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Die
vorliegende Erfindung betrifft die kontinuierliche Herstellung von
Isolierverbundplatten mit gebogener Formgebung, das heißt, Platten
vom sogenannten "Sandwich"-Typ, bei denen ein
Kern aus Isoliermaterial, im Allgemeinen ein synthetischer Schaum
oder eine Mineralwolle, zwischen zwei Außenflächen eines Bleches angeordnet
ist.
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Diese
Platten werden gewöhnlich
zum Errichten von Gebäudedächern, vorgefertigten
Konstruktionen, industriellen Schutzdächern und dergleichen verwendet;
zu diesem Zweck sind die Außenflächen des
Bleches gewöhnlich
eingekerbt oder gerippt, um die Struktur der Platten zu verstärken und sie
deshalb für
verschiedene Anwendungen geeignet zu machen.
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Die
Einkerbungen oder Rippen werden durch Profilieren von von Rollen
abgewickelten Metallbändern
erhalten, nach der Profilierungsphase wird dann der Isolierkern
aufgebracht.
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Im
Fall von flachen Platten kann dieser Vorgang einfach stromabwärts von
der Profilierungsphase ausgeführt
werden, ohne die Bewegung des Bandes entlang der Fertigungsstraße zu unterbrechen, wodurch
ein einziger kontinuierlicher Prozess bewirkt wird, der durch den
nachfolgenden Durchgang des flachen unfertigen Produktes durch eine
Presse vervollständigt
wird, wo schließlich
die Aufschäumung des
Schaumes stattfindet, offensichtlich wenn der Isolierkern aus Schaum
hergestellt ist.
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Ein
fliegendes Messer, mit dem das Schneiden des unfertigen Produkts
ausgeführt
wird, ist am Ende der Fertigungsstraße angeordnet, sodass Platten
mit den gewünschten
Maßen
erhalten werden.
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Im
Fall der gebogenen Platten ist der Herstellungsprozess anders, d.
h. er ist diskontinuierlich und wird durch separates Profilieren
der Außenflächen des
Bleches ausgeführt,
wie es zum Beispiel im
italienischen
Patent Nr. 1181454 des selben Anmelders wie die vorliegende
Anmeldung offenbart ist, und durch an schließendes Aufbringen des Isoliermaterials
(geschäumtes
Harz, Mineralwolle oder dergleichen) zwischen den Außenflächen.
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Zu
diesem Zweck werden die profilierten und in den gewünschten
Radius gebogenen Außenflächen anschließend auf
geeigneten gebogenen Formen angeordnet, in denen die Schäumung des
Harzes oder die Klebeverbindung der Wolle stattfindet; es ist jedoch
leicht zu erkennen, dass ein gleichartiges Bearbeitungsverfahren
die Produktionszeiten wesentlich verlängert, weil es, um einen nachfolgenden
Bearbeitungsvorgang zu starten, jedes Mal notwendig ist, die zuvor
gebogenen Bleche auf der Form anzuordnen, nachdem eine fertige Platte
entfernt wurde.
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Wenn
weiter berücksichtig
wird, dass diese Vorgänge
in den meisten Fällen
manuell ausgeführt werden,
erscheint es offensichtlich, wie sehr Verbesserungen solch eines
Standes der Technik gebraucht werden.
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Deshalb
ist das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem,
ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von gebogenen Isolierplatten ähnlich dem
für flache
Platten vorzusehen.
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Dieses
Problem wird durch ein Verfahren gelöst, dessen Merkmale in den
der vorliegenden Beschreibung beigefügten Ansprüchen dargelegt sind; die Erfindung
umfasst des weiteren eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung
von gebogenen Platten, deren Merkmale ebenfalls in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
sind.
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Sowohl
das genannte Verfahren als auch die genannte Vorrichtung werden
aus der folgenden, unter Bezugnahme auf ein nichtbeschränkendes
Beispiel der in den beigefügten
Zeichnungen dargestellten Erfindung gegebenen Beschreibung besser
verständlich,
wobei:
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1 eine
allgemeine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
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2 eine
detaillierte Ansicht eines Teiles der Vorrichtung in 1 ist;
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3 eine
Ansicht entlang der Linie III-III der Vorrichtung in 1 ist;
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4 ein
vergrößertes Detail
der Vorrichtung in 2 zeigt;
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5 eine
durch die obige Vorrichtung hergestellte Platte zeigt;
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6 die
Vorrichtung in 1 unter verschiedenen Betriebsbedingungen
zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf diese Figuren ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen
Herstellung von gebogenen Platten mit Außenflächen aus Blech allgemein mit 1 bezeichnet.
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Zu
diesem Zweck sind am Einlass der Vorrichtung zwei Rollen 2 und 3 angeordnet,
von denen entsprechende Windungen eines Bandmetalls 4 und 5 abgerollt
werden und dafür
gesorgt wird, dass sie sich übereinander
durch die Vorrichtung vorwärts
bewegen; stromabwärts
von den Rollen werden an den Bändern 4 und 5 in
einer an sich bekannten Art und Weise mit Hilfe von entsprechenden
Walzenprofilierungsmaschinen 6 und 7 Längsverstärkungsrippen ausgebildet.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung wird das Band 5, das sich in der unteren
Position durch den Apparat vorwärts
bewegt, eingekerbt, um die Außenfläche der
Platten zu bilden, und ist mit vorspringenden trapezförmigen Rippen 8 (siehe 5)
profiliert, während
das obere Band 4, das zum Ausbilden der Innenfläche verwendet
wird, mit flachen Rippen profiliert ist, die die Abweichung von
seinem Vorschubweg nicht behindern, wie es unten besser ersichtlich
wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der Erfindung sind die Profilierungsmaschinen 6 und 7 an einer
Stützkonstruktion 10 angeordnet,
die in einstellbarer Art und Weise geneigt ist; zu diesem Zweck
ist die Stützkonstruktion 10 am
hinteren Ende an einer Säule 11 aufgehängt und
wird an der Vorderseite durch einen Hydraulikzylinder 12 getragen:
Das Verlängern
oder Verkürzen
des Zylinders 12 während des
Betriebes erlaubt infolgedessen das Verändern der Neigung der Konstruktion 10.
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Es
ist offensichtlich, dass das Verfahren zum Verändern der Neigung der Konstruktion 10 auf
verschiedene Art und Weise bewerkstelligt werden könnte, zum
Beispiel durch Vorsehen einer Säule 11 mit
variabler Länge
und durch Einhängen
der Konstruktion an einem feststehenden Träger an der Vorderseite.
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Stromabwärts von
den Profilierungsmaschinen 6 und 7 an der Stützkonstruktion 10 ist
ein Vorwärmofen 14 angeordnet,
wobei die Bänder 4, 5 aus Blech
in dem Ofen 14 erwärmt
werden, um die nachfolgende Schäumung
des durch eine Einspritzvorrichtung 16 eingespritzten Polyurethanschaumes
zu unterstützen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Einspritzvorrichtung 16 mindestens zwei Spritzköpfe, einer
zum Auftragen des Kunstharzes auf das untere Band 5, und
der andere, um es auf das obere Band 4 aufzutragen; vorteilhafterweise
wird das Harz in diesem Fall vorzugsweise auf das obere Band 4 gesprüht, sodass
es daran haftet, ohne auf das untere Band zu fallen. Das Auftragen
des Harzes auf beide Bänder 4, 5 erlaubt
eine schnellere Schäumung
desselben und deshalb eine Reduzierung der Länge der Vorrichtung stromabwärts, wie
es unten besser ersichtlich ist; das Harz könnte jedoch nur auf das untere
Band aufgetragen werden, wie es bei konventionellen Vorrichtungen
geschieht.
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Zwischen
dem Ofen 14 und der Vorrichtung 16 ist eine Station 18 zum
Biegen des unteren Bandes 5 vorhanden; die Station 18 sorgt
für die
Ausbildung von Quervertiefungen in dem Blech, wie sie in 5 sichtbar
sind, die das Biegen des Bandes sogar in dem Fall erlauben, dass
es mit vorstehenden Verstärkungsrippen
profiliert ist.
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Die
an sich bekannte Station
18 umfasst zwei Paare gegenüberliegender
Rollen
18a,
18b, die die zuvor genannten Vertiefungen
in dem Band ausbilden. Natürlich
könnte
die Station
18 anders sein, zu Beispiel wie in dem
italienischen Patent Nr. 1181454 beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung wird das obere Band 14 in der Station 18 nicht
bearbeitet, weil die an ihm vorhandenen Rippen klein sind und das
durch die Durchbiegungsrolle 20, die am Einlass einer endgültig gebogenen
Form 30 angeordnet ist, in der das fortlaufende unfertige
Produkt, aus dem die Platten geschnitten werden, die endgültige Form
annimmt, bewirkte Biegen nicht stört.
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Es
ist jedoch offensichtlich, dass es möglich sein würde, eine
Vorrichtung vorzusehen, bei der das obere Band 4 ebenfalls
gebogen wird, bevor es in die nachfolgende Form 30 eingeführt wird.
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Die
Form 30 wird durch zwei gebogene Längsträger 31 und 32 innerhalb
einer Reihe von Portalen oder Rahmen 33, 34, 35 und 36 getragen, die
im Wesentlichen einen in 1 sichtbaren Stützkäfig 37 bilden.
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Insbesondere
sind Kolben (hydraulische, pneumatische oder elektromechanische
Kolben) 41', 41'', 41''', ... 41n und 42', 42'', 42''',
... 42n in unterschiedlichen Höhenniveaus
an den Stützen
der oben genannten Portale entlang angeordnet, wobei die Kolben
in ihrem vorgeschobenen betriebsbereiten Zustand (sichtbar in 3 nur
für die
höchsten
Kolben 41' und 42') Längsträger 31', 31'', 31''', ... 31n und 32', 32'', 32''',
... 32n halten, auf denen die Form 30 angeordnet
ist.
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Die
Form 30 wird durch eine Reihe verbundener Führungsmodule 45 gebildet,
die zum Führen der
Vorwärtsbewegung
des gebogenen unfertigen Produktes S und zum Anwenden eines Prozesses zum
Aufnehmen des durch die Schäumung
des Polyurethanschaums bewirkten Druckes dienen und dadurch dem
unfertigen Produkt S seine gewünschte Enddicke
zu geben.
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Die
Führungsmodule 45 umfassen
jeweils eine obere Rolle 47 und ein Paar unterer Rollen 48, deren
Außenfläche in Übereinstimmung
mit dem Profil des oberen Bandes 4 und des unteren Bandes 5 geformt
ist. Die unteren Rollen 48 sind in einer an sich gekannten
Art und Weise mit Hilfe von Ketten (in den Zeichnungen nicht gezeigt)
kinematisch verbunden, wodurch sie durch einen Motor 49 und
Riemengetriebe 50 in Rotation versetzt werden können.
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Die
Achsen der oberen und unteren Rollen 47 und 48 werden
vorteilhafterweise durch Platten 51 und 52 an
den Spitzen von Dreiecken gehalten.
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Wie
aus 4 besser zu erkennen ist, sind die Platten 51 und 52 an
den unteren Spitzen jener Dreiecke mit Hilfe von Verbindungselementen 53,
die ebenfalls dreieckförmig
sind, gemeinsam aufgehängt,
um eine Kette zu bilden, die mit dem gekrümmten Verlauf der Längsträger 31 und 32 übereinstimmt.
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Die
Verbindungselemente 53 (in 4 sind nur
jene zwischen den Platten 51 dargestellt, aber natürlich gibt
es auch welche zwischen den Platten 52) sind nicht grundsätzlich notwendig,
um die gelenkige Kette zu erhalten, da die Platten 51 und 52 direkt aneinander
hängen
könnten;
das Vorhandensein dieser Elemente ist jedoch zu bevorzugen, weil
sie einen verringerten Abstand für
die oberen Rollen 47 ermöglichen.
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Um
die Konstruktion der Führungsmodule 45 weiter
zu verstärken,
können
die Platten 51 und 52 in ihrem unteren Teil durch
ein Kreuzstück 54 verbunden
sein.
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Schließlich wird
der zwischen dem oberen Band 4 und dem unteren Band 5 vorhandene
Zwischenraum an den Seiten geschlossen, d. h. in Verbindung mit
den Platten 51 und 52 durch seitliche Verschlussmittel 55 und 56;
die Letzteren sind in der Praxis durchgehende streifenartige Zwischenlagen, die
mit den Bändern 4 und 5 zwischen
den Rollen 47 und 48 parallel vorrücken und
außen
davon ähnlich einem
Förderband
zurückkehren.
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Die
gelenkige Verbindung der Führungsmodule 45 erlaubt,
dass sie entsprechend einem gewünschten
Kurvenradius der hergestellten Platten konfiguriert werden können; mit
anderen Worten, die so ausgebildete Form 30 ist nicht starr
und kann deshalb zum Herstellen von Platten unterschiedlicher Biegung
mit offensichtlichen Vorteilen bezüglich der Kosten und Produktivität der gesamten
Vorrichtung verwendet werden.
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Zu
diesem Zweck wird es in dem Fall, dass Chargen von Platten des gleichen
Typs (das heißt
mit gleicher Dicke und gleichem Profil der Außenflächen), jedoch mit unterschiedlichen
Biegungen, hergestellt werden müssen,
nur notwendig sein, die Kolben 41', 42' der Portale 33–35 zurückzuziehen,
die Längsträger 31', 32' zu verbreitern
und die Form 30 nach unten auf ein anderes Paar der gebogenen Längsträger 31'', 32'', 31''', 32''',
..., abzusenken, die auf einem niedrigeren Niveau angeordnet und
durch die entsprechenden Kolben 41 in eine vorgerückte Position
eingestellt sind. Die unterschiedlichen Biegungsprofile der Form
und der betreffenden Längsträger sind
in 6 gezeigt, wo die unfertigen Produkte S, die erhalten
werden können,
ebenfalls sichtbar sind.
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Schließlich ist
ein Schneidwerkzeug 60 vom Band- oder Scheibentyp oder
ein anderes äquivalentes
Werkzeug stromabwärts
von der Form 30 angeordnet; dieses Werkzeug bewegt sich
entlang eines kreisförmigen
Weges, der mit dem des unfertigen Produktes S konzentrisch ist,
sodass es seinen Schnitt in eine radiale Richtung in Bezug auf dieses ausführen kann.
Zu diesem Zweck sind Führungen 62 im
Käfig 37 befestigt,
um die Bewegung des Schneidwerkzeuges zu führen.
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Die
nach dem Schneiden erhaltenen gebogenen Platten werden durch Hebemittel 70 aus
der Fertigungsstraße
entfernt; in diesem Fall bestehen solche Mittel aus Hubarmen, die
mit Saugschalen oder Magneten versehen sind, die die untere Fläche der
Platte festhalten und sie aus einem Satz von Rollen 71 heben,
wo sie nach dem Schneidvorgang ruhen.
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Natürlich kann
jedes andere für
diese Aufgabe geeignete System als eine Alternative zu der obigen
Hebeeinrichtung und den Rollen verwendet werden, wie zum Beispiel
bewegliche Schablonen und dergleichen.
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Um
die gebogenen Platten mit der oben beschriebenen Vorrichtung herzustellen,
wird die Form 30 zuerst an einem Paar Längsträgern 31, 32 angeordnet,
die eine Krümmung
besitzen, die jener der herzustellenden Platten entspricht; die
Neigung des Trägerrahmens 10 wird,
falls notwendig, ebenfalls eingestellt, um das untere Band 5 sowohl
stromabwärts
der Station 18 als auch in der Form 30 mit dem gleichen
Krümmungsradius
R auszustatten.
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Wenn
diese Positionierung ausgeführt
ist, findet die erste Phase des Prozesses in einer Art und Weise
statt, die in dem Sinne als konventionell bezeichnet werden kann,
dass die von den Rollen 2 und 3 abgerollten Metallbänder 4 und 5 in
den Profilierungsmaschinen 6 und 7 geformt werden,
wobei sie stromabwärts
von diesen in den Ofen 14 eintreten.
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Beim
Verlassen des Ofens 14 wird das untere Band 5 dann
in der Station 18 entsprechend der bereits oben gegebenen
Erläuterung
gebogen und das künstliche
(Polyurethan-, Phenol- oder dergleichen) Harz wird auf das Band 5 aufgetragen;
in der bevorzugten Ausführungsform
der erläuterten
Erfindung wird das Harz durch die Vorrichtung 16 ebenfalls
auf das untere Band 4 gespritzt, sodass das Harz schneller
schäumen
kann, um den Isolierkern der Platten zu bilden.
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Auf
diese Weise findet die chemische Schäumungsreaktion für eine gegebene
Harzmenge tatsächlich
in einer kürzeren
Zeitspanne statt, weil sie sich gleichzeitig in den beiden auf die
unteren und oberen Bänder 5 und 4 aufgebrachten
Schichten entwickelt, die entsprechend kleinere Dicken haben, als erforderlich
wäre, wenn
das gesamte Harz auf das untere Band 5 aufgetragen worden
wäre.
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Das
Schäumen
des Harzes findet innerhalb der Form 30 statt, die auf
das obere Band 4 und das untere Band 5 eine aufnehmende
Wirkung ausübt, um
sie in einem der Enddicke der herzustellenden Platten entsprechenden
Abstand zu halten.
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In
diesem Zusammenhang ist erwähnungswert,
wie gleichmäßig und
effektiv die oben erwähnte aufnehmende
Wirkung in Folge der Anordnung der Rollen 47 und 48 dicht
aneinander ist, die de facto einen gebogenen Pfad bilden, auf dem
sich das durch die Bänder 4, 5 mit
dem dazwischen angeordneten geschäumten Harz ausgebildete unfertige
Produkt vorwärts
bewegt. Die dicht aneinanderliegende Anordnung der Rollen wird durch
die gelenkige Verbindung der Führungsmodule 45 und
durch die Anordnung ihrer Rotationsachsen an den Spitzen von Dreiecken
weiter unterstützt.
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In
der Tat werden auf diese Weise die Abstände sowohl zwischen den oberen
Rollen 47 und den unteren Rollen 48 jedes Moduls 45 als
auch des folgenden Moduls minimiert; dieses ist ersichtlich, wenn
die unteren Rollen betrachtet werden (vgl. 4), für die oberen
Rollen muss jedoch beachtet werden, dass die relative Bewegung eines
Moduls in Bezug auf ein anderes Modul um die gemeinsame Gelenkachse
in Folge der Krümmung
der Längsträger 31 und 32,
an denen sie befestigt sind, die oberen Spitzen der Dreiecke, an
denen die Rollen 47 angeordnet sind, gemeinsam bewegt.
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Daraus
folgt, dass der durch die Rollen auf das sich innerhalb der Form 30 vorwärtsbewegende unfertige
Produkt ausgeübte
Druck im Wesentlichen über
die gesamte Länge
der Bänder 4 und 5 gleich ist,
um das Auftreten von Anschwellungen oder Deformationen der Streifen 4 und 5 zwischen
einer Rolle und der nächsten
zu verhindern.
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Aus
dem Vorhergehenden ist verständlich, wie
das mit der oben beschriebenen Vorrichtung ausgeführte Plattenherstellungsverfahren
das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem löst.
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Als
erstes sollte beachtet werden, dass der Produktionszyklus wie bei
der Herstellung von flachen Platten ohne Unterbrechung ausgeführt wird.
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Deshalb
können
hohe Produktivitätsniveaus erreicht
werden, die mit dem zu Beginn genannten, gegenwärtig bekannten Verfahren nicht
erreicht werden können,
das heißt,
mit diskontinuierlichen Arbeitszyklen, bei denen die Platten einzeln
durch Ausbilden ihrer Bestandteile in der Fertigungsstraße hergestellt
werden und dann das sogenannte Schäumen, d. h. das Schäumen des
Polyurethan-, Phenol- oder ähnlichen
Harzes, in einer separaten Presse ausgeführt wird, wobei eine geeignete
Form vorgesehen ist.
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Dieses
Ergebnis wird erfindungsgemäß dadurch
möglich
gemacht, dass zwischen der Krümmung
des durch die Station 18 gebogenen Bandes, das in diesem
Fall das untere Band 5 ist, obwohl es auch das obere Band 4 sein
könnte,
und der Krümmung
des selben Bandes innerhalb der Form 30 Kontinuität besteht:
Auf diese Weise stört
das Band, wenn es in die gebogene Form eintritt und sich vorwärts bewegt,
nicht deren Rollen 47 und 48.
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Mit
anderen Worten, sobald es gebogen wurde, bewegt sich das Band entlang
eines einzigen kreisförmigen
Pfades mit einem vorgegebenen Radius (in der Ausführungsform
Radius R), beginnend von der Station 18 und endend am Auslass
der Form 30, ohne wesentlichen Deformationen zu unterliegen.
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Aus
technischer Sicht wird dieses Erfordernis in der Vorrichtung durch
Anordnen der Biegestation 18 und der Form 30 in
solch einer Art und Weise erreicht, dass das durch das vom Formgebungsmittel gebogene
Band beim Eintreten und Bewegen innerhalb des selben keine Unterbrechung
aufweist.
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Die
Vorrichtung der oben beschriebenen Ausführungsform weist des weiteren
funktionelle Flexibilität
auf, weil sie Platten entsprechend unterschiedlichen Krümmungsradien
herstellen kann, da die Form 30 eine variable Konfiguration
besitzt, die mit den herzustellenden Platten zusammenpasst; die Biegestation 18 kann
außerdem
entsprechend geneigt werden, wodurch die gewünschte Ausrichtung des unteren
Bandes 5 erreicht wird, sodass seine Krümmung der in der Form 30 angenommen
entspricht.
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Auf
diesem Prinzip basierend können
alternative Lösungen
zu der oben beschriebenen Ausführungsform
entwickelt werden.
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In
der Tat wäre
es möglich,
eine Vorrichtung zu haben, bei der das obere Band 4 oder
beide Bänder
(das heißt,
nicht nur das untere Band wie in der beschriebenen Ausführungsform)
gebogen wird/werden; es ist des weiteren möglich, eine Vorrichtung zu haben,
bei der die Biegestation 18 unabhängig einstellbar ist, das heißt, nicht
zusammen mit dem Rahmen 10.
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Dieses
könnte
zum Beispiel bei einer Vorrichtung der Fall sein, bei der die Station 18 nicht
am Rahmen 10 befestigt ist, sondern an einem separaten
Träger
(eine Plattform oder dergleichen), der unabhängig eingestellt werden kann.
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Es
ist leicht erkennbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch zustande
gebracht werden kann, wenn das Isoliermaterial der Platten insgesamt oder
teilweise durch Mineralwolle und nicht nur durch geschäumtes Harz
gebildet wird.
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In
solch einem Fall wird es notwendig sein, Mittel zum Aufbringen von
Wollmatten zwischen den Streifen 4 und 5 stromabwärts von
der Biegestation als eine Alternative oder zusätzlich zu der Einspritzvorrichtung 16 anzuordnen;
dieses Mittel kann von jeder Art sein, die als solche bekannt ist,
oder speziell als eine Funktion der Vorrichtung, in der es verwendet
wird, entwickelt wurde.
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In
jedem Fall fallen alle diese Varianten in den Schutzbereich der
Ansprüche
unten.