DE2819709C2

DE2819709C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von insbesondere mit mindestens einer Deckschicht versehenen Schaumplatten

Info

Publication number: DE2819709C2
Application number: DE2819709A
Authority: DE
Inventors: Josef 5905 Freudenberg Kowallik
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1978-05-05
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1980-07-10
Also published as: FR2424808A1; SE434242B; FR2424808B3; IT1116464B; IT7948902A0; DE2819709B1; SE7901805L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von insbesondere mil mindestens einer Deckschicht versehenen .Schaumplatten, wobei der im Einlaufqucrschnitt zwischen Fördervorrichtung und Schäumvorrichtung der Fcrtigungsanlage eintretende Schaum berührungslos abgetastet und dementsprechend die Fcrtigungsanlage durch eine Regelung der Geschwindigkeit der Fördervorrichtung und/oder der Schaumabgabe gesteuert wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei bekannten kontinuierlich arbeilenden Fcrtigungsanlagen für die Herstellung von vorzugsweise mit Deckschichten versehenen Schaumplaltcn wird zur Erzielung einer für ein einwandfreies Produkt möglichst gleichmäßigen Schaumeinbringung die Abhängigkeit der Schaumrcaktion zur Fertigungsanlagengeschwindigkeit visuell festgestellt und manuell gesteuert.

Diese Tatsache begründet Qualitälseinbußcn, Betriebsunterbrechungen und darüberhinaus erheblichen personellen Kostenaufwand.

Es ist bekannt, zur Erleichterung wegen ihrer Vorzüge berührungslose Steuerungen zu verwenden.

So ist z. B. in der US PS 32 33 576 beschrieben, eine derartige Anlage mit Hilfe von die Schaumhöhe vor dem Zusammentreffen der Deckschichten abtastenden Fotozellen zu steuern. Diese Steuerart hat jedoch den Nachteil, daß durch den geraden Lichtstrahl der von einem Spiegel reflektiert und wieder aufgenommen 5 oder direkt empfangen wird, nur bei Unterbrechung dieses Strahles ein Steuerimpuls gegeben werden kann. Ein derartiger Steuerimpuls bedeutet nur, daß der Lichtstrahl an irgendeiner Stelle seines Weges durch Schaum unterbrochen worden ist, d. h. ob die aufgebrachte Schaummenge zu groß oder zu klein ist, ohne daß eine Aussage über den Schaumverlauf über die gesamte Schaumplattenbreite getroffen werden kann. Darüberhinaus können die Fotozellen unter den vorliegenden Betriebsbedingungen leicht verschmutzen und außer Betrieb gesetzt werden.

Es ist auch in der DE-OS 18 04 725 bereits beschrieben, die Breite des eintretenden Schaumes zu messen und das Ergebnis für die Steuerung der Menge des aufgebrachten Schaumes zu benutzen und zwar durch Anordnung von zwei Elektroden an der oberen oder unteren Seite bzw. je einer Elektrode an der oberen und unteren Seite der Schaumplatte. Dabei wird die Kapazität entsprechend der jeweiligen Breite des eintretenden Schaumes gemessen. Ggfs. kann auch

2Ί zusätzlich eine Dickenmessung kombiniert werden. Auch mit dieser Einrichtung kann keine Aussage hinsichtlich des Schaumverlaufes über die Schaumplattenbreite getroffen werden.

Hinzu kommt, daß das Kalibrieren durch einen Schlitz

JO für die meisten Kunststoffschäume praktisch nicht möglich ist, da der überflüssige Schaum sich anhäuft und dadurch zum Verstopfen des Kalibrierschlitzes führt. Außerdem ist die hier vorgesehene Breitenmessung für metallische Deckschichten nicht anwendbar, da die

ι· Stromableitung auch gleichzeitig über das Metall erfolgt.

Es ist z.B. aus der DE-OS 17 78 693 bekannt, in Verschäumungsanlagen den Aufschäumdruck zu messen, wobei auch Strahlungsmeßverfahrcn Anwendung

■to finden können, und dieses Meßerg,:-hnis zur Anlagenrcgelung auszuwerten. Diese Methode hat den Nachteil, daß einerseits der Schäumdruck durch viele Faktoren beeinflußt wird, wie /.. B. Rezeptur, Raumtemperatur, Rohstofftemperatur, Temperatur der Deckschalcn usw.

ίί Wenn diese Kriterien nicht absolut eingehalten werden, kann mit einer Druckmessung die Anlagcnregclung nicht einwandfrei durchgeführt werden. Andererseits wird bei harten und halbhartcn Deckschichten der Aufschäumdruck in die Deckschalen eingeleitet und von

^r>'i dort aus weiter in die Meßgeräte gebracht. Ungleiche Schaumverteilung und Raumgewichtsdiffcrcnzcn usw. werden über die starren Deckschichten ausgeglichen, so daß auch in dieser Beziehung keine exakte Messung gegeben ist.

>^r> Für eine einwandfreie Herstellung eines mangelfreien Produktes muß jedoch einmal die Strecke zwischen .Schaumaustritt und Schaumrcaklion bzw. Schaumrcaktion und Doppclplattcnband an der Stelle des Auftreffens des reagierenden Schaumes an der oberen

w) Begrenzung, z. B. der oberen Deckschicht möglichst gleichbleibend sein. Bei verzögerter Schaumrcaktion, bedingt durch unterschiedliche Kriterien, vergrößert sich diese Strecke, während sie sich in umgekehrtem Falle bei beschleunigter Reaktion verkürzt. Diese

*>'' Differenzen müssen durch Geschwindigkeitssteuerung der Fertigiingsanlagc entsprechend ausgeglichen werden.

Desweiteren ist sowohl die Auftrefflinic des Schau-

mes in Fertigungsrichtung als auch der Verlauf des Schaumquerschnittes quer zur Fertiglingsrichtung von besonderer Wichtigkeit für die Qualität der auf derartigen Fertigungsanlagen hergestellten Schaumstoff platten.

Die Bewegung des Schäumkopfes quer zur Fertigungsrichiung ist entscheidend für die Mengenverteilung des Schaumes im Produktquerschnitt. Bei zu langsamer Umschaltgeschwindigkeit des hin- und hergehenden Schäumkopfes kann z. B. eine starke Anhäufung des Schaumes im Randbereich der Schaumstoffplatte auftreten. Trotz zusätzlich eingebauter zeitregelbarer Umschaltventile hat sich in der Praxis gezeigt, daß diese Maßnahmen nicht immer ausreichen und zumindest lange Rüstzeiten und Probeläufe erforderlich machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der automatisch das Auftreiben des Schaumes in einem bestimmten Bereich in Fertigungsrichtung und auch die gleichmäßige Verteilung des Schaumes über den Produktquerschnitt eingehalten werden können.

Gemäß der Erfindung wird dazu bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, daß zur Steuerung mehrere, über die gesamte Breite des Einlaufquerschnittes angeordnete Einzelmeßstellen zur Ermittlung der Dicke des Schaumes benutzt werden.

Dabei können die Meßergebnisse für eine Regelung der Geschwindigkeit des Doppelplattenbandes und/ oder der Schäumvorrichtung ausgenutzt werden, wobei zweckmäßigerweise bei der Schäumvorrichtung eine Regelung des Bewegungsverlaufes und/oder der Austrittsmenge erfolgen kann.

Von besonderem Vorteil ist dabei, wenn die Messung mittels Ultraschall erfolgt, wobei die Verwendung von als Sender und Empfänger wirksamen Ultraschallmeßköpfen besonders zweckmäßig ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus im wesentlichen einer Fördervorrichtung, einer Schäumvorrichtung und einer Steuerung mit berührungslos wirkenden Meßköpfen zeichnet sich dadurch aus, daß die Ultraschallmeßköpfe in mindestens einer Reihe im Abstand voneinander quer zur Fertigungsrichtung vor der Fördervorrichtung angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankcns sind die Uliraschallmcßköpfe bei lincm als Fördervorrichtung ausgebildeten Doppelplattenband im Bereich der vorstehenden Auflage des unteren Plattenbandes angeordnet.

Zweckmäßigerweise sind dabei die Ultraschallmeßköpfe zwischen dem Beginn des oberen Plattcnbandes und vorgeschalteten Andrückrolle!! vorgesehen.

Um ein gewisses Toleranzfeld /ti erhalten, können dabei auch zwei Reihen von Ultraschallmcßköpfen in Fertigungsrichtung im Abstand hintereinander angeordnet sein.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß das Auftreffen des reagierenden Schaumes an seine obere Begrenzung gleichzeitig über die gesamte Schaumplattenbreitc auf einer Linie quer zur Fertigungsrichtung erfolgt und daß die Lage dieser Linie in Fertigungsrichtung gleichbleibt.

Dadurch können die ständig steigenden Anforderungen an die Qualität von Schaumplatten insbesondere bei mit profilierten Deckschichten versehenen Verbundclementen in vorteilhafter Weise erfüllt werden.

Nachstehend wird Se Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. I in schaubildlicher Darstellung die Einlaufs-'iie einer Feriigungsanlage

Fig. 2 die Draufsicht auf den sich auf der unteren Deckschicht ausbreitenden Schaum bei gleichmäßiger Auftrefflinie

F i g. 3 bei an den Rändern voreilender Auftrefflinie F i g. 4 bei in der Mitte voreilender Auftrefflmie.

Das Doppelplattenband 1 übernimmt die Weiterförderung und Formhaltung eines Verbundelemenisiranges, der besteht aus einer von oben einlaufenden oberen Deckschicht 2 und einer unteren Deckschicht 3, zwischen denen Schaum 4 eingebracht ist.

Das untere Plattenband 5 weist im Einlaufbereich eine gegenüber dem oberen Plattenband 6 vorstehende Auflage 7 mit vorgeordneten Andrückrollen 8 für die obere Deckschicht 2 auf. Über dierer Auflage 7 sind in einer Reihe im Abstand nebeneinander Ultraschallmeß-

2u köpfe 9 angeordnet, die als Sender und Empfänger wirksam sind.

Der später aushärtende Schaum 4 wird von einem hin- und herschwenkenden Schäumkopf 10 einer Schäumvorrichtung 11 im flüssigen Zustand auf die

2i untere Deckschicht 3 gespritzt. Der Schaum verleih sich über die Breite der Deckschicht 3 und schäumt unier Bildung einer sogenannten »Bugwelle« auf. bis er im Bereich der Ultraschallmeßköpfe 9 an die obere Deckschicht 2 entlang einer Auftrefflinie 12 bzw. 13, 14

J·· anstößt.

Die Ultraschallmeßköpfe Q senden einen Impuls aus. der reflektiert wird, wobei der Reflektionsstrahl von einem Empfänger aufgenommen wird. Beim Auftreffen des reagierenden Schaumes 4 an der oberen Deck-

)'■ schicht 2 verändert sich der Schallmeßwert.

Diese Veränderung wird im Verstärker 15 über die Zuleitung 16 empfangen, verstärkt und an das Schallpult 17 über die Leitung 18 weitergegeben. Vom Schaltpult 17 aus werden entsprechende Regelimpulse entweder

w über den Anschluß 19 zum Antriebs 20 des Doppelplattcnbandcs 1 zur Regelung der Fördergeschwindigkeit gegeben oder über den Anschluß 21 zur Schäumvorrichtung 11. die u. a. die Geschwindigkeit des Schäumkopfes 10 bestimmt.

■»■"· Durch die Auswertung der Meßwertedei Ultraschallmeßköpfe 9 über einen Computer im Schaltpult 17 ist es nun möglich, durch Regelung der Geschwindigkeit des Doppelplattenbandes und ggfs. auch der Austrittsmenge des Reaktionsgemisches den Bereich des Auftreffens

'·<> des Schaumes 4 an die obere Deckschicht 2 immer im gleichen gewünschten Abstand zum Doppelplattenband 1 zu halten. Desweiteren ist es auch über das Schaltpult 17 durch Steuerung des Bewegungsablaufes des SchSumkopfes 10, nämlich hinsichtlich Geschwindigkeit,

^r>^r' Umschaltzeit und Schwenkweg und/oder der Austrittsmenge /u erreichen, daß das Auftreffen des reagierenden Schaumes an die obere Deckschicht 2 gleichzeitig über die gesamte Breite der Deckschichten erfolgt.
Es wird also eine sowohl hinsichtlich ihrer Lage in

·"'· FertigungsrichtLiig als auch ihres Querschnities quer zur Fertigungsrichtung gleichbleibende »Bugwelle« bzw. Auftrefflinie 12 erreicht, wie sich das aus dem in der Fig. 2 dargestellten Normalfall ergib:, bei dem die Schaumverteilung gleichmäßig über den gesamten

h3 Querschnitt des Verbundelementes erfolgt.

Falls sich jedoch davon abweichende unerwünschte Auftrefflinien 13, 14 gemäß den F i g. 3 und 4 ergeben sollten, so müßte jeweils der Bewegungsablauf des

Schäumkopfes 10 entsprechend den Meßwerten der einzelnen Ultraschallmeßköpfe 9 angepaßt werden, bis eine Auftrefflinie 12 gemäß Fig. 2 erreicht wird.

Es kann selbstverständlich auch in speziellen F'ällen durch entsprechende Steuerung auch ein besonderer Verlauf des Schaumes über die Breite eingehalten werden. So kann /.. B. gezielt eine Auftrefflinie gemäß den F i g. 3 bzw. 4 erreicht werden.

Dabei wäre eine Auftrefflinie 13 gemäß F i g. 3 /. B.

bei gewünschtem Schaumüberschuß in den Randl chen des Verbundelemcntes zweckmäßig, wem Schaum /. B. in die evtl. dort größeren Quersc gedrückt werden soll.

Eine Auftrefflinie 14 gemäß der IΊ g. 4 könnte dann vorteilhaft sein, wenn die Ausfüllung und/oder tiefer Sicken im mittleren Bereich Verbiindelemcntes gewährleistet werden soll

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von insbesondere mit mindestens einer Deckschicht versehenen Schaumplatte, wobei der im Einlaufquerschnitt zwischen Fördervorrichtung und Schäumvorrichtung der Fertigungsanlage eintretende Schaum berührungslos abgetastet und dementsprechend die Fertigungsanlage durch eine Regelung der Geschwindigkeit der Fördervorrichtung und/oder der Schaumabgabe gesteuert wird, d a durch gekennzeichnet, daß zur Steuerung mehrere, über die gesamte Breite des Einlaufquerschnittes angeordnete Einzelmeßstellen zur Ermittlung der Dicke des Schaumes benutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung mittels Ultraschall erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus im wesentlichen einer Fördervorrichtung, einer Schäumvo.richtung und einer Steuerung mit berührungslos wirkenden Meßköpfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallmeßköpfe (9) in mindestens einer Reihe im Abstand voneinander quer zur Fertigungsrichtung vor der Fördervorrichtung angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallmeßköpfe (9) bei einem als Fördervorrichtung ausgebildeten Doppelplattenband (1) im Bereich der vorstehenden Auflage (7) des unteren Plattenbandes (5) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Ullrasohallmeßköpfe (9/ zwischen dem Beginn des oberen Plattenbandes (6) und vorgeschalteten Andrückrollen (8) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von Ultrpschallmeßköpfen (9) in Fcrtigungsriehlung im Abstand hintereinander angeordnet sind.