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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Einfüllbehälter und einem Gebläse zum Einblasen von Dämmstoffen insbesondere in Hohlräume von Bauwerken. Weiterhin betrifft die Erfindung eine für eine solche Vorrichtung bestimmte Aufflockeinheit.
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Bei der Herstellung von Fertighäusern und anderen Bauwerken werden Böden, Decken, Wände oder Dächer häufig aus vorgefertigten, meistens aus Holz bestehenden und eine Vielzahl getrennter Hohlräume einschließenden Rahmenelementen zusammengesetzt. Dabei kann es sich auch um Dachkonstruktionen handeln, die aus Dachsparren und auf diesen aufgebrachten Schalungen gebildet sind.
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Die Rahmenelemente werden werkseitig oder auch an der Baustelle mit einer Wärmedämmung versehen, die aus losen, in eine flockige Form gebrachten und daher gut handhabbaren Dämmstoffen bestehen kann. Geeignete Dämmstoffe bestehen vorwiegend aus pflanzlichen Rohstoffen wie Holzcellulose, aufgefasertem Holz, aufgefasertem und recyceltem Tageszeitungspapier oder auch aus Baumwolle. Auch die Wärmedämmung von Dachschrägen an Altbauten sowie von Fassaden, Trennwänden oder Decken bei Bauten an sich beliebiger Art erfolgt häufig mit derartigen Dämmstoffen.
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Zum Einbringen der Dämmstoffe in die Hohlräume hat sich das Einblasen der flockenartigen Dämmstoffe in die zu dämmenden Bereiche des Gebäudes als eine schnelle und praktikable Lösung erwiesen. Insbesondere können solche Vorrichtungen außerhalb des Gebäudes aufgestellt und die Dämmstoffe mittels Rohr- oder Schlauchleitungen dem gewünschten Bereich in einfacher Weise zugeführt werden.
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Es ist bekannt, körnige und faserige Materialien in derartiger Verarbeitungsreihenfolge aufzubereiten und zu verblasen, dass zunächst eine Beschickungsperson den in Säcken angelieferten Dämmstoff in einen Einfüllbehälter schüttet. Durch schnell rotierende Balken oder Schaufeln wird dann der Dämmstoff in diesem Behälter durchmischt und durch Zerschlagen der Materialverdichtungen aufgelockert.
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Bei bekannten Vorrichtungen erfolgt während der undefinierten Aufbereitung des Materials ein Sammel- und Mischvorgang in einer Zellradschleuse. Die Zellradschleuse verhindert das Durchströmen der Trägerluft zum Einfüllbehälter. Durch Drehung der Zellradflügel wird der Dämmstoff in den unteren Durchmesserbereich der Zellradschleuse transportiert. In diesem Bereich befindet sich an einer Stirnseite die Einblasstelle der Trägerluft, die den in der Kammer befindlichen Dämmstoff mitreißt und durch die gegenüberliegende Austrittsöffnung trägt.
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Die Aufbereitung des Materials, insbesondere von faserigem Dämmstoff, erfolgt durch Zerschlagen der einzelnen Materialverdichtungen mittels mechanischer Rührbewegungen, welche zu einer hohen Relativbewegung innerhalb des Dämmstoffs führen. Eine erhöhte Staubentwicklung für die Beschickungsperson ist die Folge. Die Aufbereitungsbewegungen erzeugen neben Staubemissionen auch eine Entmischung von Trägermaterial und Schädlingsbekämpfungszusätzen. Ferner unterbrechen Höhlenbildungen über der Sammelstelle und Verstopfungen im Förderschlauch den Verarbeitungsprozess. Die grobe Förderstromsteuerung und der prinzipbedingte kleine Verstellbereich der Förderleistung begünstigen eine nicht homogene setzungsfreie Einblasdichte.
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Der im Anschluss befindliche Förderschlauch leitet den Förderstrom zu der Einblasstelle. Indem die Flügeldrehzahl der Zellradschleuse angepasst wird, ist eine Einstellung des Förderstroms gegeben. In Abhängigkeit des freien Falls wird die Füllkammer der Zellradschleuse jedoch unkontrolliert mit Material gefüllt. Dadurch kommt es, insbesondere bei sich verfilzenden Materialien wie Zellulose- und Baumwollflocken, zu Verstopfungen des Förderschlauchs. Diese Verstopfungen sind mehrere Meter des Förderschlauchs lang und nur mit erhöhtem Zeitaufwand zu beseitigen.
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Ein weiteres Problem der unkontrollierten Füllung der Zellradkammer stellt die ungleichmäßige Füllung des Förderschlauchs mit nicht homogen aufbereitetem Material dar. Es kommt zu einer Pfropfenförderung, welche ebenfalls Verstopfungen des Förderschlauchs begünstigen.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise durch die
DE 197 46 531 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist im Boden des Einfüllbehälters eine flächenveränderbare Öffnung eingelassen, durch die der aufgelockerte Dämmstoff unter dem Einfluss der Schwerkraft in eine darunterliegende Kammer einer Zellradschleuse fällt, bis die entsprechende Zellradschleusenkammer gefüllt ist. Dabei lässt sich über die Flächenverstellung der Öffnung der Volumenstrom verändern. Durch Drehung der Zellradflügel wird das Material in den unteren Bereich der Zellradschleuse transportiert. In diesem Bereich wird der in der Zellradschleusenkammer befindliche Dämmstoff von der Trägerluft beaufschlagt, die den in den Zellradschleusenkammern befindlichen Dämmstoff mitreißt und durch die gegenüberliegende Austrittsöffnung trägt. In der
DE 197 46 531 A1 wird vorgeschlagen, am Boden des Behälters eine Förderschnecke anzuordnen, durch die der Dämmstoff gesammelt wird und sich im weiteren Verlauf zu einem Materialstrang verdichtet, welcher durch die Schneidkanten des Mischrads zerrissen, aufbereitet und in der Aufbereitungskammer mit der Trägerluft zum Förderstrom vermischt wird.
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Die
DE 10 2007 056 491 B3 offenbart eine Vorrichtung zum Auflockern von verpresstem Dämmstoff mittels eines beweglichen Auflockerungswerkzeugs, welches gitterartig und derart beweglich ausgestaltet ist, dass eine Gitterebene eine Bewegung ausführen kann, die mindestens eine Richtungskomponente senkrecht zur Vorschubrichtung des verpressten Dämmstoffs aufweist. Dieser soll von den Gitterstäben, die sich senkrecht zur Vorschubrichtung bewegen, abgeschert werden. Hierdurch soll das scherende gitterartige Auflockerungswerkzeug gegenüber den bekannten rotierenden Häckslern, Hackern, Rührern oder Bürsten einfacher und damit weniger störungs- und verschleißanfällig aufgebaut sein.
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Man könnte auch daran denken, den Dämmstoff bei seiner Herstellung an die zum Einblasen verwendeten Vorrichtungen anzupassen. Im Hinblick auf den Anlieferungszustand der Dämmstoffe erfordert eine derartige Anpassung jedoch eine Abwägung grundsätzlich gegensätzlicher Zielrichtungen. Einerseits ist eine hochgradige Komprimierung der Dämmstoffe hinsichtlich der Transportkosten aufgrund des damit verbundenen reduzierten Volumens vorteilhaft. Andererseits lassen sich derart komprimierte und verdichtete Dämmstoffe nicht ohne eine entsprechende Vorbehandlung verarbeiten. Insbesondere entfalten derart stark komprimierte Dämmstoffe nicht mehr ohne Weiteres die gewünschte Dämmwirkung.
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In der Praxis finden sich daher Verpackungseinheiten mit einer Dichte von 140 bis 200 kg/m3, während das Einblasen des Dämmstoffs in Hohlräume mit einer Dichte von 40 bis 60 kg/m3 erfolgt, wobei der nachfolgende Expansionsgrad des Dämmstoffs eine zuverlässige Ausfüllung der Hohlräume sicherstellt. Eine demgegenüber weitere reduzierte Dichte von ca. 30 kg/m3 können Dämmstoffe in einer offenen Verlegung aufweisen.
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Die
DE 103 26 515 A1 betrifft ein Verfahren zur Behandlung und zum Transport von Dämmstoffflocken, insbesondere Celluloseflocken, sowie eine Auflockerungs- und Entladevorrichtung zur selbsttätigen Entladung eines mit verdichteten Dämmstoffflocken beladenen Containers. Die Vorrichtung umfasst ein Förderband mit einem Austragsabschnitt, wobei das Förderband an seiner Außenseite mit einer Mehrzahl von beabstandeten Bürsten zur Auflockerung und Ablösung der Dämmstoffflocken ausgestattet ist, zwischen denen Kammern bzw. Taschen frei bleiben.
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Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die Dämmstoffzuführung wesentlich zu optimieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß hat also die Vorrichtung eine in Förderrichtung des Dämmstoffs hinter dem Gebläse angeordnete Aufflockungseinheit mit einem Gehäuse, das eine um eine Rotationsachse beweglich antreibbare Bürste einschließt, die eine Vielzahl von Borsten mit schneckenförmiger Außenkontur mit radial vorspringenden Bereichen und demgegenüber zurückgesetzten Zwischenbereichen aufweist. Hierdurch wird in überraschend einfacher Weise zugleich eine Zerkleinerung der kumulierten Dämmstoffe, beispielsweise Klumpen, durch eine Scherbeanspruchung des Dämmstoffs zwischen der Bürste und der Innenwandfläche des Gehäuses sowie auch eine Förderwirkung des Dämmstoffs in axialer Richtung zu dem Auslass erreicht. Zu diesem Zweck bilden die Borsten eine schnecken- oder schraubenförmige Kontur, durch die eine Förderwirkung realisiert wird. Zugleich wird neben der wesentlichen Zerkleinerung des Dämmstoffs mit der Folge einer wesentlich verminderten Dichte auch ein nahezu konstanter Volumenstrom sichergestellt, sodass die Verarbeitung erleichtert und die Dauer zur Durchführung des Füllvorgangs verkürzt wird. Erfindungsgemäß sorgt dabei die Kombination der Scherbeanspruchung durch die Borsten und der axialen Förderwirkung für die gewünschte Auflockerung in Verbindung mit dem gewünschten konstanten Volumenstrom. Dabei wird durch die homogene Auflockerung des Dämmstoffs der Verbrauch des Dämmstoffs für ein bestimmtes Hohlraumvolumen signifikant reduziert, was beispielsweise dem Einsatz von Zellulosedämmstoffen im Vergleich zu anderen Dämmstoffen, wie Glaswolle oder Steinwolle, zu einem Vorteil verhilft. Durch die verbesserte und homogenere Auffaserung wird die Setzungssicherheit des Dämmstoffs im Gefache nochmals verbessert, was sich insbesondere im Bereich von Fertighäusern oder Fertigelementen aufgrund der auftretenden Transportvibrationen vorteilhaft auswirkt. Zudem kann auch stark komprimierter Dämmstoff, der mit geringeren Transportkosten verbunden ist, optimal verarbeitet werden, ohne dass es zu einem erhöhten Dämmstoffverbrauch durch Klumpenbildung kommt. Die Bürste ist insbesondere in Abhängigkeit erfasster Betriebsparameter durch einen elektromotorischen Antrieb beweglich antreibbar.
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Dabei erweist es sich als besonders Erfolg versprechend, wenn das Gehäuse einen Einlass und einen gegenüber dem Einlass in Richtung der Rotationsachse der Bürste mit einem Abstand versetzt angeordneten Auslass aufweist. Dadurch, dass der Einlass und der Auslass einen Versatz aufweisen, kann der Wirkungsgrad der Behandlung aufgrund der Scherbeanspruchung wesentlich verbessert werden, indem der Dämmstoff zunächst mehrere vollständige Umdrehungen durchführt, bevor er durch den Auslass der weiteren Verarbeitung zugeführt wird.
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Eine besonders praxisgerechte Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass der Einlass radial oder tangential in Bezug auf das hohlzylindrische Gehäuse an diesem angeordnet ist, um so die Scherwirkung durch eine entsprechende Zuführung in den Spalt zu begünstigen und insbesondere einer möglichen Verstopfung entgegenzuwirken.
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Diese vorteilhafte Wirkung kann auch noch dadurch verbessert werden, dass der Einlass oder der Auslass mit einer Querebene der Rotationsachse der Bürste einen spitzen Winkel einschließt, sodass die Zuführrichtung des Dämmstoffs beim Eintritt durch den Einlass in den Gehäuseinnenraum bereits eine Richtungskomponente in Förderrichtung der Bürste aufweist.
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Die Borsten der Bürste könnten zumindest im Bereich ihrer maximalen radialen Erstreckung gegen eine Innenwandfläche des Gehäuses anliegen. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher die Bürste mit ihren Borsten einen Ringspalt einschließt, sodass der eintretende Dämmstoff nicht nur mittels der Bürste in eine axiale Förderrichtung bewegt wird, sondern auch zwischen der Bürste und dem Gehäuse einer gezielten Scherbeanspruchung ausgesetzt wird, durch welche die Homogenisierung wesentlich verbessert wird.
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Das Gehäuse könnte eine die Bürste einschließende Innenkontur mit einer wendelfömirgen Gestalt aufweisen, sodass ähnlich einem Gewinde in einer Gewindeaufnahme ein konstanter Ringspalt entsteht. Besonders vorteilhaft ist hingegen eine Variante der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Gehäuse eine hohlzylindrische Innenkontur aufweist. Hierdurch gelangt ein stetiger Volumenstrom des Dämmstoffs entlang der Innenwandfläche des Gehäuses in einen anderen Zwischenbereich, wodurch die Scherwirkung weiter optimiert wird.
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Dabei erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn der Einlass und der Auslass in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, um so eine kompakte Bauform zu erreichen.
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Der Auslass könnte in einer axialen Verlängerung der Rotationsachse oder parallel zu dieser angeordnet sein. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn der Auslass radial angeordnet ist. Hierdurch wird ein annähernd konstanter Volumenstrom sichergestellt. Denkbar ist ein zusätzlicher axialer Auslass, um beispielsweise eine einfache Reinigung durchführen zu können.
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Weiterhin kann gemäß einer sinnvollen Abwandlung der Auslass sowohl einen radialen als auch einen axialen Bereich des Gehäuses einschließen, um so einen erhöhten Volumenstrom bei zugleich zuverlässiger Homogenisierung sicherzustellen.
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Die durch vorspringende Bereiche und Zwischenbereiche getrennten Borstenbereiche könnten eine zunehmende oder abnehmende Steigung bzw. Breite aufweisen. Vorzugsweise weist die Bürste mehrere, jeweils einen Zwischenbereich einschließende und den kleinsten Ringspalt begrenzende Borstenreihen mit stetiger, insbesondere konstanter Steigung auf, um so eine unerwünschte Verdichtung des Dämmstoffs innerhalb der Bürste zu vermeiden. Denkbar ist darüber hinaus eine Abwandlung, bei welcher eine zusätzliche Volumenerweiterung im Bereich des Einlasses aufgrund eines vergrößerten Zwischenraums erreicht wird.
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Die Bürste könnte formstabile, jedoch beweglich gelagerte Borsten aufweisen. Besonders sinnvoll ist es hingegen, wenn die Borsten elastisch verformbar ausgeführt sind, sodass der Dämmstoff mit einer durch die elastische Rückstellkraft bestimmten Vorspannung an die Innenwandfläche gepresst und dadurch die Scherbeanspruchung entsprechend erhöht wird.
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Eine andere, ebenfalls empfehlenswerte Abwandlung wird dann realisiert, wenn die Borsten in einer unterbrochenen Reihe angeordnet sind, sodass entsprechende Vorsprünge der Innenwandfläche des Gehäuses die Scherwirkung unterstützen können. Diese könnten beispielsweise auch bedarfsweise von außen eingesetzt werden.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Bürste an einer oder an beiden Stirnseiten eine Schabeeinheit aufweist, um so an der Innenwandfläche des Gehäuses anhaftende Dämmstoffpartikel zuverlässig entfernen zu können.
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Außerdem kann der Antrieb mittels einer kraftabhängigen Kupplung, beispielsweise zum Schutz vor einer Überlastung, mit der Bürste verbunden sein. Die Scherbeanspruchung des Dämmstoffs kann dadurch kraftgesteuert erfolgen.
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Die Aufgabe, eine für eine Vorrichtung zum Einblasen von Dämmstoffen bestimmte Aufflockeinheit zu schaffen, wird gelöst durch ein Gehäuse, welches eine um eine Rotationsachse beweglich antreibbare Bürste einschließt, die eine Vielzahl von Borsten unterschiedlicher radialer Erstreckung aufweist, die gemeinsam eine schneckenförmige Außenkontur bilden. In dem Ringspalt zwischen der Bürste und einer Innenwandfläche des Gehäuses wird im Betrieb der rotierenden Bürste zugleich eine Zerkleinerung der Dämmstoffe durch die Scherbeanspruchung des Dämmstoffs sowie auch eine verbesserte Förderwirkung des Dämmstoffs erreicht.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer rotationsbeweglich antreibbaren Bürste;
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2 die in 1 gezeigte Bürste in einer Draufsicht.
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Eine für eine Vorrichtung zum Einblasen von Dämmstoffen bestimmte Aufflockeinheit 1 wird nachstehend anhand der 1 und 2 näher erläutert. Die Aufflockeinheit 1 ist mit einem Gehäuse 2 aus einem an beiden Enden geschlossenen zylindrischen Körper ausgestattet, welches in seinem Inneren eine um eine Rotationsachse 3 beweglich antreibbare Bürste 4 aufnimmt. Diese in 2 in einer Draufsicht dargestellte Bürste 4 hat eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Außenkontur und ist mit einer Vielzahl von Borsten 5 unterschiedlicher Länge ausgestattet, deren schneckenförmige Außenkontur durch radial vorspringende reihenförmige Bereiche 6 konstanter Breite gebildet wird, die durch zurückgesetzte Zwischenbereiche 7 getrennt sind. In einem Ringspalt 8 zwischen der Bürste 4 und einer Innenwandfläche 9 des Gehäuses 2 erfolgt im Betrieb der rotierenden Bürste 4 zugleich eine Zerkleinerung der nicht dargestellten Dämmstoffe durch eine Scherbeanspruchung des Dämmstoffs sowie auch eine Förderwirkung des Dämmstoffs in axialer Richtung der Rotationsachse 3. Diese Scherbeanspruchung löst Materialanhäufungen auf und führt zu einer materialschonenden Aufbereitung. Durch die Steigung der schnecken- oder schraubenförmigen Kontur wird eine Förderwirkung von einem radialen Einlass 10 zu einem gegenüber dem Einlass in Richtung der Rotationsachse 3 der Bürste mit einem Abstand a versetzt angeordneten Auslass 11 realisiert. Um die Zuführung des Dämmstoffs weiter zu optimieren, schließt der Einlass 10 mit einer Querebene der Rotationsachse 3 einen spitzen Winkel α ein. An einem stirnseitigen Ende der Bürste 4 ist eine Schabeeinheit 13 vorgesehen, welche die in dem benachbarten Bereich anhaftenden Dämmstoffanteile von der Innenwandfläche 9 löst. Die Bürste 4 ist mittels eines Antriebs 12 rotationsbeweglich antreibbar, wobei eine drehmomentabhängige Kraftübertragung durch eine Kupplung 14 realisiert ist, die der Übertragung bzw. der Begrenzung eines vorbestimmten Drehmoments dient.