DE2548272B2

DE2548272B2 - Selbsttragender Schaumstoff-Hohlkörper sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Schaumstoff-Hohlkörpers

Info

Publication number: DE2548272B2
Application number: DE2548272A
Authority: DE
Inventors: Yukio Kosuge; Hiroshi Nakada
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1975-10-28
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2548272A1; US4016702A; DE2548272C3

Description

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Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörper der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaumstoff-Hohlkörpers.

Aus der US-PS 32 77 219 ist ein Verfahren zum Formen eines Bauelementes bekannt, bei dem ein geschäumter Kunststoff auf die Innenseite einer aufblasbaren Form gesprüht wird. Dabei kann beispielsweise die innere Oberfläche einer undurchlässigen Membran mit einer Schicht aus aufgesprühtem Urethan beschichtet werden. Auch Beton wird als Ausgangsmaterial vorgeschlagen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 19 38 478 ein selbsttragender Schaumstoff-Hohlkörper der angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt.

Bei der Herstellung eines solchen selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörpers treten Schwierigkeiten bei der gleichmäßigen Verteilung des Schaumstoffkörpers im Zwischenraum, weiter in bezug auf die Ausbildung von großen Hohlräumen durch Restluftblasen sowie auf Grund von nicht vorhersehbaren Verformungen durch Sekundärschäumung auf.

Insbesondere bei der Herstellung von größeren Bauelementen aus Urethanschäumen bilden sich oft Hohlräume, die zu einer Beschädigung der Oberfläche und zu einer Verformung des gesamten Elementes führen können, so daß starke Risse auftreten, welche die Festigkeit beeinträchtigen und damit eine Gefahrenquelle bilden.

Es gibt verschiedene Ursachen für die Ausbildung solcher Hohlräume, beispielsweise durch den Stau der zwischen den Wänden eingeschlossenen Luft, durch Reibungskräfte zwischen der inneren Wandoberfläche der Form und der anhaftenden Blasen des Schaums bei der Einfüllung des Schaums in die Form; schließlich können bei der Erstarrung des Schaums die entstandenen Blasen verformt werden oder sich miteinander vereinigen, so daß große Hohlräume entstehen.

Die bisher gemachten Vorschläge zur Vermeidung dieser Hohlräume haben keine befriedigenden Ergebnisse gebracht

Weiterhin werden soiche selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörper oft an Ort und Stelle hergestellt, wobei eine Schaumfüllung aus hartem oder starrem Urethan verwendet wird. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß der Urethanschaum aus der Form austritt, so daß sich eine schlechtere Ausbeute ergibt und der Schaum sich in der Umgebung niederschlägt. Außerdem hat der Schaumstoffkörper eine extrem rauhe Oberfläche, so daß ein erheblicher Arbeitsaufwand zur Fertigbearbeitung erforderlich ist. Werden diese Arbeiten im Freien durchgeführt, so muß die Oberfläche des Schaumstoffkörpers anschließend beschichtet werden, um mögliche Wettereinflüsse auszuschalten; insbesondere muß sichergestellt sein, daß keine Feuchtigkeit in das Innere eines solchen Schaumstoff-Hohlkörpers eindringen kann. Diese Arbeiten sind insbesondere bei Herstellung von größeren Hohlkörpern äußerst zeitaufwendig und erfordern darüber hinaus auch die entsprechenden Geräte, wie beispielsweise Gerüste und Hebezeuge. Und schließlich müssen diese Arbeiten mit großer Sorgfalt durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörper sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, bei dem von Witterungseinflüssen weitgehend unabhängig gearbeitet werden kann, wobei die Schäumung auf möglichst einfache, kontrollierte Weise zu einer homogenen und beidseitig von Deckschichten abgeschlossenen Wärmeisolierung führen soll.

Bei einem selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörper der angegebenen Gattung wird dies durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines solchen selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörpers wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale erreicht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf folgender Funktionsweise: Da die innere Membran gasdurchlässig ist, kann das Reaktionsgemisch in den freien Innenraum zwischen den beiden Membranen eingebracht werden, in dem es ungehindert aufschäumen und eine gleichmäßige, homogene Wand bilden kann, da die äußere Membran durch den im Zwischenraum herrschenden Innendruck in ihrer vorgegebenen Lage gehalten wird und sie außerdem ständig durch den Innendruck nach außen abgestützt

wird. Außerdem behalten auch die innere und die äußere Membran den vorgegebenen Abstand bei, wozu auch die Abstandsstücke beitragen. Dadurch läßt sich das Reaktionsgemisch leichter in den Zwischenraum zwischen den beiden Membranen einbringen und kann sich ungehindert in dem zur Verfügung stehenden Raum ausbreiten, so daß sowohl die Wandd^:cke als auch die Dichte des Materials äußerst homogen sind.

Weiterhin läßt sich die Temperatur während des Aufschäumens wesentlich besser steuern und euch beeinflussen. Die zum Aufblasen des Hohlraums verwendete Druckluft kann ohne besondere Schwierigkeit auf die Temperatur eingestellt werden, bei welcher die Aufschäumung zweckmäßigerweise durchgeführt werden sollte. Daher kann das Reaktionsgemisch unter optimalen Temperaturbedingungen eingebracht und aufgeschäumt werden. Bei dem bekannten Schaumstoff-Hohlkörper war dies nicht möglich, da die beiden Membranen mehr oder weniger stark aneinander haften und stark durch die Außentemperatur beeinflußt wurden, so daß sich keine definierten Teinperaturverhältnisse einsteilen konnten.

Weiterhin mußte bei dem bekannten Verfahren das Reaktionsgemisch von außen in den Zwischenraum zwischen den beiden Membranen eingebracht werden, während gemäß der vorliegenden Erfindung das Reaktionsgemisch aus dem Hohlraum durch die gasdurchlässige, innere Membran in den Zwischenraum zwischen den beiden Membranen eingebracht wird. Dieser Arbeitsgang kann in einer gut geschützten und gut kontrollierbaren Atmosphäre durchgeführt werden, d. h., diese Arbeiten können nicht nur einfacher und bequemer, sondern auch vollkommen unabhängig von den äußeren Witterungsbedingungen durchgeführt werden; außerdem lassen sich sowohl die Temperatur als auch andere Einflußgrößen leicht auf optimale Werte einstellen.

Und schließlich kann auch durch Verwendung einer durchsichtigen oder durchscheinenden Membran die Aufschäumung von außen beobachtet werden, so daß sich eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Aufschäumung, beispielsweise durch Änderung der Temperatur, ergibt.

Solche Schaumstoff-Hohlkörper können in vielen verschiedenen Formen gefertigt werden, beispielsweise als Halbzylinder, als aufrechte Zylinder, die auf ihrer Oberseite eine Kugel aufweisen, als Kugel, als teilweise abgestumpfte Kugel, und es können auch verschiedene Formen miteinander kombiniert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Modell, welches dazu dient, eine bevorzugte Ausführungsform der wärmeisolierenden geschlossenen Anordnung sowie des Verfahrens zu ihrer Herstellung zu veranschaulichen,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in der Fig. 1,

F i g. 3 einen Grundriß eines Modells, welcher dazu dient, eine weitere bevorzugte Ausführungsform zu veranschaulichen, und

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in der Fig. 3.

Die Erfincung wird zunächst an Hand der F i g. 1 und 2 beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführungsform darstellen. Die in der F i g. 1 dargestellte wärmeisolierende geschlossene Anordnung hat ihre Achse in der horizontalen Richtung. Es ist eine halbzylindrische Anordnung, welche eine vordere Kammer in einer der Seiten hat und eine zusammengesetzte Membraneinheit aufweist, die eine äußere Membran hat, welche aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht, die weiterhin eine innere Membran hat, die mit einer gasundurchlässigen Membran ausgestattet ist, welche kleine öffnungen aufweist, und zwar in geeigneten Abständen, wobei die innere Membran auch aus einer gasdurchlässigen Substanz oder aus einem für Gas durchlässigen Gewebe hergestellt sein kann, und die zusammengesetzte Membraneinheit weist schließlich ein geschäumtes Element auf, welches derart angeordnet ist, daß es den Zwischenraum zwischen den Membranen ausfüllt Die Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein Modell, und die F i g. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in der F i g. 1. In der Zeichnung bezeichnet 1 eine äußere Membran, weiche aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht, und 3 bezeichnet eine innere Membran, und diese Membranen 1 und 3 sind durch einen vorgegebenen Abstand durch Abstandsstücke 2 voneinander getrennt. Die innere Membran 3 ist mit einer Membran aus einem gasdurchlässigen gewebten Material ausgestattet oder als gasundurchlässige Membran ausgebildet, in welcher

kleine Öffnungen angebracht sind, so daß eine gasdurchlässige Anordnung gebildet wird. Auf der Bodenfläche 4 ist ein galvanisiertes Stahlblech 5 angeordnet, welches eine V-förmige Konfiguration hat und unter einem Bodenelement 7 angeordnet ist. Ein geschäumtes Element 6 ist derart angeordnet, daß es den Zwischenraum zwischen der inneren und der äußeren Membran ausfüllt. Das Bodenelement 7 ist ebenfalls aus einer wärmeisolierenden Substanz hergestellt. Mit 8 ist ein Dach des wärmeisolierenden Materials für die vordere Kammer bezeichnet, mit 9 ist eine Innentür bezeichnet, mit 10 ist eine Isoliertür bezeichnet und mit 11 ist eine Einrichtung bezeichnet, welche dazu dient, Luft derart auszublasen, daß ein Luftvorhang über die Isoliertür 10 entsteht. Das V-förmige galvanisierte Stahlblech 5 und das Bodenelement 7 bilden den Boden der vorderen Kammer, während eine Wärmeisolationswand, die aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt ist, die vordere Kammer abschließt. Die Bezugszahlen 12 und 13 bezeichnen den Hauptraum der Anordnung bzw. das Innere der vorderen Kammer und die Bezugszahlen 14, 15 und 16 bezeichnen eine Kühleinrichtung, eine Gefriereinrichtung bzw. einen Kühlturm. Diese Einheiten werden installiert, wenn beispielsweise das Innere

so der Anordnung gekühlt werden soll, um als Kühlspeicherraum zu dienen.

Nachfolgend wird die Methode der Herstellung der Anordnung gemäß F i g. 1 und 2 erläutert.
Die zusammengesetzte Membran v.-ird zunächst hergestellt, indem eine gasdurchlässige innere Membran 3 mit Hilfe der Abstandsstücke 2 auf der Innenseite einer äußeren Membran 1 angebracht wird, die aus einer gasundurchlässigen Substanz besteht. Die Abstandsstücke 2 dienen dazu, auf geeigneten Abständen voneinander angebracht zu werden, so daß die innere und die äußere Membran auf einem konstanten Abstand voneinander gehalten werden. Die Anzahl und die Größe dieser Abstandsstücke kann durch die Größe der Anordnung, durch die Festigkeit des geschäumten Elementes, durch den Schaumdruck, durch die Wärmeleitfähigkeit usw. festgelegt werden.

Die innere Membran muß eine gasdurchlässige Struktur haben, und deshalb wird sie aus einer Membran

gebildet, die ein gasdurchlässiges Gewebe aufweist, oder es kann eine gasundurchlässige Membran verwendet werden, in welcher in geeigneten Abständen kleine öffnungen angebracht sind. Es ist weiterhin erforderlich, daß die innere Membran eine ausreichende Festigkeit hat, um dem Schaumdruck standzuhalten. Die Form der inneren Membran muß derart gewählt sein, daß dann, wenn die zusammengesetzte Membran eingeschäumt wird, und in sich selbst stabil wird, wie es unten näher erläutert wird, eine Anordnung der inneren Membran auf einen gleichförmigen Abstand von der Innenseite der äußeren Membran gewährleistet ist. Die zusammengesetzte Membran muß derart angeordnet sein, daß dann, wenn sie dem Schaumdruck ausgesetzt ist, die zwei Membranen, die Abstandsstücke und ihre Verbindungselemente eine ausreichende Festigkeit haben, um dem Druck standzuhalten. In dieser Ausführungsform ist eine der zwei Giebelseiten mit einem ausgedehnten Teil der zusammengesetzten Membraneinheit verschlossen, und die andere Giebelseite nimmt die vordere Kammer 13 auf. Diese vordere Kammer hat ein Dachelement 8, wärmeisolierende Wände, die aus einer wärmeisolierenden Substanz gebildet sind, und eine Isoliertür 10, welche derart eingebaut ist, daß sie eine Verbindung zwischen der Außenseite und dem Inneren ermöglicht. Innerhalb der vorderen Kammer ist eine vorläufige Abteilung aus Sperrholz angeordnet, welche derart ausgebildet ist, daß sie in horizontaler Richtung gleitbar ist.

Auf den Boden 4 ist das V-förmig gewellte galvanisierte Stahlblech 5 aufgebracht, und das wärmeisolierende Bodenelement 7 ist in der Weise auf dem Stahlblech angeordnet, daß kein Teil des darunterliegenden Stahlbleches sichtbar ist. Das galvanisierte Stahlblech muß in der Weise verlegt sein, daß seine Wellungen senkrecht in bezug auf die Achsenrichtung der zusammengesetzten Membraneinheit liegen, wie es nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. Es ist weiterhin wesentlich, daß das galvanisierte Stahlblech eine ausreichende Festigkeit hat, um dem Biegemoment standzuhalten, welches von der Spannung herrührt, die an den Enden der Membranen während des Aufblasens der Membranen hervorgerufen wird.

Anschließend wird die zusammengesetzte Membran an dem Bodenelement befestigt. Diese Befestigung erfolgt dadurch, daß die unteren Ränder der zusammengesetzten Membran an den Rändern des galvanisierten Stahlbleches befestigt werden, ohne daß ein Spalt zwischen dem Blech und dem wärmeisolierenden Bodenelement verbleibt, welches darauf angeordnet ist. Bei der Herstellung der Membrananordnung durch Aufblasen des Innenraumes des eingeschlossenen Raumes ist es leichter, eine gekrümmte Oberfläche herzustellen als eine flache Oberfläche. Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wären die bogenförmigen Stahlrahmen nicht erforderlich, wenn jede der vertikalen Giebelseiten durch zwei Viertelkugeln ersetzt würde. Der Nachteil einer solchen Anordnung bestünde darin, daß der tote (nicht nutzbare) Raum vergrößert würde.

Nachfolgend wird das Verfahren beschrieben, welches die zusammengesetzte Membran in die Lage versetzt, eine in sich stabile Anordnung zu bilden. Die selbsttragende Anordnung der zusammengesetzten Membran wird dadurch erreicht, daß die zusammengesetzte Membran durch Einführen eines Gases unter Druck stabilisiert wird. Gemäß der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 geschieht dies dadurch, daß zuvor ein Gebläse 17 in den vorderen Raum eingebracht wird und dann eine Druckluft beispielsweise an der vorläufigen Abteilung vorbeigeleitet wird. Vor dem Einleiten der Druckluft werden Drähte an dem bogenförmigen Stahlrahmen befestigt. Wenn die Druckluft in den durch die zusammengesetzte Membran eingeschlossenen Raum eingeleitet wird, so findet sie ihren Weg durch die innere Membran und bläst folglich die äußere Membran auf. Dabei werden die an den bogenförmigen Stahlrahmen befestigten Drähte unter Zug gesetzt, bis die Rahmen sich vertikal aufgestellt haben, und dann werden die Drähte dadurch in dieser Stellung gehalten, daß ihre jeweiligen Enden entsprechend befestigt werden. Es ist wünschenswert, daß die zwei Rahmen dadurch befestigt werden, daß dazwischen ein Draht gespannt wird. Wo es die Umstände ermöglichen, können die Rahmen und die Drähte entfernt werden, nachdem die Anordnung fertiggestellt ist. Danach wird eine Injektionsdüse 18 in den Hohlraum hinter der inneren Membran eingesetzt, und zwar von der Innenseite der zusammengesetzten Membran her, und es wird ein Schaumstoff wie beispielsweise ein Urethanharz durch die Düse eingeführt. Die Schaumfüllung, welche den Hohlraum in der zusammengesetzten Membran ausfüllen soll, wird zum Aufschäumen gebracht, und der auf diese Weise hergestellte Schaum kann dann aushärten. Geeignete Vorkehrungen dienen dazu, ein ungleichmäßiges Aufschäumen zu vermeiden. Bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird eine vordere Kammer verwendet. Bei der schließlich erreichten Anordnung wird eine innere Tür 9 zwischen der vorderen Kammer 13 und dem Hauptraum 12 eingesetzt. Die innere Tür kann von Anfang an eingesetzt sein. Sie kann auch erst eingesetzt werden, nachdem die Konstruktion aufgebaut ist und die vorläufige Abteilung herausgenommen wurde.

Wo die zusammengesetzte Membran nicht übermäßig ausgebaucht werden soll, und zwar auf Grund des nach außen wirkenden Druckes von innen, werden verschiedene Pfosten oder Streben zuvor in dem V-förmig gewellten galvanisierten Stahlblech angeordnet, und der bogenförmige Stahlrahmen verhindert eine andernfalls mögliche übermäßige Ausbauchung.
Das Aufschäumen in dem Hohlraum der zusammengesetzten Membran kann im Falle der bevorzugten Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 beispielsweise dadurch glatt durchgeführt werden, daß das Aufschäumen zunächst in den Teil der Anordnung erfolgt, welcher die Stirnseiten ausschließt, wonach anschließend die Stirnseiten aufgeschäumt werden.

Um eine Wärmeisolierung der Anordnung zu gewährleisten, ist es wesentlich, daß alle Zwischenräume zwischen den einzelnen Membranen und dem Bodenelement beispielsweise sorgfältig dadurch ausgeschaltet werden, daß solche Zwischenräume mit der Schaumfüllung geschlossen werden und der Schaum auch die Möglichkeit hat, in solche Zwischenräume einzudringen.

Die gewellte Form in dem galvanisierten Stahlblech, welches unter dem Bodenelement anzuordnen ist, kann einen Querschnitt nach der Form von zwei Seiten eines Dreiecks haben, oder es kann die Form von drei Seiten eines Quadrates vorgesehen werden oder auch eine andere geeignete Form. Das für das Blech verwendete Material kann ein witterungsbeständiger Stahl sein. Wenn die Lebensdauer nur kurz sein soll, kann ein gewöhnlicher Baustahl verwendet wprden. Außerdem könnte auch ein rostfreier Stahl, Aluminium oder ein

anderes geeignetes Material verwendet werden. Allgemein kann ein beliebiges Blech verwendet werden, so weit es gewellt ist.

Die Außenoberfläche der äußeren Membran kann mit einer weiteren Beschichtung versehen sein, beispielsweise mit einem Polyäthylengewebe, auf welches eine Aluminiumfolie aufgebracht ist oder eine Aluminiumschicht im Vakuum niedergeschlagen ist, so daß eine wirksame Abschirmung gegen Sonnenlicht gewährleistet ist. Die Lebensdauer der wärmeisolierenden geschlossenen Anordnung kann dadurch verbessert werden, daß dieses Gewebe nach jeweils mehreren Jahren erneuert wird.

Typische physikalische Eigenschaften des geschäumten Elementes aus Urethanharz sind folgende:

Materialdichte:
Wärmeleitfähigkeit:

0,03-0,04
0,02-0,03 kcal/h m° C

Außer Urethanharz sind Rohmaterialien für die Schaumfüllung verwendbar, welche Harze wie Phenolharz und Harnstoffharz sowie anorganische Schaumflüssigkeiten wie Schaumkleber enthalten.

Die Fig.3 ist ein Grundriß eines Modells, welches dazu dient, eine weitere bevorzugte Ausführungsform zu veranschaulichen, und die F i g. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B'in der F i g. 3.

Bei dieser Ausführungsform ist keine vordere Kammer vorhanden, und eine zusammengesetzte Membraneinheit hat eine Form, bei welcher eine zylindrische Grundfläche vorhanden ist, deren Achse in vertikaler Richtung angeordnet ist, und es ist weiterhin ein kugelförmige:. Dach vorhanden, welches sich vom oberen Ende der zylindrischen Basis aus erhebt. In dieser Darstellung ist mit 4 ein Boden bezeichnet, mit 1 ist seine äußere Membran bezeichnet, und mit 3 ist eine innere Membran bezeichnet, während 2 jeweils Abstandsstücke sind. Diese Ausführungsform ist zusätzlich mit einem vorläufigen Eingang 19 ausgestattet. Wenn diese Anordnung in ihre selbsttragende Stellung gebracht wird, wird eine Führung 20 eingesetzt, die aus einem Segeltuch wie für eine Zeltplane bestehen kann, und zwar zwischen den zwei vorläufigen Membranen 19a und 19/?, welche an dem vorläufigen Eingang 19 angeordnet sind, und unter Druck wird ein Gas von einem Gebläse 17 eingeführt, um auf die zusammengesetzte Membran von innen einen Druck nach außen auszuüben. Bei der fertiggestellten Anordnung wird eine Isoliertür 10 eingebaut, und zwar an Stelle der vorläufigen Tür 19. Zuvor werden Abstandsstücke entlang der Oberseite 21 und entlang den Seiten 22 des vorläufigen Eingangs 19 vorab eingebaut. Wenn das Aufschäumen in dem Hohlraum der zusammengesetzten Membran abgeschlossen ist, wird die Isoliertür eingesetzt, indem die Abstandsstücke in ihrer Form und ihrer Anordnung derart neu eingestellt werden, daß die Tür gebildet wird. Dann wird die Schaumfüllung in den Türhohlraum eingebracht, und die auf diese Weise eingeführte Füllung kann dann aufschäumen und aushärten. Auf diese Weise kann die Anordnung mit einer Isoliertür ausgestattet werden, welche außerordentlich fest ist und hinsichtlich der Wärmeisolierung eine hervorragende Wirkung hat.

Wenn die wärmeisolierende geschlossene Anordnung keine Isoliertür oder keine vordere Kammer zu haben braucht, sondern lediglich eine innere Membran, eine äußere Membran, ein dazwischen angeordnetes geschäumtes Element und ein Bodenelement benötigt, kann die Herstellung in zufriedenstellender Weise einfach dadurch erfolgen, daß eine vorläufige Tür aus vorläufigen Membranen 19a und 196 hergestellt wird, wie es im Beispiel 2 angegeben ist, um an einem Teil der zusammengesetzten Membran befestigt zu werden, und nachdem die Anordnung ihre selbsttragende Funktion übernommen hat, kann die vorläufige Tür mit den erforderlichen Membranen versehen werden und aufgeschäumt werden.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren kann die

to Schaumfüllung frei an einer beliebigen gewünschten Stelle in den zwischen der äußeren und der inneren Membran gebildeten Zwischenraum eingeführt werden. Wenn entweder eine durchscheinende oder eine durchsichtige, gasdurchlässige Membran verwendet wird oder eine durchscheinende oder durchsichtige, gasundurchlässige Membran mit einer Vielzahl von kleinen Einlaßöffnungen verwendet wird, die als innere Membran dient, wird die Luft in dem Zwischenraum leicht durch die eindringende Schaumfüllung ersetzt und die dann noch vorhandenen Luftblasen werden beim Aufschäumen hinausgedruckt. Folglich kann eine Ausbildung von Hohlräumen und von starken Rissen, wie sie bei einem herkömmlichen Schäumprozeß auftreten können, gemäß der Erfindung vermieden werden. Insbesondere eine durchsichtige oder durchscheinende innere Membran bietet die Möglichkeit, daß vom Personal der sich ändernde Zustand in dem Zwischenraum zwischen den Membranen überwacht werden kann und demgemäß das Einführen der Schaumfüllung reguliert werden kann, so daß auch tiefer innen liegende Fehlstellen nicht unerkannt bleiben. Wenn die innere Membran eine sehr grob gewebte Struktur hat, kann das Harz beim Aufschäumen leicht hindurchdringen. Es ist deshalb zweckmäßig, daß die innere Membran so fein wie möglich aufgebaut ist, so daß sie jedoch noch gasdurchlässig ist. Im Falle einer inneren Membran, welche als gasundurchlässige Membran mit öffnungen zum Eindringen des Urethanschaumes ausgestattet ist, wobei die Schaumfüllung an geeigneten Intervallen eingebracht wird, ist es zweckmäßig, daß die Membran derart aufgebaut ist, daß die Einlasse unverzüglich verschlossen werden, wenn das Einbringen der Schaumfüllung beendet ist. Dieses Verschließen der Einlasse kann dadurch erfolgen, daß ein Klebeband über die öffnungen aufgebracht wird.

Die Schaumfüllung, welche den Hohlraum zwischen der inneren und der äußeren Membran ausfüllt, wenn die Füllung aufschäumt, wird innerhalb kurzer Zeit einer Gelatinierung unterzogen, und sie nimmt eine Viskosität und eine Elastizität an, und nimmt schließlich gewisse Druckkräfte auf. Von diesem Punkt an wird die Polymerisation, welche bei dem Aufschäumen auftritt, unter einem bestimmten Druck fortgesetzt, und es besteht somit die Möglichkeit, daß das aufgeschäumte Produkt sich in alle Teile und Ecken des Zwischenraumes ausdehnt. Häufig wird Freon als leichtflüchtige Substanz dazu verwendet, als Unterstützung zum Aufschäumen zu dienen.
Aufgrund des Aufschäumens, welches unter Druck geschieht, wird der äußere Oberflächenteil, insbesondere der Oberflächenteil des aufgeschäumten Elementes, mit der inneren Oberfläche der äußeren gasundurchlässigen Membran direkt in Berührung gehalten, und das aufgeschäumte Material wird gegen die äußere Membran gedrückt, so daß sie aufgrund des von innen vom aufgeschäumten Element ausgeübten Druckes gespannt gehalten wird. Der zusammengedrückte Teil des aufgeschäumten Elementes führt somit zu einer

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Oberflächenhaut, welche eine erhöhte Dichte und Festigkeit aufweist. Dieser äußere Oberflächenhautteil wirkt somit wie eine äußere Schale, so daß die Festigkeit des geschäumten Elementes erhöht wird und zugleich das Innere des geschäumten Elementes gegen Feuchtigkeit geschützt wird, wobei das geschäumte Element selbst auch gegen mögliche Einflüsse der Veränderung der Umgebungsluftbedingungen geschützt wird. Weiterhin wird das Innere des geschäumten Elementes auch gegen die Einflüsse ultravioletter Strahlen geschützt sowie gegen chemische Aktivitäten von Verunreinigungen in der Luft.

Aufgrund der Wirkung des geschäumten Elementes wird die Anordnung, welche das äußere Element, die Abstandsstücke und das innere Membranelement aufweist, zu einer in sich stabilen und festen Schaleneinheit ausgebildet, welche eine Anordnung mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit darstellt. Diese zu einem Stück geformte Anordnung weist eine viel höhere Festigkeit als das geschäumte Element selbst auf.

Es erübrigt sich somit die Notwendigkeit, den Oberflächen der Membranen eine chemische oder physikalische Behandlung zuteil werden zu lassen, beispielsweise eine Glättung der Strömung der Schaumfüllung auf den Oberflächen und ein Verkleben des geschäumten Elementes mit den Oberflächen.

Ein Aufschäumen an Ort und Stelle wird durch Regen oder Schnee verhindert. Weiterhin kann dann, wenn die herzustellende Anordnung große Abmessungen aufweist, eine große Veränderung in der Arbeitsumgebung entstehen, beispielsweise dann, wenn ein Teil der Anordnung möglichen Einflüssen der direkten Bestrahlung mit Sonnenlicht ausgesetzt ist, während der übrige Teil solchen Einflüssen nicht ausgesetzt ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden solche Nachteile des Aufschäumens in eine Form überwunden, da die Arbeit innerhalb des Raumes erfolgt, welcher durch die äußere Membran umgeben ist, die zuvor aufgeblasen wurde und folglicn zuvor bereits selbsttragend angeordnet ist. Mit anderen Worten, die Arbeit kann nach einem Zeitplan ablaufen, welcher im wesentlichen mit dem Plan identisch ist, wie er für ein Aufschäumen in der Fabrik verwendet werden könnte.

Weiterhin bringt die Tatsache, daß ein großes Volumen an Außenluft durch ein Gebläse zugeführt wird, und zwar zum Erhöhen des Innendruckes in dem 2',wischenraum zwischen der zusammengesetzten Membran, einen Vorteil mit sich, welcher darin besteht, daß die Arbeitsbedingungen günstig beeinflußt werden, weil die Luft dazu dient, das Freon-Gas zu verdünnen, welches im Laufe des Aufschäumens gebildet wird, wobei zugleich die Innenluft mit der Außenluft vermischt wird.

Die nach dem Verfahren hergestellte Anordnung zeichnet sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus, wie es oben bereits ausgeführt wurde. Sofern die Abmessungen innerhalb bestimmter Grenzen liegen, kann die Anordnung somit ohne weitere Veränderung in zufriedenstellender Weise verwendet werden, ohne daß die Notwendigkeit für Skelettelemente besteht, bei welchen beispielsweise ein starrer Rahmen verwendet wird. Außerdem bietet die Anordnung einen außerordentlich guten Schutz gegen ein mögliches Eindringen von Feuchtigkeit und Wärme. Da das Schaumelement, welches als Wärmeisolator dienen soll, auf alle Teile und Ecken ohne Unterbrechungen verteilt ist, entsteht eine gleichförmige geschlossene wärmeisolierende Schicht, so daß die Anordnung nicht der Gefahr des Gefrierens ausgesetzt wird, wenn sie als Kombination eine Gefrier- und einer Kühleinrichtung verwendet wird. Da die Anordnung eine sehr geringe Wärmekapazität hat, kann die gewünschte Kühlung und Gefrierung innerhalb des umschlossenen Raumes durch die Verwendung eines kleinen Gefrieraggregates oder Kühlaggregates herbeigeführt werden. Wenn die wärmeisolierende, geschlossene Anordnung in besonders großen Abmessungen hergestellt werden soll, ist es notwendig, daß die äußere Oberfläche der Anordnung an einer bestimmten Anzahl von Punkten an einer getrennten Anordnung aufgehängt wird. Auch in diesem Falle weist die Anordnung eine außerordentlich gute wärmeisolierende Wirkung auf, da die äußere Membran an einer erforderlichen Anzahl von Punkten an einer getrennten Anordnung aufgehängt wird, während der von der zusammengesetzten Membran umschlossene Raum von innen einem Druck nach außen ausgesetzt wird, wobei die Schaumfüllung in den Zwischenraum eingeführt wird, welcher zwischen den zwei Membranen gebildet ist, wonach die Schaumfüllung aufschäumen und aushärten kann.

Nach^rolgend wird die wärmeisolierende, geschlossene Anordnung, weiche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert

Beispiel 1

Eine wärmeisolierende, geschlossene Anordnung der in der F i g. 1 veranschaulichten Art (mit Ausnahme der vorderen Kammer) mit den folgenden Eigenschaften wurde hergestellt:

Abmessungen der Anordnung	8m χ 8m
Bodenfläche	etwa 4 m
Maximale Höhe	etwa 8 m
Außendurchmesser
Höhe und Breite der	18cm χ 18cm
Abstandsstücke
Entfernung zwischen	18 cm
Abstandsstücken

Beschreibung der Komponententeile

Äußere Membran 1:

Polyamidgewebe, beschichtet mit Vinylchlorid, mit einer Spannungsfestigkeit von 120 kp/3 cm.

Innere Membran 3:

Polyäthylengewebe, unter Verwendung von Fäden mit 1000 den., bei einer Gewebedichte von 7 χ 7/2,5 cm².

Abstandsstücke 2:

Dasselbe Material wie bei der äußeren Membran.

Bodenelement 6:

Obere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 15 mm dick, Zwischenschicht aus Schaumpolystyrol, 180 mm dick, und untere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 9 mm dick.

Gründung 5:

V-förmig gewelltes, galvanisiertes Eisenblech, 1,6 mm dick, und mit 75 mm tiefen Wellungen.

Die auf diese Weise hergestellte Anordnung hatte ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften und hat sich zur Verwendung als Gefrierspeicher als geeignet erwiesen.

Beispiel

Eine wärmeisolierende, geschlossene Anordnung der in der F i g. 3 dargestellten Art wurde hergestellt. Abmessungen der Anordnung:

Außendurchmesser: 4 m

Höhe und Breite der

Abstandsstücke: 10 cm χ 10 cm

Entfernung zwischen

Abstandsstücken: 10 cm

Maximale Höhe der Anordnung: 4 m

Beschreibung der Komponententeile:

Äußere Membran:

Nylongewebe, beschichtet mit Vinylchlorid, 40 kp/ 3 cm Spannungsfestigkeit und 0,65 mm Dicke.

10 Innere Membran:

Dasselbe Material wie bei der äußeren Membran.

Bodenelement:

Obere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 12 mm dick, Zwischenschicht aus geschäumtem Polystyrol, 135 mm dick, und untere Schicht aus wasserbeständigem Sperrholz, 9 mm dick.

Die wärmeisolierende, geschlossene Anordnung, welche auf diese Weise hergestellt wurde, zeigte ausgezeichnete Wärmeisolationseigenschaften und hat sich zur Verwendung als Gefrierspeicher als geeignet erwiesen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttragender Schaumstoff-Hohlkörper mit einer mit einem gasundurchlässigen Bodenelement gasdicht verbundenen, gasundurchlässigen, doppelwandigen Hülle, zwischen deren äußerer und deren innerer Membran ein aus einem im Zwischenraum zwischen den beiden Membranen aufgeschäumten Reaktionsgemisch gebildeter, tragender Schaum-Stoffkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Membran (3) gasdurchlässig ist, daß zwischen der äußeren Membran (1) und der inneren Membran (3) Abstandsstücke (2) angeordnet sind und daß das Bodenelement (7) aus einem wärmeisolierenden Material besteht

2. Selbsttragender Schaumstoff-Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Membran (3) durchsichtig oder durchscheinend ist.

3. Verfahren zum Herstellen des selbsttragenden Schaumstoff-Hohlkörpers nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem zunächst eine gasundurchlässige, doppelwandige Hülle aus einer äußeren und einer inneren Membran mit einem gasundurchlässigen Bodenelement gasdicht verbunden wird, bei welchem der durch die Hülle und das Bodenelement umschlossene Hohlraum mit Druckluft gefüllt wird und nach dem Erreichen eines vorgebbaren Füllungsgrades der Zwischenraum zwischen den beiden Membranen durch Einführung eines Reaktionsgemisches ausgeschäumt und nach dem Aushärten des Schaumstoffs die Druckluft abgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Membran gasdurchlässig ausgebildet wird und durch Anbringen von Abstandsstücken zwischen den beiden Membranen auf Abstand von der äußeren Membran gebracht wird und daß das reaktionsfähige Gemisch von dem Hohlraum aus in den Zwischenraum zwischen den beiden Membranen eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der Schaumfüllung durch die innere Membran erfolgt.