DE1143013B - Verfahren und Vorrichtung zum Ausschaeumen von Hohlraeumen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen aller Art mit Schaumstoffen, die durch Vermischen mehrerer Komponenten erzeugt und unter Verwendung eines mit einem Ausstoßkolben versehenen Zylinderraumes einer Nachreaktion unterworfen werden. Als Ausschäumstoffe kommen flüssige Schaumstoffe in Frage, die bei Temperatursteigerung in den sahnigen Zustand übergehen, der mit einem Viskositätsanstieg verbunden ist. Derartige Gemische sind beispielsweise Schaumstoffgemische auf Polyurethanbasis, Schaumstoffgemische auf Basis Phenol-Formaldehyd, bei denen Phenyl-Aldehyd-Polymere mit Emulgatoren, sauren Katalysatoren und festen oder flüssigen Treibmitteln. die bei Temperatursteigerung in den gasförmigen Zustand übergehen, vermischt werden, und Schaumstoffgemische auf Basis Epoxydharze, bei denen Polyepoxydverbindungen mit Härtungsmitteln, Füllstoffen aller Art, z. B. kolloidaler Kieselsäure und festen oder flüssigen Treibmitteln, die bei Temperaturerhöhung in den gasförmigen Zustand übergehen, vermischt werden.
• Mit Rücksicht auf das Füllen von Formen und Hohlräumen aller Art, z. B. Formblöcken, Kühlschrankgehäusen, Kühlschranktüren, Verbundkonstruktionen, muß die Beschickung der Formen und Hohlräume mit bereits in Reaktion befindlichen, »sahnigen« Gemischen vorgenommen werden, die infolge der beginnenden Vernetzung gegenüber dem Schaumzusammenbruch unempfindlich sind. Dies ist besonders beim Ausschäumen von engen Hohlräumen unerläßlich.
• Es ist bekannt, ein Gemisch aus Polyester und Isocyanaten nach dem Mischvorgang noch im Mischgefäß zu belassen, bis der Schaumprozeß den erforderlichen Zustand zum Vergießen der Masse erreicht hat.
• Diese Methode birgt die Gefahr in sich, daß trotz Beobachtung des Schaum prozesses die Schaumbildung infolge Rückmischung aussetzt oder abbricht.
• Dieser Nachteil wird dadurch behoben, daß das Gemisch erfindungsgemäß in Abhängigkeit von einer unter Verwendung eines Temperaturfühlers einstellbaren und auf den Kolbenantrieb wirksamen Reaktionstemperatur in die Hohlräume ausgestoßen wird.
• Der Zeitpunkt des Ausstoßes ist also nicht mehr von der subjektiven Beobachtung abhängig, sondern wird exakt durch die am Fühler für das jeweilige Gemisch eingestellte Reaktionstemperatur bestimmt, so daß das ganze Ausschäumverfahren mit großer Sicherheit vor sich geht. Dem jeweiligen Gemisch wird also vor dem Eintragen in die Hohlräume eine vom Reaktionsverhalten des Gemisches abhängige Verweilzeit im Zylinder gelassen und das Gemisch erst bei Eintritt der geforderten sahnigen Schaumstruktur nach Maßgabe des Temperaturfühlers schlagartig in den auszuschäumenden Hohlraum ausgestoßen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Zylinder mit hin- und hergehendem Ausstoßkolben und ist dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder oder am Kolbenboden ein Kontakttemperaturfühler angeordnet ist, der über ein Relais den Kolbenantrieb in Bewegung setzt.
• Das aus der Mischvorrichtung, z. B. einem tragbaren Mischkopf, austretende, noch nicht in Reaktion befindliche Gemisch füllt den gegebenen Zylinderraum nicht vollkommen aus, so daß beim Fortschreiten der Reaktion eine Ausdehnung des Gemisches möglich ist.
• Mit Beginn der Reaktion des im Zylinder befindlichen Reaktionsgemisches steigt die Temperatur des Gemisches je nach Art des Gemisches, z. B. für ein Hartpolyurethan-Schaumstoff-Gemisch, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines Polyesters aus 5 Mol Adipinsäure, I Mol Phthalsäureanhydrid, 8 Mol Hexantriol, 2 Gewichtsteilen Kieselsäure-Aerogel, 1 Gewichtsteil Hexahydrodimethylanilin, 3 Gewichtsteilen eines sulfonierten Rizinusöls mit 540/, Wasser, 85 Gewichtsteilen Toluylendiisocyanat, von 20 bis 80"C innerhalb von 2 Sekunden. Bei Erreichen der gewünschten Reaktionstemperatur von z. B. 70"C spricht das Kontaktthermometer am Kolbenboden an und setzt über ein Relais den Kolbenantrieb in Bewegung. Beim Ausstoß wird durch Entspannung des Gemisches an der Zylinderaustrittsöffnung zum Hohlkörper dem Gemisch schlagartig eine für das Ausschäumen des Hohlkörpers erforderliche sahnige Struktur erteilt.
• Die Mischvorrichtung zur Erzeugung des Schaumstoffgemisches kann auch aus einem Zylinder bestehen, dessen Ausstoßkolben mit einer.ringförmigen Quernut, von der im Kolbenboden ausmündende Bohrungen für die Zufuhr einer Komponente ausgehen, versehen ist und in dessen Wand Eintrittsöffnungen für die Zufuhr der übrigen Reaktionskomponenten angeordnet sind. Dieser Zylinder, in dem die Mischung der Komponenten stattfindet, ist darum gleichzeitig der Verweilraum, in dem die Reaktion des Gemisches vor sich geht, bevor das Gemisch in die Formen oder Hohlkörper ausgestoßen wird.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens schematisch dargestellt.
• Abb. 1 zeigt eine Ausstoßvorrichtung mit angeschlossenem Mischkopf und Abb. 2 eine Ausstoßvorrichtung, die gleichzeitig Mischvorrichtung und Reaktionsraum ist; Abb. 3 stellt einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie A-B in Abb. 2 dar.
• In Abb. 1 bedeutet 1 den mit Schaumstoff auszufüllenden Hohlkörper, 2 den Zylinder und 3 den Ausstoßkolben. An den Zylinderraum 2 ist der tragbare Düsenmischkopf 4, in dem die Mischung der einzelnen Komponenten vorgenommen wird, angeschlossen.
• Mit 5 und 6 sind am Zylinder 2 angeordnete Ventile bezeichnet. 7 bedeutet ein am Kolbenboden angebrachtes Kontaktthermometer. Der Eintrag des reaktionsfähigen Gemisches in den Zylinder 2 erfolgt mittels Mischkopf 4 über VentilS, das geschlossen wird, nachdem das zur Ausschäumung des Hohlkörpers erforderliche Füllgewicht des dünnflüssigen Gemisches in den Zylinder 2 eingebracht ist. Das dünnflüssige, reaktionsfähige Gemisch, das den Zylinder 2 nur zum Teil ausfüllt, bleibt eine gewisse Zeit im Zylinder, reagiert unter Temperaturerhöhung und erhält während der Reaktion die erforderliche schäumige Struktur und Volumenvergrößerung. Nachdem die notwendige Reaktionstemperatur erreicht ist, spricht das auf eine bestimmte Temperatur eingestellte Kontaktthermometer 7 an und löst den Kolbenausstoßvorgang und das Öffnen des Ventils 6 aus.
• Nach dem Füllen des Hohlkörpers 1 wird das Ventil 6 wieder geschlossen, der Kolben 3 bewegt sich wieder abwärts, und das Ventil 5 wird zur erneuten Ein- tragung des reaktionsfähigen Gemisches durch den Mischkopf 4 wieder geöffnet.
• Die Misch- und Reaktionsvorrichtung gemäß Abb. 2 besteht aus einem Zylinder 8, in dem ein Kolben 9 mittels eines besonderen hydraulisch angetriebenen Kolbens 10 auf und ab bewegt wird. Der Kolben 9 ist mit einer Ringnut 12 versehen, von der Bohrungen 11 ausgehen, die auf der dem Kolbenantrieb entgegengesetzten Seite im Kolben boden ausmünden. In das Innere des Zylinders 8 münden Leitungen 13 und 14 für die Zufuhr der Reaktionskomponenten. Im Zylinderboden in der Nähe des Ausstoßventils 6 ist ein Kontaktthermometer 15 angeordnet. In Abb. 3 ist die Lage dieser Leitungen dargestellt. In der äußeren Totpunktstellung des Kolbens 9 wird durch die Leitung 13 eine Reaktionskomponente, z. B. Polyester, in die Ringnut 12 unter Druck eingeführt und durch die Bohrungen 11 in den Zylinderraum oberhalb des Kolbens gepreßt; gleichzeitig werden quer zu den aus den Bohrungen 11 austretenden Strahlen durch die Leitungen 14 in den Zylinderraum die übrigen Reaktionskomponenten, z. B. Polyisocyanat, Beschleuniger und/oder Vernetzer, in diese Polyesterstrahlen injiziert und mit diesen gemischt. Das dünne reaktionsfähige Gemisch bleibt so lange im Zylinder, bis es die notwendige Reaktionstemperatur erreicht hat und das Kontaktthermometer 15 anspricht, worauf es dann mittels des Kolbens nach Öffnung des Ventils 6 in das Innere des Hohlkörpers 1 ausgestoßen wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Ausschäumen von Hohlräumen mit Schaumstoffen, die durch Vermischen mehrerer Komponenten erzeugt und unter Verwendung eines mit Ausstoßkolben versehenen Zylinderraumes einer Nachreaktion unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch in Abhängigkeit von einer unter Verwendung von Temperaturfühlern einstellbaren und auf den Kolbenantrieb wirksamen Reaktionstemperatur in die Hohlräume ausgestoßen wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Zylinder mit hin- und hergehendem Ausstoßkolben, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder oder am Kolbenboden ein Kontakttemperaturfühler angeordnet ist, der über ein Relais den Kolbenantrieb in Bewegung setzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 890 713.