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Dokumentenidentifikation DE102005013724B4 20.12.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung plattenförmiger Bauelemente
Anmelder Viessmann Kältetechnik AG, 95030 Hof, DE
Erfinder Gebelein, Bernd, 95179 Geroldsgrün, DE
Vertreter Wolf & Wolf Patentanwälte, 63456 Hanau
DE-Anmeldedatum 22.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005013724
Offenlegungstag 28.09.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse E04C 2/36(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23B 3/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plattenförmiger Bauelemente gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 und bezieht sich ferner mit Rücksicht auf eine kontinuierliche Herstellung solcher Bauelemente auf eine Vorrichtung für eine solche kontinuierliche Herstellung.

Bauelemente der genannten Art, bei deren verschäumbaren Füllstoffmasse es sich in der Regel um PU-Schaum handelt, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bspw. nach der DE 17 29 056 A, den US 2,744,042 A und 4,162,341 A, der EP 1295713 B1, der DE 203 12 218 U1, der WO 2002/103 127 A1 und der DE 37 20 371 A1 bekannt. Die erstgenannte DE 17 29 056 A bezieht sich dabei auch auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Bauelemente, bei dem die noch flüssige Füllstoffmasse in eine Formschale eingegossen, in diese eine zuschnittsangepaßte Stutzstruktur eingetaucht und danach auf die Stützstruktur eine Deckfläche aufgelegt wird. Die dabei zwecks Luftabfuhr mit Löchern versehene Deckfläche dient dabei zum Verschluß der Formschale und bildet mit dieser zusammen das Formwerkzeug. Beim Verfahren nach der US 2,744,042 wird keine Formschale verwendet, und die Luft entweicht unterhalb der Deckfläche, ehe diese aufgesetzt wird.

Ausgehend von einem Verfahren, bei dem in eine an den Flächenzuschnitt des Bauelementes angepaßte Formschale die noch flüssige Füllstoffmasse aufgegossen, in die flüssige Masse die Stützstruktur eingetaucht und aufgesetzt und danach auf die Stützstruktur die eine Deckfläche aufgelegt wird, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren für Bauelemente der genannten Art zu vereinfachen und zu rationalisieren.

Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. In Abhängigkeit davon ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen nach den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9.

Entscheidend für das erfindungsgemäße Verfahren ist also, daß hierbei die andere, das Bauelement mit bildende Deckfläche in die Formschale eingelegt und auf diese die Stützstruktur nach Eingießen der Füllstoffmasse aufgesetzt wird, wobei während der sogenannten Steig- und Abbindezeit der Füllstoffmasse unter Luftabfuhr aus allen Strukturräumen die beiden das Bauelement mit bildenden Deckflächen gegen die Stützstruktur anliegend zusammengehalten werden.

Wesentlich ist dabei auch, daß, da sich ja die Stützstruktur mit ihrer Vielzahl von Einzelräumen eingespannt zwischen den beiden Deckplatten befindet, für eine Luftabfuhr gesorgt wird, und zwar mit Rücksicht darauf, daß ja während der sogenannten Steigzeit, die Raumvolumina fortschreitend von der sich verschäumenden Füllstoffmasse eingenommen werden. Eine solche gezielte Luftabfuhr – die dafür erforderlichen apparativen Maßnahmen werden noch näher erläutert – sorgt auch dafür, daß sich in den einzelnen Strukturräumen die Verschäumung weitestgehend gleichmäßig vollziehen kann.

Wie sich gezeigt hat, führt die erfindungsgemäße Verfahrensweise zum gewünschten Erfolg, da einerseits die Zufuhr der Füllstoffmasse einfach, d.h., ohne Rücksicht auf die noch nicht vorhandene Stützstruktur auf die in der Formschale bereits befindliche Deckplatte erfolgen kann, wobei dann andererseits durch die nachträgliche Aufbringung der Stützstruktur per Eintauchen in die noch flüssige Masse Gewähr dafür gegeben ist, daß in jedem Raum der Stützstruktur die gleiche Flüssigkeitsmenge ansteht. Außerdem ist mit dieser Verfahrensweise der Vorteil verbunden, daß sich automatisch eine Verbindung zwischen der Stützstruktur und den beiden, das Bauelement mit bildenden Deckflächen ergibt, d.h., eine separate Verklebung mittels Klebern ist entbehrlich.

Bezgl. der zu beachtenden Füllstandshöhe der flüssigen Masse auf der untenliegenden Deckplatte können keine verbindlichen Angaben gemacht werden, da sich diese nach verschiedenen Parametern richtet. Maßgebend ist nämlich dafür, wie die flüssige Masse bezgl. ihres maximal möglichen Schaumvolumens eingestellt ist, welches Volumen die Räume in der Stützstruktur haben und, damit im Zusammenhang stehend, welche Dichte man für die sich einstellende Schaumstruktur haben möchte.

Für den Aufgießvorgang ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Aufguß der noch flüssigen Füllstoffmasse auf die eine in die Formschale eingebrachte Deckplatte an mehreren gleichmäßig verteilten Stellen gleichzeitig und mit gleicher Menge durchgeführt oder daß der Aufguß der noch flüssigen Masse auf die in der Formschale befindliche Deckplatte fortlaufend unter kontinuierliche Erfassung von deren Gesamtfläche bewirkt wird. Damit wird schon beim Aufgießen dafür gesorgt, daß für die gleichmäßige Ausbreitung der flüssigen Masse und Abdeckung der ganzen Deckplatte weniger Zeit benötigt wird, als wenn der Aufguß nur an einer zentralen Stelle erfolgte.

Insbesondere diese kontiuierliche Erfassung der Gesamtfläche macht das erfindungsgemäße Verfahren auch dafür geeignet, kontinuierlich durchgeführt zu werden, nämlich derart, daß die zu begießenden, in ihrer Formschale befindlichen Deckplatten kontinuierlich unmittelbar hintereinander dem Begießen zugeführt werden, wobei dann während der Weiterförderung jeweilige die Stützstruktur und die jeweils andere Deckplatte aufgelegt werden.

Bezüglich des hier verwendeten Begriffes Deckplatten sei darauf hingewiesen, daß diese zum Einen aus allen möglichen Material, wie Blech, Spanplatten, Faserplatten, Gipsplatten od.dgl. bestehen können, und daß es sich zum Anderen auch um mehr oder weniger steife Kunststoff- oder Metallfolien handeln kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die insoweit besonderen Einrichtungen zu seiner Durchführung werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

1 perspektivisch und teilweise aufgeschnitten ein plattenförmiges Bauelement;

2 im Schnitt das Bauelement gemäß 1 während seiner Herstellung;

3 perspektivisch das Ausführungsbeispiel einer Stützstruktur und

4 das Verfahren bei kontinuirlicher Fertigung der Bauelemente.

In 1 ist das Beispiel eines einfachen Wandbauelementes für die Erstellung von Raumzellen der eingangs genannten Art dargestellt, und zwar unter Verzicht auf hier nicht interessierende Details bzgl. besonderer Randgestaltungen und von Verbindungselementen, wie sie beim Zusammenfügen solcher Elemente bspw. zu Wandzügen in der Regel erforderlich sind.

Wie aus 1 ersichtlich, handelt es sich bei solchen plattenförmigen Wandelementen um solche, die nach Sandwichart aus einer zwischen zwei äußeren Deckflächen 1, 2 angeordneten Waben- bzw. Gitterstützstruktur 3 gebildet sind und aus der in der Vielzahl der Strukturräume 4 befindlichen, verschäum- und aushärtbaren Füllstoffmasse FM, wie bspw. PU-Schaum, der im Nebeneffekt auch Wärmeisolationseigenschaften hat. Die in 1 dargestellte Wabenstruktur ist nicht verbindlich, d.h. es kann sich diesbezüglich auch um eine Stützstruktur im Sinne der 3 handeln.

Zur Herstellung solcher Bau- bzw. Wandbauplatten wird nun unter Verweis auf 2 erfindungsgemäß so vorgegangen, daß eine der Deckflächen 1, 2 (hier die Deckfläche 2) in eine an den Flächenzuschnitt angepaßte Formschale FS eingelegt und auf diese die noch flüssige Füllstoffmasse FM in erforderliche Stärke aufgegossen wird. Die flüssige Füllstoffmasse ist dabei per ihrem Chemismus so eingestellt, daß deren sogenannte Topfzeit ausreicht, um in die flüssige Füllstoffmasse FM die ebenfalls zuschnittsangepaßte Stützstruktur 3 eintauchen und auf die Deckfläche 2 aufsetzen zu können. Danach wird auf die gegen die Deckfläche 2 gedrückte Stützstruktur die andere Deckfläche 1 aufgelegt. Während der sogenannten Steig- und Abbindezeit der Füllstoffmasse werden unter Luftabfuhr aus allen Strukturräumen 4 die beiden Deckflächen 1, 2 gegen die Stützstrukur 3 anliegend zusammengehalten. Nach Aushärtung bzw. Ablauf der sogenannten Abbindezeit für die Füllstoffmasse FM kann dann das Bauelement aus seiner in 2 nur gestrichelt angedeuteten Form FS entnommen werden. Die Höhe der Formseitenflanken 3' ist so bemessen, daß zwischen Oberfläche Stützstrukur und aufgelegter Deckfläche 1 ein feiner Spalt bleibt, aus dem die aus den Strukturräumen 4 durch die Aufblähung der Füllstoffmasse FM ausgetriebene Luft entweichen kann.

Der Aufguß der noch flüssigen Füllstoffmasse FM auf die eine in die Formschale FS eingebrachte Deckfläche 1 wird entweder zwecks schneller und gleichmäßiger Verteilung über die ganze Deckfläche 2 vorteilhaft an mehreren gleichmäßig verteilten Stellen gleichzeitig und mit gleicher Menge durchgeführt oder in der Weise, daß der Aufguß der noch flüssigen Masse FM auf die Deckfläche 2 fortlaufend unter kontinuierliche Erfassung von deren Gesamtfläche bewirkt wird. Für die erstgenannte Art sind dafür bspw. mehrere Ausgießtüllen vorgesehen oder für den zweiten Fall ist nur eine sich quer in Pfeilrichtung P zur Fläche bewegbare Ausgießtülle vorhanden, unter der die Deckfläche 2 in Pfeilrichtung P' bewegt wird. Insbesondere diese letztgenannte Art kommt auch für eine kontinuierliche Fertigung in Betracht, wie sie in 4 schematisch dargestellt ist, gemäß der die zu begießenden, in ihrer Formschale FS befindlichen Deckflächen kontinuierlich unmittelbar hintereinander dem Begießen zugeführt werden.

Für die bereits angesprochene Luftabfuhr während der sogenannten Steigzeit ist die Stützstruktur 3 gemäß 3 mindestens zur Auflageseite der zweiten, nachträglich aufzulegenden Deckfläche 1 hin mit alle Stützstrukturräume 4 untereinander kommunizierend verbindenden Schlitzungen 5 in den die Räume 4 begrenzenden Wandungen 6 versehen. Für die Anbringung dieser Schlitze 5 wird die ganze Stützstruktur 3 längs entsprechender Linien kreuz und quer bspw. mit einem dünnen Sägeblatt entsprechend tief, d.h., um etwa nur 2 bis 3 mm tief angeschlitzt, was ausreicht, um die Luft entweichen und keinen gegen die Aufblährichtung der Füllstoffmasse FM gerichteten Gegendruck entstehen zu lassen. Um sicherheitshalber auch für die aufgegossene Füllstoffmasse FM nach dem Eintauchen der Stützstruktur 3 von Raum zu Raum 4 eine Kommunizierung zuzulassen, können auch, wie ebenfalls in 3 mit angedeutet, bodenseitig an der Stützstruktur 3 Schlitze 5' vorgesehen werden, die jedoch etwas breiter als die anderen Schlitze 5 angelegt sein sollten.

Abgesehen von den Schlitzen 5, wäre es für eine Entlüftung der Räume 4 aber auch möglich, die abschließend aufzulegende Deckfläche 1 mit einer Feinlochung zu versehen, was nicht besonders dargestellt ist. In diesem Falle müßte eine die Deckfläche 1 gegen den Verschäumungsdruck haltende Preßplatte als als Gitterplatte ausgebildet sein.

Sofern es sich bei den Deckflächen 1, 2 um dünnes bspw. Edelstahlblech handelt, kann auch in Betracht gezogen werden, die mit Füllstoffmasse FM zu begießende Deckfläche 2 mit einer ausreichend hohen, ringsum laufenden Randaufkröpfung zu versehen, so daß eine angepaßt schalenförmige Form entbehrlich wird und die Form nur noch aus vier gegen die Randaufkröpfungen heranstellbaren Leisten bestehen kann, was auf der Hand liegend für die Entnahme des fertigen Bauelementes vorteilhaft ist.

Sollte auch die aufzulegende Deckfläche 1 mit einer solchen Randaufkröpfung versehen sein, so müßte an dieser, wie vorerwähnt, eine flächige Feinlochung vorgesehen werden oder eine Feinlochung im Bereich der Randaufkröpfung.

Der Vollständigkeit halber ist stark schematisiert in 4 der Verfahrensablauf bei kontinuierlicher Fertigung dargestellt, wobei entsprechende Bezugszeichen benutzt sind.

Eine solche Vorrichtung weist dabei einen Fördertisch 10 mit mehrfacher Länge eines Bauelementes auf, wobei dem Fördertisch 10 in Folge zugeordnet sind:

Mehrere Formen 11 zur Aufnahme jeweils einer Deckfläche 2; eine Aufgießeinrichtung 12 für die flüssige Füllstoffmasse FM; eine Aufbring- und Eintaucheinrichtung 13 für die Stützstrukturen 3; eine Aufbringeinrichtung 14 für die Deckflächen 1; eine Druckeinrichtung 15 für die Deckfläche 1 und schließlich eine Entnahmeeinrichtung 16 für die fertigen Bauelemente. Die Formen 11 können dabei Teile eines Endlosförderers sein. Gleiches gilt auch für die Einrichtung 13, wobei diese, wie auch die Einrichtung 14 als Querförderer zum Fördertisch 10 anzuordnen ist, während es sich bei der Druckeinrichtung 15 um mehrere im Fördertakt und in Förderrichtung mitlaufende Druckplatten handelt, die ebenfalls Teile eines Endlosförderers sein können. Dies im Einzelnen näher zu erläutern ist entbehrlich, da dafür allgemein bekannte konstruktive Möglichkeiten zur Verfügung stehen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Bauelementes, das nach Sandwichart aus einer zwischen zwei äußeren Deckflächen (1, 2) angeordneten Waben- bzw. Gitterstützstruktur (3) und aus einer in der Vielzahl der Strukturräume (4) befindlichen, verschäum- und aushärtbaren Füllstoffmasse gebildet ist, bei dem in eine an den Flächenzuschnitt angepaßte Formschale die noch flüssige Füllstoffmasse aufgegossen, in die flüssige Masse die zuschnittsangepaßte Stützstruktur eingetaucht und aufgesetzt und danach auf die Stützstruktur die eine Deckfläche aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Deckfläche in die Formschale eingelegt und auf diese die Stützstruktur nach Eingießen der Füllstoffmasse aufgesetzt wird, wobei während der sogenannten Steig- und Abbindezeit der Füllstoffmasse unter Luftabfuhr aus allen Strukturräumen die beiden Deckflächen gegen die Stützstrukur anliegend zusammengehalten werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufguß der noch flüssigen Füllstoffmasse auf die eine in die Formschale eingebrachte Deckplatte an mehreren gleichmäßig verteilten Stellen gleichzeitig und mit gleicher Menge durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufguß der noch flüssigen Füllstoffmasse auf die Deckplatte fortlaufend unter kontinuierliche Erfassung von deren Gesamtfläche bewirkt wird. Verfahren zur Herstellung mehrerer plattenförmiger Bauelemente nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu begießenden, in ihrer Formschale befindlichen Deckflächen kontinuierlich unmittelbar hintereinander dem Begießen zugeführt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützstruktur (3) mindestens zur Auflageseite der zweiten, nachträglich aufzulegenden Deckplatte (2) hin mit alle Stützstrukturräume (4) untereinander kommunizierend verbindenden Schlitzungen (5) in den die Räume (4) begrenzenden Wandungen (6) versehen ist. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzungen (5) in einer jeweils eine Raumreihe (R) der Stützstruktur (3) erfassenden Linie (L) angeordnet und die Schlitzungen (5) mit einer Tiefe (T) von 2 bis 3 mm bemessen sind. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber den Schlitzungen (5) auf der anderen Seite der Struktur (3) breitere Schlitzungen (5') für den Durchtritt flüssiger Füllstoffmasse (FM) angeordnet sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzulegende Deckfläche (2) mit einer Feinlochung versehen ist. Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

gekennzeichnet durch

einen Fördertisch (10) mit mehrfacher Länge eines Bauelementes, wobei dem Fördertisch (10) in Folge zugeordnet sind:

mehrere Formen (11) zur Aufnahme jeweils einer Deckfläche (2);

eine Aufgießeinrichtung (12) für die flüssige Füllstoffmasse (FM);

eine Aufbring- und Eintaucheinrichtung (13) für die Stutzstrukturen (3);

eine Aufbringeinrichtung (14) für die Deckflächen (1);

eine Druckeinrichtung (15) für die Deckfläche (1) und eine Entnahmeeinrichtung (16) für die fertigen Bauelemente.






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