zu erkennen ist zunächst der Aufbau der Schaumvorrichtung 01 mit einem umgebenden Formrahmen 04, sowie einer Deckel-Formplatte 05 auf einer Seite sowie gegenüberliegend einer mehrschichtigen Struktur 06 als Boden-Formplatte. Der Formrahmen 04 mit der mehrschichtigen Struktur 06 bilden das bodenseitige Werkzeugteil 03b und die Deckel-Formplatte 05 das deckelseitige Werkzeugteil 03d, welche 03d, 03b zusammen ein Formnest 02 umschließen, welches 02 hierbei eine entsprechende Dicke, gebildet durch den Abstand 08, zwischen den Formplatten 05d, 06b aufweist.
-
Entgegen der üblichen Ausführung einer Schaumvorrichtung mit im Wesentlichen massiven Formplatten weist die mehrschichtige Struktur 06 einen mehrschichtigen Aufbau auf, wobei zudem in beispielhafter Ausführung auf rückliegender Seite der mehrschichtigen Struktur 06 eine Bedampfungsöffnung 24 zum Anschluss an eine Bedampfungsanlage 25, eine Belüftungsöffnung 26 zur Herstellung eines freien Durchgangs zur Umgebung bzw. zur Umluft 27 sowie weiterhin eine Entlüftungsöffnung 28 in Verbindung zu einer Vakuumanlage 29 vorhanden ist.
-
Der Aufbau der mehrschichtige Struktur 06 wird nochmals in 2 skizziert, wobei der mehrschichtige Aufbau mit einer Innenschicht 11 auf der zum Formnest 02 weisenden Seite, einer Trägerschicht 13 auf der nach außen weisenden Seite sowie zwischenliegend einer Stützschicht 12 zu erkennen ist. Hierbei weist die Innenschicht 11 eine Vielzahl von Öffnungen 19 auf, durch welche ein entsprechender Dampfdurchtritt bzw. Luftdurchtritt gewährleistet wird. Die Formleitungsschicht 12 besteht hierbei aus einer Vielzahl von senkrecht zur Innenschicht 11 angeordneten Stützrippen 15a sowie 15b, welche jeweils eine Vielzahl von Ausnehmungen 16a bzw. 16b aufweisen. Zudem wechselt sich die Anlage an die Innenschicht 11 sowie die Anlage an die Trägerschicht 13 mit jeweils zwischenliegenden Freiräumen 17a bzw. 17b ab. Durch die Ausnehmungen 16 sowie die Freiräume 17 wird zum einen eine freie Fluidströmung innerhalb der Formleitungsschicht 12 gewährleistet sowie weiterhin durch die Freiräume 17 eine Wärmeübertragung von der Innenschicht 11 auf die Stützrippen 15 reduziert. Somit wird der Temperaturwechsel der Innenschicht 11 zwischen der kühlen Temperatur beim Einfüllen des losen Kunststoffmaterials und der hohen Temperatur bei Bedampfung unabhängig von der Temperatur der Stützrippen 15 vorteilhaft begünstigt.
-
Zur Realisierung der Trägerschicht 13 wird in vorteilhafter Weise diese gleichfalls mehrschichtig aufgebaut, wobei im Beispielfall auf der zur Stützschicht 12 liegenden Seite eine Metallplatte 21 angeordnet ist, welche die notwendige Stabilität gewährleistet und zudem die freie Fluidströmung innerhalb der Stützschicht 12 gegenüber der Umwelt abtrennt. Dahinter liegend befindet sich eine Isolierung 22, welche den Wärmeverlust zur Umgebung reduziert. Bei der vorteilhaft vorhandenen Verstellbarkeit der mehrschichtige Struktur 06 innerhalb des Formrahmens 04 weist die Trägerschicht 13 weiterhin eine Gleitdichtung 23 auf, welche bei der Bedampfung sowie Evakuierung einen Verlust in die/von der Umluft verhindert oder zumindest verringert.
-
In der 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 51 zur Herstellung von geschäumten Formteilen skizziert. Zu erkennen ist der geteilte Aufbau mit linker Hand dargestellt einem deckelseitigen Werkzeugteil 53d sowie rechter Hand dargestellt einem bodenseitigen Werkzeugteil 53b. Die Zuordnung als deckelseitiges beziehungsweise bodenseitiges Werkzeugteil 53d, 53b ist diesbezüglich rein willkürlich gewählt, als dass ebenso in umgekehrter Weise das linker Hand dargestellte Bauteil einen Boden bilden könnte und das rechter Hand dargestellte Werkzeugteil einen Deckel. In beiden Fällen weisen die Werkzeugteile 53d, 53b jeweils einen Abschnitt eines Formrahmens 54d bzw. 54b auf. Hierzu bildet im deckelseitigen Werkzeugteil 53d eine mehrschichtige Struktur 56d zugleich die Deckel-Formplatte 55d. Auf gegenüberliegender Seite ist die Formplatte 55b verschiebbar im Formrahmen 54b angeordnet. Bei dieser Ausführung weist die bodenseitige Formplatte 55b ebenso eine mehrschichtige Struktur 56b auf. Die Formrahmen 54d, 54b sowie die Formplatten 56d, 55b umschließen hierbei das Formnest 52 der Vorrichtung 51.
-
In beiden Fällen weist die mehrschichtige Struktur 56d, 56b auf der zum Formnest 52 liegenden Seite eine Innenschicht 11, dahinterliegend eine Stützschicht 12 sowie dahinterliegend eine Trägerschicht 13 auf. Hierbei wird mittels der Stützschicht 12 sowohl eine Abstützung der Innenschicht 11 realisiert als auch ebenso eine freie Durchströmbarkeit vorhanden ist. Nicht explizit dargestellt, aber für den Fachmann ohne weiteres ergänzbar, sind die jeweiligen Anschlüsse zur Einbringung von Dampf in Verbindung zu einer Bedampfungsanlage 25, eine Belüftungsöffnung zur Verbindung mit der Umluft 27, eine Entlüftungsöffnung zur Verbindung mit einer Vakuumanlage 29 sowie die notwendigen Anschlüsse zur Verbindung mit einer Kondensatableitung 30. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Abdichtung der Vorrichtung 51 und somit des Formnests 52 mittels einer am Formrahmen 54b umlaufenden Werkzeugdichtung 58 realisiert.
-
Weiterhin angedeutet wird die Verstellbarkeit der bodenseitigen Formplatte 55b mittels einer Verstellvorrichtung 60, welche eine Änderung der Stärke des Formnests 52 und somit der Dicke der herzustellenden Dämmplatten bewirken kann.
-
Ebenso ist ein Absatz zwischen dem Formrahmen 54b des bodenseitigen Werkzeugteils 53b und dem Formrahmen 54d des deckelseitigen Werkzeugteils 53d zu erkennen, welcher zu einem beidseitigen komplementären Stufenabsatz an den hergestellten Dämmplatten führt.
-
In der 4 wird ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Werkzeugteils 53 skizziert. Zu erkennen ist wiederum der beispielhafte Aufbau des Werkzeugteils 53 mit umlaufendem Formrahmen 54, in welchem sich verschiebbar eine Formplatte 55 befindet. Diese weist hierbei eine mehrschichtige Struktur 56 auf mit innenseitiger Innenschicht 11, dahinterliegender Stützschicht 12 sowie dahinterliegender Trägerschicht 13. Wiederum ist eine Verstellvorrichtung 60 vorhanden, mittels derer die Formplatte 55 im Formrahmen 54 verschiebbar ist.
-
In der 5 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Werkzeugteils 63 skizziert. Dieses weist im Gegensatz zur zuvor skizzierten Ausführungsform aus 4 eine Abdichtung zwischen der beweglichen Formplatte 65 und dem Formrahmen 64 auf. Diese Abdichtung 59 befindet sich hierbei in der Trägerschicht 13, welche insofern zur mehrschichtigen Struktur 65 als Formplatte gehört. Wiederum ist eine Stützschicht 12 als Fluid-Leitungsschicht vorhanden sowie auf der zum Formnest 52 weisenden Seite eine Innenschicht 11 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 19. Alternativ zu den zuvor skizzierten Ausführungen weist in diesem Ausführungsbeispiel die mehrschichtige Struktur 65 eine Mehrzahl von Fluidöffnungen 68 auf, welche insgesamt an einer Fluidzu-/abführung 69 angebunden sind. Hierüber erfolgt sowohl ein Anschluss an eine Bedampfungsanlage als ebenso an eine Vakuumanlage.
