AT525186A1 - Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikelschaummaterials - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aufschäumvorrichtung (1) zum Aufschäumen eines ex- pansionsfähigen Partikelschaummaterials (2) mit einem Aufschäumofen (6), wel- cher einen Innenraum (5) zur Aufnahme des expansionsfähigen Partikelschaum- materials (2) aufweist, wobei ein Strahler (11) ausgebildet ist, welcher im Innen- raum (5) des Aufschäumofens (6) angeordnet ist, und wobei eine Fördervorrich- tung (4) mit einer Förderoberfläche (13) ausgebildet ist, welche zum Durchführen eines an der Förderoberfläche (13) aufgenommenen Partikelschaummaterials (2) in einer Förderrichtung (14) durch den Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) dient.
Description
sionsfähigen Partikelschaummaterials.
Polymerschäume, insbesondere aus Polystyrol (PS), erythropoetische Protoporphyrie (EPP) oder Expandiertes thermoplastisches Polyurethan (eTPU) werden in einem mehrstufigen Verfahren vom Ausgangsprodukt, einem Polystyrol-Granulat bzw. Polystyrol-Perlen, zum fertigen Schaumteil, bspw. Wärmedämmplatten, Wärmedämm-Formteile oder Transportverpackungen, insbesondere in Fahrzeugen, zur Strukturversteifung, zur Geräuschdämmung, oder zur Gewichtsreduzierung verarbeitet. In einem Vorschäumprozess wird das treibmittelbeladene Granulat unter einer Volumensvergrößerung zu Schaumperlen bzw. dem Schaum-Zwischenprodukt vorgeschäumt, wobei dieses Schaum-Zwischenprodukt ganz wesentlich die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Endprodukts bestimmt. Ein Polymerschaum, insbesondere ein Polystyrol-Partikelschaumstoff, ist bei der Wärmedämmung von Altbauten bzw. Neubauten, derzeit der wichtigste Werkstoff. Im Zuge weiterer gesetzlicher Vorgaben wird eine immer bessere Wärmedämmung von Gebäuden gefordert, welche durch eine Erhöhung der Dicke der Wärmedämmschicht erreicht werden kann, oder es wird die Wärmeleitfähigkeit des Dämmmaterials reduziert. Für die praktische Anwendung ebenso von Bedeutung ist die mechanische Festigkeit, wobei bekannt ist, dass eine erhöhte Festigkeit mit einem erhöhten Materialeinsatz des Ausgangsstoffes verbunden ist. Eine größere Menge des Ausgangsstoffes verschlechtert jedoch die Wärmedämmeigenschaften, sodass hier ein Kompromiss gefunden werden muss. Aus der Literatur ist ferner bekannt, dass sich die Wärmeleitfähigkeit durch Vergrößerung des
Verhältnisses Zelle / Wandstärke reduzieren lässt. Dadurch wird es ermöglicht, die
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jeren.
Aus der EP 0 348 372 B1, der US 3,015,479 A, der AT 518 099 A1 und der DE 10 2013 225 132 A1 sind diverse Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Partikelschaummaterialen bekannt. Diese Verfahren und Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass nur ein unzureichendes Aufschäumergebnis und somit eine
zu hohe Dichte des Materials erreicht werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stel-
len, mittels derer ein verbessertes Aufschäumergebnis erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprü-
chen gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikelschaummaterials ausgebildet. Die Aufschäumvorrichtung umfasst einen Aufschäumofen, welcher einen Innenraum zur Aufnahme des expansionsfähigen Partikelschaummaterials aufweist, wobei ein Strahler ausgebildet ist, welcher im Innenraum des Aufschäumofens angeordnet ist, und wobei eine Fördervorrichtung mit einer Förderoberfläche ausgebildet ist, welche zum Durchführen eines an der Förderoberfläche aufgenommenen Partikelschaummaterials in ei-
ner Förderrichtung durch den Innenraum des Aufschäumofens dient.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bringt den Vorteil mit sich, dass damit ein ver-
bessertes Aufschäumergebnis von Partikelschaummaterial erzielt werden kann.
Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn der Innenraum des Aufschäumofens an einer Oberseite durch den Strahler begrenzt wird und an einer Unterseite durch die Förderoberfläche der Fördervorrichtung begrenzt wird und seitlich durch ein erstes Reflexionselement und ein zweites Reflexionselement begrenzt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Reflexionselemente die Strahlung des
Strahlers reflektiert werden kann und eine gleichmäßige Strahlung auf das Parti-
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chen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Reflexionselemente in Form von verspiegelten Blechen ausgebildet sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass derart ausgebildete Reflexionselemente einfach herzustellen sind und dar-
über hinaus robust sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Reflexionselement und das zweite Reflexionselement jeweils in einem spitzen Winkel zum Strahler angeordnet sind, wobei ein erster Abstand zwischen dem ersten Reflexionselement und dem zweiten Reflexionselement im Bereich des Strahlers größer ist, als ein zweiter Abstand zwischen dem ersten Reflexionselement und dem zweiten Reflexionselement im Bereich der Fördervorrichtung, insbesondere dass das erste Reflexionselement und das zweite Reflexionselement jeweils in einem Winkel zwischen 70° und 98°, insbesondere zwischen 90° und 95°, bevorzugt zwischen 92,5° und 94,5° zum Strahler angeordnet sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass bei einer derartigen Anordnung der Reflexionselemente eine überraschend gleichmäßig und überraschend gute Wärmeeinbringung in das Partikelschaummaterial erreicht werden
kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass an der Förderoberfläche der Fördervorrichtung Aufnahmemulden ausgebildet sind, wobei die Aufnahmemulden jeweils zur Aufnahme eines einzelnen Partikels des Partikelschaummaterials dienen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass für jeden Partikel des Partikelschaummaterials erreicht werden kann, dass dieser im nicht aufgeschäumten Zustand nicht an benachbarten Partikeln anliegt. Dadurch kann eine ungleichmäßige Aufschäumung der einzelnen Partikel bzw. eine Verformung der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials während dem Aufschäumvorgang hintangehalten
werden.
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mm und 2,5 mm beträgt.
Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Tiefe der Aufnahmemulde zwischen 0,1 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 0,3 mm und 2 mm, bevorzugt zwischen
0,6 mm und 1,5 mm beträgt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass ein Oberflächendurchmesser der Aufnahmemulde zwischen 0,2 mm und 4 mm, insbesondere zwischen 0,3 mm und 2
mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1,2 mm beträgt.
Besonders eine nach obigen Angaben ausgeprägte Aufnahmemulde bringt den überraschenden Vorteil mit sich, dass nur ein einzelner Partikel des Partikelschaummaterials in der jeweiligen Aufnahmemulde aufgenommen wird, um eine entsprechend vereinzelte Bereitstellung der Partikel des Partikelschaummaterials
an der Förderoberfläche zu erreichen.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass eine Netzstruktur ausgebildet ist, welche die Aufnahmemulden definiert. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Netzstruktur zur Aufnahme der einzelnen Partikel des
Partikelschaummaterials dienen kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass unterhalb der Netzstruktur ein Förderboden ausgebildet ist, wobei die Netzstruktur relativ zum Förderboden verschoben wird. Dadurch kann erreicht werden, dass die einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials durch die Netzstruktur geführt werden und am Förderboden aufliegen bzw. am Förderboden abrollen. Durch das Abrollen der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials am Förderboden kann eine umfänglich gleichmäßige Erwärmung und somit gleichmäßige Aufschäumung der Partikel des Partikel-
schaummaterials erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Förderoberfläche der Förder-
vorrichtung ein thermisch aktivierbares Material umfasst, welches derart ausgebil-
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nen Partikel des Partikelschaummaterials anpassen kann.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn mehrere Zuführkanäle ausgebildet sind, wobei die Zuführkanäle in Förderrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Zuführkanäle jeweils mit einer Reihe von Aufnahmemulden ausgerichtet sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Partikel des Partikelschaummaterials mittels der Zuführkanäle gezielt in die Aufnahmemulden gelenkt werden
können bzw. in diesen platziert werden können.
Weiters ist es denkbar, dass oberhalb der Zuführkanäle ein Schüttbehälter ausgebildet ist, in welchem die einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials eingeschüttet werden können. Die Zuführkanäle können direkt an den Schüttbehälter
angeschlossen sein.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Zuführkanäle mit einer Rüttelvorrichtung gekoppelt sind, mittels welcher die Zuführkanäle in Schwingung versetzt werden können. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme die im Schüttbehälter aufgegebenen Partikel einfach vereinzelt und in
den Zufuhrkanal befördert werden können.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zuführkanäle jeweils einen Zuführkanaldurchmesser aufweisen, und dass die Partikel des Partikelschaummaterials einen Partikeldurchmesser aufweisen, wobei der Zuführkanaldurchmesser zwischen 100,1% und 199%, insbesondere zwischen 105% und 170%, bevorzugt zwischen 110% und 130% des Partikeldurchmessers beträgt. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass die einzelnen Partikel des Partikelschaumma-
terials im Zuführkanal gut vereinzelt werden können.
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schaummaterials auf die Förderoberfläche erreicht werden.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Partikeldurchmesser zwischen 51 % und 99,9 %, insbesondere zwischen 70 % und 98 %, bevorzugt zwischen 80 % und 90 % des Zuführkanalabstandes beträgt. Bei einer derartigen Ausbildung kann auch eine Vereinzelung der Partikel des Partikelschaummaterials erreicht werden, wenn die Förderoberfläche als zumindest be-
reichsweise ebene Fläche ausgebildet ist, welche keine Mulden aufweist.
In einer ersten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Förderoberfläche der Fördervorrichtung an einem umlaufenden Band ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein derartiges Band in Form eines metalli-
schen Bandes, insbesondere in Form eines Edelstahlbandes ausgebildet ist.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Förderoberfläche der Fördervorrichtung an einer flächigen Transportvorrichtung, insbesondere an einem Auflageblech, ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass im Auflageblech Aufnahmemulden in Form einer Perforierung von mehreren
Löchern ausgebildet ist.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass in Förderrichtung gesehen zumindest eine erste Ebene und eine zweite Ebene von Aufnahmemulden ausgebildet sind, wobei die einzelnen Aufnahmemulden der ersten Ebene in mehreren Reihen angeordnet sind und wobei die einzelnen Aufnahmemulden der
zweiten Ebene in mehreren Reihen angeordnet sind. Dies bringt den Vorteil mit
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materials auf der Förderoberfläche erreicht werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass in einem Aufgabebereich ein Abstreifer ausgebildet ist, wobei der Abstreifer in einem Abstreiferabstand zur Förderoberfläche der Fördervorrichtung angeordnet sind, wobei der Partikeldurchmesser zwischen 50% und 99,9%, insbesondere zwischen 70% und 97%, bevorzugt zwischen 85% und 92% des Abstreiferabstandes beträgt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass mittels des Abstreifers eine Vereinzellung der Partikel des Partikelschaummaterials an der Förderoberfläche der Förder-
vorrichtung erreicht werden kann.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn eine Kühlvorrichtung ausgebildet ist, welche zum Abkühlen des Partikelschaummaterials dient. Dadurch kann eine überraschende Verbesserung der Aufschäumqualität des Partikelschaummaterials erreicht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung im Bereich der Fördervorrichtung ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung an einer Unterseite eines Förderbandes, insbesondere an der zur Förderoberfläche gegenüberliegenden Seite des Förderbandes ange-
ordnet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Trennvorrichtung ausgebildet ist, welche zum voneinander trennen von einzelnen Partikeln des Partikelschaummaterials dient. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Trennvorrichtung zusammenhaftende Partikel des Partikelschaummaterials einfach voneinander getrennt werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Trennvorrichtung in Form einer Stachelwalze ausgebildet ist, welche zum Aufbrechen von Parti-
kelagglomeraten dient.
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass die Trennvorrichtung
zum Trennen von einzelnen aufgeschäumten Partikeln des Partikelschaummaterials dient, wobei die Trennvorrichtung nach dem Strahler angeordnet ist. Alternativ dazu oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die Trennvorrichtung zum Trennen
von noch aufzuschäumenden Partikeln des Partikelschaummaterials dient, wobei
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durch Luftstöße erfolgen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass ein Zwischenspeicher und ein weiterer Aufschäumofen ausgebildet sind, wobei in der Förderrichtung gesehen, der Zwischenspeicher dem Aufschäumofen nachfolgend angeordnet ist und der weitere Aufschäumofen dem Zwischenspeicher nachfolgend angeordnet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das voraufgeschäumte Partikelschaummaterial im Zwischenspeicher abgekühlt werden kann bzw. in diesem eine Ruhezeit verbrin-
gen kann, um ein verbessertes Aufschäumergebnis zu erreichen.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass eine Rüttelvorrichtung ausgebildet ist, welche auf die Förderoberfläche der Fördervorrichtung wirkt. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass sich die einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials während dem Fördern drehen können, um eine gleichmäßige Bestrahlung der Partikel und somit eine gleichmäßige Erwärmung der Partikel erreichen zu können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rüttelvorrichtung zum Abgeben einer Ultraschallschwingung ausgebildet ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass der Strahler in Form eines Infrarotstrahlers ausgebildet ist. In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Strahler in Form einer sonstigen eine Wärmeenergie abstrahlenden Vorrich-
tung ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikelschaummaterials in Form eines Granulats aus einzelnen Partikeln vorgesehen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Aufbringen des Partikelschaummaterials auf eine Förderoberfläche einer Fördervorrichtung;
- Einbringen des Partikelschaummaterials in einen Innenraum eines Aufschäumo-
fens mittels der Fördervorrichtung;
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schäumofens.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass damit ein ver-
bessertes Aufschäumergebnis von Partikelschaummaterial erzielt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass nach dem Herausführen des Partikelschaummaterials aus dem Innenraum des Aufschäumofens das Partikelschaummaterial in einem Zwischenspeicher zwischengespeichert wird und anschließend in einen weiteren Aufschäumofen geführt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das voraufgeschäumte Partikelschaummaterial im Zwischenspeicher abgekühlt werden kann bzw. in diesem eine Rastzeit verbringen kann, um ein
verbessertes Aufschäumergebnis zu erreichen.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung auch vorteilhaft als Tablare oder gekoppelte Felder ausgeführt sind. Diese können auch seitlich oder quer zur Förderrichtung verlagert werden, z.b gestapelt werden. Damit kann die Förderlänge verringert werden, Pufferplätze geschaffen oder Kühlstationen be-
schickt werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Tablare oder Elemente der Fördervorrichtung, welche die Förderoberfläche bilden mit einem im Kühlkreislauf betriebenen
Kühlmedium gekühlt werden.
Insbesondere ist es hierbei von Vorteil, wenn die Partikel des Partikelschaummaterials mittels Kontaktkühlung gekühlt werden. In einer Weiterbildung ist es denk-
bar, dass zur Kühlung ein Sprühnebel des Kühlmediums verwendet wird.
Die Tablare können hierbei nach einem Durchlauf durch den Innenraum des Aufschäumofens außerhalb des Innenraumes des Aufschäumofens zurückgeführt
werden, um somit einen Kreislauf der Förderung der Tablare zu ermöglichen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Tablare oder Felder aus einem umformbaren und/oder pressbaren Material gebildet sind,
um darin Aufnahmemulden und Strukturen formen zu können.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Tablare mit Netzstrukturen gekoppelt sind,
in welchen die Aufnahmemulden ausgebildet sind.
Insbesondere ist es denkbar, dass die Netzstruktur derart ausgeführt ist, dass die
Maschenweite veränderbar ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden
Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 ein Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Aufschäum-
vorrichtung mit einem Aufschäumofen;
Fig. 2 ein Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels der Aufschäumvorrichtung; Fig. 3 eine Detailansicht einer Förderoberfläche mit Aufnahmemulden in ei-
nem Längsschnitt;
Fig. 4 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Fördervor-
richtung mit einer Netzstruktur; Fig. 5 eine Detailansicht eines Zuführkanales;
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Förderoberfläche mit Aufnahmemulden und
mehreren Zuführkanälen;
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufschäumvorrichtung mit dem Aufschäumofen, einem Zwischenspeicher und einem weiteren Auf-
schäumofen.
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Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-
angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Aufschäumvorrichtung 1 zum
Aufschäumen von Partikelschaummaterial 2.
Die Aufschäumvorrichtung 1 kann eine Granulatbereitstellungsvorrichtung 3 umfassen, mittels welcher das Partikelschaummaterial 2 auf eine Fördervorrichtung 4
aufgegeben werden kann.
Die Fördervorrichtung 4 kann durch einen Innenraum 5 eines Aufschäumofens 6 verlaufen in welchem das Partikelschaummaterial 2 aufgeschäumt werden kann. Unter Aufschäumen versteht man die Vergrößerung des Volumens des Partikel-
schaummaterials 2.
Der Innenraum 5 des Aufschäumofens 6 kann durch mehrere Wände 7 begrenzt sein, welche für eine Isolierung des Innenraums 5 des Aufschäumofens 6 sorgen
können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in zwei einander gegenüberliegend angeordneten Wänden 7 ist eine Einlassöffnung 8 bzw. eine Auslassöffnung 9 ausgebildet ist, durch welche die Fördervorrichtung 4 geführt ist. Die Einlassöffnung 8 bzw. die Auslassöffnung 9 sind vorzugsweise möglichst klein dimensioniert, Sodass sie möglichst eng an der Fördervorrichtung 4 bzw. am an der Fördervorrichtung 4 aufgenommenen Partikelschaummaterial 2 ausgebildet sind. Dadurch kann ein Luftaustausch zwischen dem Innenraum 5 des Aufschäumofens 6 und der Umgebung des Aufschäumofens 6 weitestgehend unterbunden werden. Somit
kann auch Konvektion zwischen dem Innenraum 5 des Aufschäumofens 6 und
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dem Außenraum des Aufschäumofens 6 weitestgehend vermieden werden. Dies
führt zu einem besonders guten Aufschäumergebnis.
Weiters kann eine Entnahmevorrichtung 10 ausgebildet sein, in welche das aufgeschäumte Partikelschaummaterial 2 mittels der Fördervorrichtung 4 transportiert
werden kann.
Bei der Aufschäumvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 handelt es sich um eine kontinuierlich arbeitende Aufschäumvorrichtung 1. Die Fördervorrichtung 4 kann hierbei in Form eines Bandförderers ausgebildet sein. Eine Förderoberfläche 13 zur Aufnahme des Partikelschaummaterials 2 kann hierbei an einem Förderband ausgebildet sein. Mittels der Fördervorrichtung 4 kann das Partikelschaummaterial 2 in Förderrichtung 14 durch den Aufschäumofen 6
gefördert werden.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung 4 beispielsweise in Form einer Förderschnecke oder in Form eines Kratzbodenförderers ausgebildet ist. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Fördervorrichtung 4 wird
anhand der Fig. 4 beschrieben.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass im Innenraum 5 des Aufschäumofens 6 ein Strahler 11 angeordnet ist, welcher zum Anregen des Aufschäumvorganges des Partikelschaummaterials 2 dient. Der Strahler 11 ist hierbei in Fig. 1 nur schematisch dargestellt. Der Strahler 11 ist in einem Abstand 12 zur
Förderoberfläche 13 der Fördervorrichtung 4 beabstandet.
In einem ersten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Strahler verschiebbar im Innenraum 5 des Aufschäumofens 6 aufgenommen ist, sodass der
Abstand 12 variiert werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, dass der
Strahler 11 fest im Innenraum 5 des Aufschäumofens 6 aufgenommen ist.
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Der Strahler 11 kann als Infrarotstrahler ausgebildet sein, welcher in der Regel ein Metallgehäuse umfasst, das für die nötige Stabilität sorgt. Im Metallrahmen ist Isolationsmaterial integriert, welches den Energiefluss zur Strahlerrückseite blockiert. Durch eine gewellte Metallfolie als Widerstandsmaterial, ist für eine große Abstrahlfläche gesorgt. Meist folgt frontseitig noch ein Schutzgitter, das vor mechanischer Beschädigung und Berührung schützt. Ein so aufgebauter IR-Strahler zeichnet sich durch eine flächige Strahlung aus. Ein solcher Strahler 11 kann beispielsweise mit einer Temperatur von 850°C betrieben werden, was einer Wellenlänge
von ca. 3,5um entspricht.
Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Partikelschaummaterial 2 einzelne Partikel 15 umfasst. Die Partikel 15 weisen einen Partikeldurchmesser 16 auf. Wie aus Fig. 1 gut ersichtlich, kann sich der Partikeldurchmesser 16 durch das Erwärmen bzw. durch das Bestrahlen des Partikelschaum-
materials 2 vergrößern.
Weiters kann vorgesehen sein, dass in einem Aufgabebereich 17 ein Abstreifer 18 ausgebildet ist. Der Abstreifer 18 kann in einem Abstreiferabstand 19 zur Förderoberfläche 13 der Fördervorrichtung 4 angeordnet sein. Insbesondere kann der Abstreifer 18 dazu dienen, um die Verteilung der einzelnen Partikel 15 des Parti-
kelschaummaterials 2 auf der Förderoberfläche 13 zu regulieren.
Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Kühlvorrichtung 20 ausgebildet ist, welche zum Abkühlen des Partikelschaummaterials 2 dient. Die Kühlvorrichtung 20 kann in der Förderrichtung 14 gesehen dem Strahler 11 nachfolgend angeordnet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung 20 unterhalb der Förderoberfläche 13 angeordnet ist., um das Partikelschaummaterial 2 von unten kühlen zu können. In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung 20 zur di-
rekten Kühlung des Partikelschaummaterials 2 von oben ausgebildet ist.
Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass im Aufgabebereich
17 und/oder dem Strahler 11 nachfolgend eine Trennvorrichtung 21 ausgebildet
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ist, welche zum voneinander trennen von einzelnen Partikeln 15 des Partikelschaummaterials 2 dient. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Trennvor-
richtung 21 als mechanische Trennvorrichtung ausgebildet.
In der Fig. 2 ist die Aufschäumvorrichtung 1 in einer Querschnittdarstellung gemäß der Schnittlinie Il-Il in Fig. 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Figur 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Figur 1 hingewiesen bzw. Bezug ge-
nommen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass seitlich zur Fördervorrichtung 4 ein erstes Reflexionselement 22 und ein zweites Reflexionselement 23 positioniert sind. Die Reflexionselemente 22, 23 dienen zum Reflektieren der vom Strahler 11 abgestrahlten Strahlung, um somit eine gleichmäßige Einwirkung der
Strahlung an der Förderoberfläche 13 erreichen zu können.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Reflexionselemente 22, 23 V-förmig zueinander angeordnet sind, sodass ein erster Abstand 24 zwischen dem ersten Reflexionselement 22 und dem zweiten Reflexionselement 23 im Bereich des Strahlers 11 größer ist, als ein zweiter Abstand 25 zwischen dem ersten Reflexionselement 22 und dem zweiten Reflexionselement 23 im Bereich der För-
dervorrichtung 4.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das erste Reflexionselement 22 in einem ersten Winkel 26 zum Strahler 11 angeordnet ist. Der erste Winkei 26 wird hierbei an der dem zweiten Reflexionselement 23 zugewandten Seite gemessen. Weiters kann vorgesehen sein, dass das zweite Reflexionselement 23 in einem zweiten Winkel 27 zum Strahler 11 angeordnet ist. Der zweite Winkel 27 wird hierbei an der dem ersten Reflexionselement 22 zugewandten Seite gemes-
sen.
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In der Fig. 3 ist eine Detailansicht einer Förderoberfläche 13 mit Aufnahmemulden 28 in einem Längsschnitt gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 hingewie-
sen bzw. Bezug genommen.
Fig. 3 zeigt in einer Detailansicht die Förderoberfläche 13, wobei die Förderoberfläche 13 derart dargestellt ist, dass im Förderfluss ein nicht aufgeschäumtes Partikel 15 dargestellt ist und rechtes daneben ein bereits aufgeschäumtes Partikel 15 dargestellt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass an der Förderoberfläche 13 Aufnahmemulden 28 ausgebildet ist, welche zur Aufnahme der
einzelnen Partikel 15 des Partikelschaummaterials 2 dienen.
Die Aufnahmemulden 28 können kugelkalottenförmig bzw. in Form eines Kugelabschnittes ausgebildet sein und einen Radius 29 aufweisen. Weiters können die Aufnahmemulden 28 eine Tiefe 30 aufweisen. Weiters können die Aufnahmemulden 28 einen Oberflächendurchmesser 31 aufweisen. Der Oberflächendurchmesser 31 ist jener Durchmesser, welcher am äußersten Punkt der Förderoberfläche
13 anliegt.
In der Darstellung nach Fig. 3 ist die Fördervorrichtung 4 bzw. die Förderoberfläche 13 genau durch den Mittelpunkt einer der Aufnahmemulden 28 geschnitten
dargestellt.
Wie aus Fig. 3 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass ein Abstreifer 18 vorgesehen ist, wobei ein Abstreiferabstand 19 derart bemessen ist, dass das Partikel 15, wenn es sich in der Aufnahmemulde 28 befindet, unter dem Abstreifer 18 durchgelassen wird und das Partikel 15, wenn es sich außerhalb der Aufnahmemulde 28 befindet, vom Abstreifer 18 zurück gehalten wird, sodass es nicht in der Förderrichtung 14 gefördert werden kann, bis eine weitere freie Aufnah-
memulde 28 in den Bereich des Partikels 15 verschoben wird.
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Wie aus Fig. 3 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Rüttelvorrichtung 44 ausgebildet ist, welche auf die Förderoberfläche 13 der Fördervorrichtung 4 wirkt.
In der Fig. 4 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Fördervorrichtung 4 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug
genommen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung 4 eine Netzstruktur 32 umfasst, mittels welcher die einzelnen Partikel 15 auf Abstand gehalten werden und mittels welcher die Partikel 15 in der Förderrichtung 14 verschoben werden können. Hierbei können die einzelnen Partikel 15 an einem feststehenden Förderboden 33 aufliegen, sodass sie am Förderboden 33 abrollen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch die Netzstruktur 32 Aufnah-
memulden 28 ausgebildet sind, welche eine Erstreckung 34 aufweisen.
In der Fig. 5 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Aufschäumvorrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 hingewiesen bzw.
Bezug genommen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass ein Zuführkanal 35 ausgebildet ist, welcher zum Zuführen der einzelnen Partikel 15 auf die Förderoberfläche 13 dient. Der Zuführkanal 35 kann mit einem Schüttbehälter 36 gekoppelt sein, in welchem die einzelnen Partikel 15 aufgegeben werden können. Weiters kann vorgesehen sein, dass der Zuführkanal 35 zylindrisch ausgebildet ist und einen Zuführkanaldurchmesser 37 aufweist. Der Zuführkanal 35 kann in einem Zuführka-
nalabstand 38 zur Förderoberfläche 13 angeordnet sein. Der Zuführkanalabstand
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38 kann derart bemessen sein, dass das Partikel 15, wenn es sich in der Aufnahmemulde 28 befindet, unter dem Zuführkanal 35 durchgelassen wird und das Partikel 15, wenn es sich außerhalb der Aufnahmemulde 28 befindet, vom Zuführkanal 35 zurück gehalten wird, sodass es nicht in der Förderrichtung 14 gefördert werden kann, bis eine weitere freie Aufnahmemulde 28 in den Bereich des Parti-
kels 15 verschoben wird.
In der Fig. 6 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Aufschäumvorrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 5 hingewiesen bzw.
Bezug genommen.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Förderoberfläche 13 der Fördervorrichtung 4. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Aufnahmemulden 28 in mehreren Reihen 39 angeordnet sind. Weiters kann vorgesehen sein, dass in Förderrichtung gesehen zumindest eine erste Ebene 40 und eine zweite Ebene 41 von Aufnahmemulden 28 ausgebildet sind. Durch das Ausbilden einer ersten Ebene 40 und einer zweiten Ebene 41 von Aufnahmemulden 28 kann
die Aufnahmekapazität der Förderoberfläche 13 erhöht werden.
Wie aus Fig. 6 weiters ersichtlich, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass quer zur Förderrichtung 14 über die Breite der Fördervorrichtung 4 verteilt, mehrere Zuführkanäle 35 angeordnet sind, wobei die einzelnen Zuführkanäle 35 mit den Reihen 39 der Aufnahmemulden 28 ausgerichtet sind. Die einzelnen Zuführkanäle 35 können hierbei ebenfalls in mehreren Ebenen aufgeteilt angeordnet sein. Weiters kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Zuführkanäle 35 mit einem gemeinsamen Schüttbehälter 36 gekoppelt sind. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Zuführkanäle 35 und/oder der Schüttbehälter 36 zur Vereinzelung der Partikel 15
mit einer Schwingung beaufschlagt werden.
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In der Fig. 7 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Aufschäumvorrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 hingewiesen bzw.
Bezug genommen.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass in der Förderrichtung 14 gesehen, dem Strahler 11 nachfolgend ein Zwischenspeicher 42 angeordnet ist, welcher zum Zwischenspeichern bzw. zum Abkühlen der Partikel 15 dient. Dem Zwischenspeicher 42 nachfolgend kann ein weiterer Aufschäumofen 43 angeord-
net sein.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen
Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zu-
grundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend
von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtli-
che Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden
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bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert
und/oder verkleinert dargestellt wurden.
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Bezugszeichenliste
Aufschäumvorrichtung Partikelschaummaterial Granulatbereitstellungsvorrichtung Fördervorrichtung Innenraum Aufschäumofen
Wand
Einlassöffnung Auslassöffnung Entnahmevorrichtung Strahler
Abstand Förderoberfläche Förderrichtung
Partikel Partikeldurchmesser Aufgabebereich Abstreifer Abstreiferabstand Kühlvorrichtung Trennvorrichtung
erstes Reflexionselement zweites Reflexionselement erster Abstand
zweiter Abstand
erster Winkel
zweiter Winkel Aufnahmemulde
Radius Aufnahmemulde
30 31
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
Tiefe Aufnahmemulde Oberflächendurchmesser Aufnahmemulde Netzstruktur Förderboden Erstreckung
Zuführkanal Schüttbehälter Zuführkanaldurchmesser Zuführkanalabstand Reihe
erste Ebene
zweite Ebene Zwischenspeicher weiterer Aufschäumofen
Rüttelvorrichtung
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Claims (17)
1. Aufschäumvorrichtung (1) zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikelschaummaterials (2) mit einem Aufschäumofen (6), welcher einen Innenraum (5) zur Aufnahme des expansionsfähigen Partikelschaummaterials (2) aufweist, wobei ein Strahler (11) ausgebildet ist, welcher im Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) angeordnet ist, und wobei eine Fördervorrichtung (4) mit einer Förderoberfläche (13) ausgebildet ist, welche zum Durchführen eines an der Förderoberfläche (13) aufgenommenen Partikelschaummaterials (2) in einer Förder-
richtung (14) durch den Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) dient.
2. Aufschäumvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) an einer Oberseite durch den Strahler (11) begrenzt wird und an einer Unterseite durch die Förderoberfläche (13) der Fördervorrichtung (4) begrenzt wird und seitlich durch ein erstes Reflexi-
onselement (22) und ein zweites Reflexionselement (23) begrenzt wird.
3. Aufschäumvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reflexionselement (22) und das zweite Reflexionselement (23) jeweils in einem spitzen Winkel zum Strahler (11) angeordnet sind, wobei ein erster Abstand (24) zwischen dem ersten Reflexionselement (22) und dem zweiten Reflexionselement (23) im Bereich des Strahlers (11) größer ist, als ein zweiter Abstand (25) zwischen dem ersten Reflexionselement (22) und dem zweiten Reflexionselement (23) im Bereich der Fördervorrichtung (4), insbesondere dass das erste Reflexionselement (22) und das zweite Reflexionselement (23) jeweils In einem Winkel (26, 27) zwischen 70° und 98°, insbesondere zwischen 90° und 95°,
bevorzugt zwischen 92,5° und 94,5° zum Strahler (11) angeordnet sind.
4. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Förderoberfläche (13) der Fördervorrichtung
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(4) Aufnahmemulden (28) ausgebildet sind, wobei die Aufnahmemulden (28) jeweils zur Aufnahme eines einzelnen Partikels (15) des Partikelschaummaterials (2) dienen.
5. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Netzstruktur (32) ausgebildet ist, welche die
Aufnahmemulden (28) definiert.
6. Aufschäumvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderoberfläche (13) der Fördervorrichtung (4) ein thermisch aktivierbares Material umfasst, welches derart ausgebildet ist, dass sich eine Er-
streckung (34) der Aufnahmemulden (28) bei Erwärmung vergrößert.
7. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zuführkanäle (35) ausgebildet sind, wobei die Zuführkanäle (35) in Förderrichtung (14) gesehen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Zuführkanäle (35) jeweils mit einer Reihe (39) von Aufnahmemul-
den (28) ausgerichtet sind.
8. Aufschäumvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführkanäle (35) jeweils einen Zuführkanaldurchmesser (37) aufweisen, und dass die Partikel (15) des Partikelschaummaterials (2) einen Partikeldurchmesser (16) aufweisen, wobei der Zuführkanaldurchmesser (37) zwischen 100,1% und 199%, insbesondere zwischen 105% und 170%, bevorzugt zwischen 110% und 130% des Partikeldurchmessers (16) beträgt.
9. Aufschäumvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführkanäle (35) jeweils in einem Zuführkanalabstand (38) zur Förderoberfläche (13) der Fördervorrichtung (4) angeordnet sind, wobei der Parti-
keldurchmesser (16) zwischen 100,1% und 199%, insbesondere zwischen 105%
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und 170%, bevorzugt zwischen 110% und 130% des Zuführkanalabstandes (38) beträgt.
10. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (14) gesehen zumindest eine erste Ebene (40) und eine zweite Ebene (41) von Aufnahmemulden (28) ausgebildet sind, wobei die einzelnen Aufnahmemulden (28) der ersten Ebene (40) in mehreren Reihen (39) angeordnet sind und wobei die einzelnen Aufnahmemulden (28) der
zweiten Ebene (41) in mehreren Reihen (39) angeordnet sind.
11. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aufgabebereich (17) ein Abstreifer (18) ausgebildet ist, wobei der Abstreifer (18) in einem Abstreiferabstand (19) zur Förderoberfläche (13) der Fördervorrichtung (4) angeordnet sind, wobei der Partikeldurchmesser (16) zwischen 50% und 99,9%, insbesondere zwischen 70% und 97%, bevorzugt zwischen 85% und 92% des Abstreiferabstandes (19) beträgt.
12. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlvorrichtung (20) ausgebildet ist, welche
zum Abkühlen des Partikelschaummaterials (2) dient.
13. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennvorrichtung (21) ausgebildet ist, welche zum voneinander trennen von einzelnen Partikeln (15) des Partikelschaummaterials (2) dient.
14. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenspeicher (42) und ein weiterer Aufschäumofen (43) ausgebildet sind, wobei in der Förderrichtung (14) gesehen, der
Zwischenspeicher (42) dem Aufschäumofen (6) nachfolgend angeordnet ist und
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der weitere Aufschäumofen (43) dem Zwischenspeicher (42) nachfolgend ange-
ordnet ist.
15. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rüttelvorrichtung (44) ausgebildet ist, welche
auf die Förderoberfläche (13) der Fördervorrichtung (4) wirkt.
16. Verfahren zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikelschaummaterials (2) in Form eines Granulats aus einzelnen Partikeln (15), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Aufbringen des Partikelschaummaterials (2) auf eine Förderoberfläche (13) einer Fördervorrichtung (4);
- Einbringen des Partikelschaummaterials (2) in einen Innenraum (5) eines Aufschäumofens (6) mittels der Fördervorrichtung (4);
- Bestrahlen des Partikelschaummaterials (2) mittels einem im Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) angeordneten Strahlers (11);
- Herausführen des Partikelschaummaterials (2) aus dem Innenraum (5) des Auf-
schäumofens (6).
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Herausführen des Partikelschaummaterials (2) aus dem Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) das Partikelschaummaterial (2) in einem Zwischenspeicher (42) zwischengespeichert wird und anschließend in einen weiteren Aufschäumofen (43) geführt wird.
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