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WO2022266683A1 - Aufschäumvorrichtung zum aufschäumen eines expansionsfähigen partikelschaummaterials - Google Patents

Aufschäumvorrichtung zum aufschäumen eines expansionsfähigen partikelschaummaterials Download PDF

Info

Publication number
WO2022266683A1
WO2022266683A1 PCT/AT2022/060207 AT2022060207W WO2022266683A1 WO 2022266683 A1 WO2022266683 A1 WO 2022266683A1 AT 2022060207 W AT2022060207 W AT 2022060207W WO 2022266683 A1 WO2022266683 A1 WO 2022266683A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foaming
foam material
particle foam
oven
conveying
Prior art date
Application number
PCT/AT2022/060207
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald SEHRSCHÖN
Heinz Hohensinner
Original Assignee
Fill Gesellschaft M.B.H.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fill Gesellschaft M.B.H. filed Critical Fill Gesellschaft M.B.H.
Priority to EP22737706.6A priority Critical patent/EP4359191A1/de
Priority to JP2024521224A priority patent/JP2024522945A/ja
Priority to US18/572,284 priority patent/US20240293961A1/en
Publication of WO2022266683A1 publication Critical patent/WO2022266683A1/de

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    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
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    • B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
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    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0277—Apparatus with continuous transport of the material to be cured

Definitions

  • the invention relates to a foaming device for foaming an expandable particle foam material.
  • Polymer foams in particular made of polystyrene (PS), erythropoietic protoporphyria (EPP) or expanded thermoplastic polyurethane (eTPU) are driven in a multi-stage process from the starting product, a polystyrene granulate or polystyrene beads, to the finished foam part, e.g - Molded parts or transport packaging, especially in vehicles, processed for structural reinforcement, noise insulation, or weight reduction.
  • the propellant-loaded granules are pre-foamed with an increase in volume to form foam beads or the foam intermediate product, with this foam intermediate product having a very significant impact on the mechanical and thermal properties of the end product.
  • a polymer foam in particular a polystyrene particle foam, is currently the most important material for the thermal insulation of old and new buildings.
  • thermal insulation layer or the thermal conductivity of the insulating material is reduced.
  • Mechanical strength is also important for practical use, and it is known that increased strength is associated with increased use of the starting material. However, a larger amount of the starting material worsens the thermal insulation properties, so that a compromise has to be found here.
  • the thermal conductivity can be reduced by increasing the cell/wall thickness ratio. This makes it possible to vary the thermal conductivity in a quasi-decoupled manner from the mechanical properties.
  • a foaming device is designed for foaming an expandable particle foam material.
  • the frothing device comprises a foaming oven, which has an interior space for receiving the expandable particle foam material, with a radiator being formed which is arranged in the interior space of the foaming oven, and with a conveying device being formed with a conveying surface which is used for carrying out a conveying surface Particle foam material is used in a conveying direction through the interior of the frothing oven.
  • the device according to the invention brings with it the advantage that an improved foaming result of particle foam material can be achieved with it.
  • the interior of the frothing oven is delimited on an upper side by the radiator and is delimited on an underside by the conveying surface of the conveying device and is delimited laterally by a first reflection element and a second reflection element.
  • This has the advantage that the radiation from the radiator can be reflected by the reflection elements and uniform radiation can be achieved on the particle foam material.
  • the reflection elements can ensure that the individual particles of the particle foam material are not only irradiated from above, but also from the side, in order to achieve uniform irradiation of the individual particles of the particle foam material.
  • the reflection elements are designed in the form of mirrored metal sheets. This has the advantage that reflection elements designed in this way are easy to produce and are also robust.
  • the first reflection element and the second reflection element are each arranged at an acute angle to the radiator, with a first distance between the first reflection element and the second reflection element in the area of the radiator being greater than a second distance between the first reflection element and the second reflection element in the area of the conveyor device, in particular that the first reflection element and the second reflection element are each arranged at an angle between 70° and 98°, in particular between 90° and 95°, preferably between 92.5° and 94.5° to the radiator are.
  • receiving troughs are formed on the conveying surface of the conveying device, with the receiving troughs each serving to receive an individual particle of the particle foam material.
  • a radius of the receiving trough is between 1.5 mm and 4 mm, in particular between 1.8 mm and 3 mm, preferably between 2 mm and 2.5 mm.
  • the depth of the receiving recess is between 0.1 mm and 3 mm, in particular between 0.3 mm and 2 mm, preferably between 0.6 mm and 1.5 mm.
  • a surface diameter of the receiving trough is between 0.2 mm and 4 mm, in particular between 0.3 mm and 2 mm, preferably between 0.5 mm and 1.2 mm.
  • a receiving trough that is pronounced according to the above information has the surprising advantage that only a single particle of the particle foam material is received in the respective receiving trough in order to achieve a correspondingly isolated provision of the particles of the particle foam material on the conveying surface.
  • a network structure is formed, which defines the receiving troughs.
  • the network structure can serve to accommodate the individual particles of the particle foam material.
  • a conveyor floor is formed below the network structure, with the network structure being displaced relative to the conveyor floor.
  • the conveying surface of the conveying device comprises a thermally activatable material which is designed in such a way that the extension of the receiving troughs increases when heated.
  • this measure means that the dimensioning of the conveying surface of the conveying device, in particular the trough or network structure, can be heated simultaneously with the individual particles of the particle foam material.
  • the conveying surface can be adapted to the changing size of the individual particles of the particle foam material.
  • feed channels are formed, the feed channels being arranged next to one another as seen in the conveying direction, the feed channels each being aligned with a row of receiving troughs. This brings with it the advantage that the particles of the particle foam material can be guided in a targeted manner into the receiving depressions or can be placed in them by means of the feed channels.
  • a bulk container is formed above the feed channels, in which the individual particles of the particle foam material can be poured.
  • the feed channels can be connected directly to the hopper.
  • the individual feed channels are coupled to a vibrating device, by means of which the feed channels can be made to vibrate.
  • the feed channels each have a feed channel diameter and that the particles of the particle foam material have a particle diameter, the feed channel diameter being between 100.1% and 199%, in particular between 105% and 170%, preferably between 110% and 130% of the particle diameter.
  • the feed channels are each arranged at a feed channel distance from the conveying surface of the conveyor device, the particle diameter being between 100.1% and 199%, in particular between 105% and 170%, preferably between 110% and 130% of the feed channel distance.
  • the particle diameter is between 51% and 99.9%, in particular between 70% and 98%, preferably between 80% and 90% of the feed channel distance.
  • the particles of the particle foam material can also be isolated if the conveying surface is designed as a planar surface, at least in some areas, which has no troughs.
  • the conveying surface of the conveying device is formed on a circulating belt.
  • a band is in the form of a metallic band, in particular in the form of a stainless steel band.
  • the conveying surface of the conveying device is formed on a flat transport device, in particular on a sheet metal support. Furthermore, provision can be made for receiving troughs to be formed in the support plate in the form of a perforation of a plurality of holes.
  • At least a first level and a second level of receiving troughs are formed, wherein the individual receiving troughs of the first level are arranged in several rows and wherein the individual receiving troughs of the second level are arranged in several rows.
  • a scraper is formed in a feed area, with the scraper being arranged at a scraper distance from the conveying surface of the conveying device, with the particle diameter being between 50% and 99.9%, in particular between 70% and 97 %, preferably between 85% and 92% of the distance between the scrapers.
  • a cooling device which is used to cool the particle foam material.
  • the cooling device is formed in the area of the conveyor device.
  • the cooling device is arranged on an underside of a conveyor belt, in particular on the opposite side of the conveyor belt to the conveying surface.
  • a separating device is formed, which is used to separate individual particles of the particle foam material from one another. This has the advantage that particles of the particle foam material that stick together can be easily separated from one another by the separating device.
  • the separating device is designed in the form of a spiked roller, which is used to break up particle agglomerates.
  • the separating device serves to separate individual foamed particles of the particle foam material, with the separating device being arranged after the radiator.
  • the separating device serves to separate particles of the particle foam material that are still to be foamed, with the separating device being arranged in front of the radiator.
  • the separation device may comprise a device for delivering shocks. the Separation of the particles can thus be supported by air blasts or, depending on the material, only by air blasts.
  • an intermediate store and a further frothing oven are formed, with the intermediate store being arranged downstream of the frothing oven and the further frothing oven being arranged downstream of the intermediate store, as seen in the conveying direction.
  • a vibrating device is formed, which acts on the conveying surface of the conveying device.
  • the emitter is designed in the form of an infrared emitter.
  • the radiator is designed in the form of some other device that radiates thermal energy.
  • a method for foaming an expandable particle foam material in the form of a granulate of individual particles comprising the following process steps:
  • the method according to the invention brings with it the advantage that an improved foaming result of particle foam material can be achieved with it.
  • the particle foam material is temporarily stored in an intermediate store and is then fed into a further frothing oven. This brings with it the advantage that the pre-foamed particle foam material can be cooled in the intermediate store or can spend a resting time there in order to achieve an improved foaming result.
  • the conveying device is also advantageously designed as trays or coupled fields. These can also be shifted sideways or crosswise to the conveying direction, e.g. stacked. This allows the conveying length to be reduced, buffer spaces to be created or cooling stations to be loaded.
  • the trays or elements of the conveying device which form the conveying surface, are cooled with a cooling medium operated in the cooling circuit.
  • the particles of the particle foam material are cooled by means of contact cooling.
  • a spray mist of the cooling medium is used for cooling.
  • the trays after passing through the interior of the frothing oven, the trays can be returned outside the interior of the frothing oven, in order thus to enable circulation of the transport of the trays.
  • the trays or fields are formed from a deformable and/or pressable material in order to be able to form receiving troughs and structures therein.
  • the trays are coupled to network structures in which the receiving recesses are formed.
  • the network structure is designed in such a way that the mesh size can be changed.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a first exemplary embodiment of a frothing device with a frothing oven
  • FIG. 2 shows a cross section of the first embodiment of the foaming device
  • FIG. 3 shows a detailed view of a conveying surface with receiving troughs in a longitudinal section
  • FIG. 4 shows a detailed view of a further embodiment variant of the conveying device with a network structure
  • FIG. 6 shows a top view of a conveying surface with receiving troughs and several feed channels
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the frothing device with the frothing oven, an intermediate store and another frothing oven.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a foaming device 1 for foaming particle foam material 2.
  • the foaming device 1 can comprise a granulate supply device 3 by means of which the particle foam material 2 can be fed onto a conveyor device 4 .
  • the conveyor device 4 can run through an interior space 5 of a foaming oven 6 in which the particle foam material 2 can be foamed. Foaming means the increase in the volume of the particle foam material 2.
  • the interior 5 of the frothing oven 6 can be delimited by a plurality of walls 7 which can provide insulation for the interior 5 of the frothing oven 6 .
  • an inlet opening 8 or an outlet opening 9 is formed in two walls 7 arranged opposite one another, through which the conveying device 4 is guided.
  • the inlet opening 8 and the outlet opening 9 are preferably dimensioned as small as possible, so that they are formed as closely as possible to the conveyor device 4 or to the particle foam material 2 received on the conveyor device 4 .
  • an exchange of air between the interior 5 of the frothing oven 6 and the surroundings of the frothing oven 6 can be largely prevented.
  • convection between the interior 5 of the frothing oven 6 and the exterior of the frothing oven 6 can be largely avoided. This leads to a particularly good foaming result.
  • a removal device 10 can be formed, into which the foamed particle foam material 2 can be transported by means of the conveyor device 4 .
  • the frothing device 1 according to the exemplary embodiment according to FIG. 1 is a continuously operating frothing device 1.
  • the conveyor device 4 can be in the form of a belt conveyor.
  • a conveying surface 13 for receiving the particle foam material 2 can in this case be formed on a conveyor belt.
  • the particle foam material 2 can be conveyed through the foaming oven 6 in the conveying direction 14 by means of the conveying device 4 .
  • the conveyor device 4 is designed, for example, in the form of a screw conveyor or in the form of a scraper floor conveyor. A white teres embodiment of the conveyor device 4 is described with reference to FIG.
  • radiator 11 to be arranged in the interior space 5 of the foaming oven 6 , which is used to stimulate the foaming process of the particle foam material 2 .
  • the radiator 11 is only shown schematically in FIG. Of the Radiator 11 is spaced at a distance 12 from the conveying surface 13 of the conveying device 4 .
  • the radiator is accommodated in a displaceable manner in the interior space 5 of the foaming oven 6, so that the distance 12 can be varied.
  • the emitter 11 can be designed as an infrared emitter, which usually includes a metal housing that provides the necessary stability. Insulating material is integrated in the metal frame, which blocks the flow of energy to the rear of the heater. A corrugated metal foil as resistance material ensures a large radiating surface. There is usually a protective grille on the front, which protects against mechanical damage and contact. An IR radiator constructed in this way is characterized by planar radiation. Such a radiator 11 can be operated, for example, at a temperature of 850° C., which corresponds to a wavelength of approximately 3.5 pm.
  • the particle foam material 2 comprises individual particles 15 .
  • the particles 15 have a particle diameter 16 .
  • the particle diameter 16 can increase as a result of the heating or the irradiation of the particle foam material 2 .
  • the scraper 18 can be arranged in a scraper distance 19 from the conveying surface 13 of the conveying device 4 .
  • the scraper 18 can be used to regulate the distribution of the individual particles 15 of the particle foam material 2 on the conveying surface 13 .
  • a cooling device 20 is formed, which serves to cool the particle foam material 2 .
  • the cooling device 20 can be arranged downstream of the radiator 11 as viewed in the conveying direction 14 .
  • the cooling device 20 is below the conveying surface 13 is arranged. In order to be able to cool the particle foam material 2 from below.
  • the cooling device 20 is designed for direct cooling of the particle foam material 2 from above.
  • a separating device 21 is formed in the feed area 17 and/or the radiator 11, which is used to separate individual particles 15 of the particle foam material 2 from one another.
  • the separating device 21 is designed as a mechanical separating device.
  • FIG. 2 shows the foaming device 1 in a cross-sectional illustration according to the section line II-II in FIG. 1, the same reference numbers or component designations as in the previous FIG. 1 being used again for the same parts. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in FIG. 1 above.
  • a first reflection element 22 and a second reflection element 23 are positioned to the side of the conveyor device 4 .
  • the reflection elements 22, 23 serve to reflect the radiation emitted by the radiator 11, in order to be able to achieve a uniform effect of the radiation on the conveying surface 13.
  • the reflection elements 22, 23 are arranged in a V-shape relative to one another, so that a first distance 24 between the first reflection element 22 and the second reflection element 23 in the region of the radiator 11 is larger. as a second distance 25 between the first reflection element 22 and the second reflection element 23 in the area of the conveyor device 4.
  • the first reflection element 22 can be arranged at a first angle 26 to the radiator 11 .
  • the first angle 26 is measured on the side facing the second reflection element 23 .
  • the second reflection element 23 is arranged at a second angle 27 to the radiator 11 .
  • the second angle 27 is measured here on the side facing the first reflection element 22 .
  • 3 shows a detailed view of a conveying surface 13 with receiving troughs 28 in a longitudinal section, the same reference numbers or component designations as in the previous FIGS. 1 and 2 being used for the same parts. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the preceding FIGS.
  • FIG. 3 shows the conveying surface 13 in a detailed view, the conveying surface 13 being shown in such a way that a non-foamed particle 15 is shown in the conveying flow and an already foamed particle 15 is shown to the right of it.
  • receiving troughs 28 are formed on the conveying surface 13, which are used to receive the individual particles 15 of the particle foam material 2.
  • the receiving recesses 28 can be designed in the shape of a spherical cap or in the form of a spherical section and have a radius 29 . Furthermore, the receiving depressions 28 can have a depth 30 . Furthermore, the receiving troughs 28 can have a surface diameter 31 .
  • the surface diameter 31 is that diameter which is present at the outermost point of the conveying surface 13 .
  • the conveying device 4 or the conveying surface 13 is shown sectioned exactly through the center point of one of the receiving troughs 28 .
  • a scraper 18 is provided, with a scraper distance 19 being dimensioned such that the particle 15, when it is in the receiving trough 28, is let through under the scraper 18 and the particle 15, when it is outside the receiving trough 28, is held back by the scraper 18, so that it cannot be conveyed in the conveying direction 14 until another free receiving trough 28 is shifted into the area of the particle 15.
  • a vibrating device 44 is formed, which acts on the conveying surface 13 of the conveying device 4.
  • FIGS. 4 shows a detailed view of a further embodiment variant of the conveying device 4, with the same reference numbers or component designations again being used for the same parts. gene as in the previous Figures 1 to 3 are used. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the preceding FIGS.
  • the conveying device 4 comprises a network structure 32 by means of which the individual particles 15 are kept at a distance and by means of which the particles 15 can be displaced in the conveying direction 14 .
  • the individual particles 15 can rest on a stationary conveyor floor 33 so that they roll off the conveyor floor 33 .
  • the net structure 32 forms receiving depressions 28 which have an extension 34 .
  • FIG. 5 shows a detailed view of a further embodiment variant of the foaming device 1, the same reference numerals or component designations as in the preceding FIGS. 1 to 4 being used again for the same parts. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the previous figures 1 to 4.
  • a feed channel 35 is formed, which serves to feed the individual particles 15 onto the conveying surface 13 .
  • the feed channel 35 can be coupled to a bulk container 36, in which the individual particles 15 can be abandoned.
  • the feed channel 35 is zy-cylindrical and has a feed channel diameter 37 .
  • the feed channel 35 can be arranged at a feed channel distance 38 from the conveying surface 13 .
  • the feed channel spacing 38 can be dimensioned in such a way that the particle 15, when it is in the receiving trough 28, is let through under the feed channel 35 and the particle 15, when it is outside of the receiving trough 28, is held back by the feed channel 35 is, so that it cannot be conveyed in the conveying direction 14 until another free receiving trough 28 is shifted into the area of the particle 15 .
  • FIG. 6 shows a detailed view of a further embodiment variant of the foaming device 1, the same reference numerals or component designations as in the preceding FIGS. 1 to 5 being used again for the same parts. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the previous figures 1 to 5.
  • FIG. 6 shows a top view of the conveying surface 13 of the conveying device 4.
  • Provision can also be made for at least one first level 40 and one second level 41 to be formed by receiving troughs 28 as viewed in the conveying direction.
  • the recording capacity of the conveying surface 13 can be increased.
  • the individual feed channels 35 can also be divided into several levels.
  • the individual feed channels 35 are coupled to a common bulk container 36 .
  • FIG. 7 shows a detailed view of a further embodiment variant of the foaming device 1, the same reference numerals or component designations as in the preceding FIGS. 1 to 6 being used again for the same parts. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description in the previous figures 1 to 6.
  • an intermediate store 42 can be arranged downstream of the radiator 11 as seen in the conveying direction 14, which buffer store is used for buffer storage or for cooling the particles 15.
  • a further frothing oven 43 can be arranged downstream of the intermediate store 42 .
  • All information on value ranges in the present description is to be understood in such a way that it also includes any and all sub-ranges, e.g. the information 1 to 10 is to be understood as including all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 i.e. all sub-ranges start with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine 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 Förderrichtung (14) durch den Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) dient.

Description

AUFSCHÄUMVORRICHTUNG ZUM AUFSCHÄUMEN EINES EXPANSIONSFÄHI
GEN PARTIKELSCHAUMMATERIALS
Die Erfindung betrifft eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen eines expansionsfähi gen Partikelschaummaterials.
Polymerschäume, insbesondere aus Polystyrol (PS), erythropoetische Protoporphyrie (EPP) oder Expandiertes thermoplastisches Polyurethan (eTPU) werden in einem mehrstufigen Ver fahren vom Ausgangsprodukt, einem Polystyrol-Granulat bzw. Polystyrol-Perlen, zum ferti gen Schaumteil, bspw. Wärmedämmplatten, Wärmedämm-Formteile oder Transportverpa ckungen, insbesondere in Fahrzeugen, zur Strukturversteifung, zur Geräuschdämmung, oder zur Gewichtsreduzierung verarbeitet. In einem Vorschäumprozess wird das treibmittelbela dene Granulat unter einer Volumens Vergrößerung zu Schaumperlen bzw. dem Schaum-Zwi schenprodukt vorgeschäumt, wobei dieses Schaum-Zwischenprodukt ganz wesentlich die me chanischen 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 Erhö hung der Dicke der Wärmedämmschicht erreicht werden kann, oder es wird die Wärmeleitfä higkeit des Dämmmaterials reduziert. Für die praktische Anwendung ebenso von Bedeutung ist die mechanische Festigkeit, wobei bekannt ist, dass eine erhöhte Festigkeit mit einem er höhten Materialeinsatz des Ausgangsstoffes verbunden ist. Eine größere Menge des Aus gangsstoffes verschlechtert jedoch die Wärmedämmeigenschaften, sodass hier ein Kompro miss gefunden werden muss. Aus der Literatur ist ferner bekannt, dass sich die Wärmeleitfä higkeit durch Vergrößerung des Verhältnisses Zelle / Wandstärke reduzieren lässt. Dadurch wird es ermöglicht, die Wärmeleitfähigkeit quasi entkoppelt von den mechanischen Eigen schaften zu variieren.
Aus der EP 0 348 372 Bl, der US 3,015,479 A, der AT 518 099 Al und der DE 102013 225 132 Al sind diverse Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Partikelschaum materialen 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 über winden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein verbessertes Aufschäumergebnis erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikelschaummaterials ausgebildet. Die Aufschäumvorrichtung umfasst einen Aufschäumo fen, welcher einen Innenraum zur Aufnahme des expansionsfähigen Partikelschaummaterials aufweist, wobei ein Strahler ausgebildet ist, welcher im Innenraum des Aufschäumofens an geordnet ist, und wobei eine Fördervorrichtung mit einer Förderoberfläche ausgebildet ist, welche zum Durchführen eines an der Förderoberfläche aufgenommenen Partikelschaumma terials in einer Förderrichtung durch den Innenraum des Aufschäumofens dient.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bringt den Vorteil mit sich, dass damit ein verbessertes Aufschäumergebnis von Partikelschaummaterial erzielt werden kann.
Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn der Innenraum des Aufschäumofens an einer Ober seite 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 Re flexionselemente die Strahlung des Strahlers reflektiert werden kann und eine gleichmäßige Strahlung auf das Partikelschaummaterial erreicht werden kann. Darüber hinaus kann durch die Reflexionselemente erreicht werden, dass die einzelnen Partikel des Partikelschaummate rials nicht nur von oben, sondern auch seitlich bestrahlt werden, um eine gleichmäßige Be strahlung der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials zu erreichen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Reflexionselemente in Form von ver spiegelten Blechen ausgebildet sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass derart ausgebildete Reflexionselemente einfach herzustellen sind und darüber hinaus robust sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Reflexionselement und das zweite Reflexionsele ment 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 Re flexionselement 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 Wärmeeinbrin gung 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 auf geschäumten Zustand nicht an benachbarten Partikeln anliegt. Dadurch kann eine ungleich mäßige Aufschäumung der einzelnen Partikel bzw. eine Verformung der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials während dem Aufschäumvorgang hintangehalten werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass ein Radius der Aufnahmemulde zwischen 1,5 mm und 4 mm, insbesondere zwischen 1,8 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 2,5 mm be trägt.
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 be trägt.
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 überraschen den Vorteil mit sich, dass nur ein einzelner Partikel des Partikelschaummaterials in der jewei ligen 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 ausge bildet 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 ausge bildet ist, wobei die Netzstruktur relativ zum Förderboden verschoben wird. Dadurch kann er reicht werden, dass die einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials durch die Netzstruktur geführt werden und am Förderboden aufliegen bzw. am Förderboden abrollen. Durch das Ab rollen der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials am Förderboden kann eine umfäng lich gleichmäßige Erwärmung und somit gleichmäßige Aufschäumung der Partikel des Parti kelschaummaterials erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Förderoberfläche der Fördervorrichtung ein thermisch aktivierbares Material umfasst, welches derart ausgebildet ist, dass sich eine Er streckung der Aufnahmemulden bei Erwärmung vergrößert. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme die Dimensionierung der Förderoberfläche der Fördervorrich tung, insbesondere die Mulden- bzw. die Netzstruktur bei Erwärmung gleichzeitig mit den einzelnen Partikeln des Partikelschaummaterials erwärmt werden kann. Dadurch kann erreicht werden kann, dass sich die Förderoberfläche an die sich verändernde Größe der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials anpassen kann.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn mehrere Zuführkanäle ausgebildet sind, wobei die Zu führkanäle 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 Rüt telvorrichtung gekoppelt sind, mittels welcher die Zuführkanäle in Schwingung versetzt wer den können. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch diese Maßnahme die im Schüttbehäl ter aufgegebenen Partikel einfach vereinzelt und in den Zufuhrkanal befördert werden kön- nen. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zuführkanäle jeweils einen Zuführkanaldurch messer aufweisen, und dass die Partikel des Partikelschaummaterials einen Partikeldurchmes ser 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 Parti kelschaummaterials im Zuführkanal gut vereinzelt werden können.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Zuführkanäle jeweils in einem Zuführkanalabstand zur Förderoberfläche der Fördervorrichtung angeordnet sind, wobei der Partikeldurchmesser zwischen 100,1% und 199%, insbesondere zwischen 105% und 170%, bevorzugt zwischen 110% und 130% des Zuführkanalabstandes beträgt. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass ein Partikel des Partikelschaummaterials nur dann aus dem Zuführkanal austre ten kann, wenn es in eine Aufnahmemulde aufgenommen wird. Dadurch kann eine verbes serte Vereinzelung bzw. eine gleichmäßige Aufbringung der einzelnen Partikel des Partikel 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 Förder oberfläche als zumindest bereichsweise ebene Fläche ausgebildet ist, welche keine Mulden aufweist.
In einer ersten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Förderoberfläche der För dervorrichtung an einem umlaufenden Band ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein derartiges Band in Form eines metallischen 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 Aufla geblech, ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass im Auflageblech Aufnahmemul den in Form einer Perforierung von mehreren Löchern ausgebildet ist.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass in Förderrichtung gesehen zumin dest 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 sich, dass eine höhere Ablagedichte der einzelnen Partikel des Partikelschaummaterials auf der Förderoberfläche erreicht werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass in einem Aufgab ebereich ein Abstreifer ausgebildet ist, wobei der Abstreifer in einem Abstreiferabstand zur Förderoberfläche der Fördervorrichtung angeordnet sind, wobei der Partikeldurchmesser zwi schen 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 Ab streifers eine Vereinzellung der Partikel des Partikelschaummaterials an der Förderoberfläche der Fördervorrichtung 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 vor gesehen sein, dass die Kühlvorrichtung im Bereich der Fördervorrichtung ausgebildet ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung an einer Unterseite eines Förderban des, insbesondere an der zur Förderoberfläche gegenüberliegenden Seite des Förderbandes an geordnet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Trennvorrichtung ausgebildet ist, welche zum vonei nander trennen von einzelnen Partikeln des Partikelschaummaterials dient. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Trennvorrichtung zusammenhaftende Partikel des Partikel schaummaterials einfach voneinander getrennt werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Trennvorrichtung in Form einer Stachelwalze ausgebildet ist, welche zum Auf brechen von Partikelagglomeraten dient.
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass die Trennvorrichtung zum Trennen von einzelnen aufgeschäumten Partikeln des Partikelschaummaterials dient, wobei die Trenn vorrichtung 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 die Trennvorrichtung vor dem Strahler angeordnet ist. Die Trennvorrichtung kann eine Vorrichtung zum Abgeben von Fuftstößen umfassen. Die Auftrennung der Partikel kann somit durch Luftstöße unterstützt werden oder je nach Material nur durch Luftstöße erfolgen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass ein Zwischenspeicher und ein weiterer Auf schäumofen ausgebildet sind, wobei in der Förderrichtung gesehen, der Zwischenspeicher dem Aufschäumofen nachfolgend angeordnet ist und der weitere Aufschäumofen dem Zwi schenspeicher nachfolgend angeordnet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das vorauf geschäumte Partikelschaummaterial im Zwischenspeicher abgekühlt werden kann bzw. in die sem eine Ruhezeit verbringen kann, um ein verbessertes Aufschäumergebnis zu erreichen.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass eine Rüttel vorrichtung ausgebildet ist, welche auf die Förderoberfläche der Fördervorrichtung wirkt. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass sich die einzelnen Partikel des Partikel schaummaterials während dem Fördern drehen können, um eine gleichmäßige Bestrahlung der Partikel und somit eine gleichmäßige Erwärmung der Partikel erreichen zu können. Insbe sondere kann vorgesehen sein, dass die Rüttelvorrichtung zum Abgeben einer Ultraschall- schwingung 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 ei ner sonstigen eine Wärmeenergie abstrahlenden Vorrichtung ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikel schaummaterials in Form eines Granulats aus einzelnen Partikeln vorgesehen, wobei das Ver fahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Aufbringen des Partikelschaummaterials auf eine Förderoberfläche einer Fördervorrichtung;
- Einbringen des Partikelschaummaterials in einen Innenraum eines Aufschäumofens mittels der Fördervorrichtung;
- Bestrahlen des Partikelschaummaterials mittels einem im Innenraum des Aufschäumofens angeordneten Strahlers;
- Herausführen des Partikelschaummaterials aus dem Innenraum des Aufschäumofens.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, dass damit ein verbessertes Aufschäumergebnis von Partikelschaummaterial erzielt werden kann. Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass nach dem Herausführen des Partikelschaum materials aus dem Innenraum des Aufschäumofens das Partikelschaummaterial in einem Zwi schenspeicher zwischengespeichert wird und anschließend in einen weiteren Aufschäumofen geführt wird. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das voraufgeschäumte Partikelschaumma terial 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, Puf ferplätze geschaffen oder Kühlstationen beschickt 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 denkbar, 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.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Tablare oder Felder aus einem umformbaren und/oder pressbaren Material gebildet sind, um darin Aufnahmemul den und Strukturen formen zu können.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Tablare mit Netzstrukturen gekoppelt sind, in wel chen die Aufnahmemulden ausgebildet sind.
Insbesondere ist es denkbar, dass die Netzstruktur derart ausgeführt ist, dass die Maschen weite 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 Aufschäumvorrichtung mit einem Aufschäumofen;
Fig. 2 ein Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels der Aufschäumvorrichtung;
Fig. 3 eine Detailansicht einer Förderoberfläche mit Aufnahmemulden in einem Längs schnitt;
Fig. 4 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Fördervorrichtung 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 Auf schäumofen, einem Zwischenspeicher und einem weiteren Auf schäumofen.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben 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, mit tels 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 ver steht man die Vergrößerung des Volumens des Partikelschaummaterials 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 vor zugsweise 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 dem Außenraum des Auf schäumofens 6 weitestgehend vermieden werden. Dies führt zu einem besonders guten Auf schäumergebnis.
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 Auf nahme des Partikelschaummaterials 2 kann hierbei an einem Förderband ausgebildet sein. Mittels der Fördervorrichtung 4 kann das Partikelschaummaterial 2 in Förderrichtung 14 durch den Auf schäumofen 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 wei teres 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 Partikel schaummaterials 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 beab- standet.
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.
Der Strahler 11 kann als Infrarotstrahler ausgebildet sein, welcher in der Regel ein Metallge häuse umfasst, das für die nötige Stabilität sorgt. Im Metallrahmen ist Isolationsmaterial inte griert, welches den Energiefluss zur Strahlerrückseite blockiert. Durch eine gewellte Metallfo lie 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 Wellen länge von ca. 3,5pm 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 Partikelschaummaterials 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 Förder vorrichtung 4 angeordnet sein. Insbesondere kann der Abstreifer 18 dazu dienen, um die Ver teilung der einzelnen Partikel 15 des Partikelschaummaterials 2 auf der Förderoberfläche 13 zu regulieren.
Wie aus Fig. 1 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Kühlvorrichtung 20 ausge bildet ist, welche zum Abkühlen des Partikelschaummaterials 2 dient. Die Kühlvorrichtung 20 kann in der Förderrichtung 14 gesehen dem Strahler 11 nachfolgend angeordnet sein. Insbe sondere kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung 20 unterhalb der Förderoberfläche 13 angeordnet ist., um das Partikelschaummaterial 2 von unten kühlen zu können. In einer alter nativen 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 ist, welche zum voneinan der trennen von einzelnen Partikeln 15 des Partikelschaummaterials 2 dient. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Trennvorrichtung 21 als mechanische Trennvorrichtung ausgebil det.
In der Fig. 2 ist die Aufschäumvorrichtung 1 in einer Querschnittdarstellung gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Figur 1 verwendet werden. Um un nötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorange gangenen Figur 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass seitlich zur Fördervorrichtung 4 ein ers tes Reflexionselement 22 und ein zweites Reflexionselement 23 positioniert sind. Die Reflexi onselemente 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-för- mig zueinander angeordnet sind, sodass ein erster Abstand 24 zwischen dem ersten Reflexi onselement 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 Re flexionselement 23 im Bereich der Fördervorrichtung 4.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das erste Reflexionselement 22 in ei nem ersten Winkel 26 zum Strahler 11 angeordnet ist. Der erste Winkel 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 an geordnet ist. Der zweite Winkel 27 wird hierbei an der dem ersten Reflexionselement 22 zu gewandten Seite gemessen. In der Fig. 3 ist eine Detailansicht einer Förderoberfläche 13 mit Aufnahmemulden 28 in ei nem 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 voran gegangenen Figuren 1 und 2 hingewiesen 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 er sichtlich, kann vorgesehen sein, dass an der Förderoberfläche 13 Aufnahmemulden 28 ausge bildet ist, welche zur Aufnahme der einzelnen Partikel 15 des Partikelschaummaterials 2 die nen.
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 Oberflächendurch messer 31 aufweisen. Der Oberflächendurchmesser 31 ist jener Durchmesser, welcher am äu ßersten 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 Ab streiferab stand 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 gehal ten wird, sodass es nicht in der Förderrichtung 14 gefördert werden kann, bis eine weitere freie Aufnahmemulde 28 in den Bereich des Partikels 15 verschoben wird.
Wie aus Fig. 3 weiters ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass eine Rüttelvorrichtung 44 aus gebildet 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. Bauteilbezeichnun- gen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederho lungen 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 Netzstruk tur 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 Aufnahmemulden 28 ausgebildet sind, welche eine Erstreckung 34 aufweisen.
In der Fig. 5 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Aufschäumvorrich tung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeich nungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wie derholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fi guren 1 bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass ein Zuführkanal 35 ausgebildet ist, wel cher zum Zuführen der einzelnen Partikel 15 auf die Förderoberfläche 13 dient. Der Zuführ kanal 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 zy lindrisch ausgebildet ist und einen Zuführkanaldurchmesser 37 aufweist. Der Zuführkanal 35 kann in einem Zuführkanalabstand 38 zur Förderoberfläche 13 angeordnet sein. Der Zuführ kanalabstand 38 kann derart bemessen sein, dass das Partikel 15, wenn es sich in der Aufnah memulde 28 befindet, unter dem Zuführkanal 35 durchgelassen wird und das Partikel 15, wenn es sich außerhalb der Aufnahmemulde 28 befindet, vom Zuführkanal 35 zurück gehal ten wird, sodass es nicht in der Förderrichtung 14 gefördert werden kann, bis eine weitere freie Aufnahmemulde 28 in den Bereich des Partikels 15 verschoben wird.
In der Fig. 6 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Aufschäumvorrich tung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeich nungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wie derholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fi guren 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 Rei hen 39 angeordnet sind. Weiters kann vorgesehen sein, dass in Förderrichtung gesehen zu mindest 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 Aufnah memulden 28 kann die Aufnahmekapazität der Förderoberfläche 13 erhöht werden.
Wie aus Fig. 6 weiters ersichtlich, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass quer zur Förderrich tung 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 ausge richtet sind. Die einzelnen Zuführkanäle 35 können hierbei ebenfalls in mehreren Ebenen auf geteilt 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.
In der Fig. 7 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Aufschäumvorrich tung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeich nungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 bis 6 verwendet werden. Um unnötige Wie derholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fi guren 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 Zwischenspei chern bzw. zum Abkühlen der Partikel 15 dient. Dem Zwischenspeicher 42 nachfolgend kann ein weiterer Aufschäumofen 43 angeordnet sein.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh- rungsvarianten 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 Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, 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. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden 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 darge stellt wurden.
Bezugszeichenaufstellung
30 Tiefe Aufnahmemulde Aufschäumvorrichtung
31 Oberflächendurchmesser Aufnah Partikelschaummaterial memulde Granulatbereitstellungsvorrichtung
32 Netzstruktur Fördervorrichtung
33 Förderboden Innenraum
34 Erstreckung Aufschäumofen
35 Zuführkanal Wand
36 Schüttbehälter Einlassöffnung
37 Zuführkanaldurchmes ser Auslassöffnung
38 Zuführkanalabstand Entnahmevorrichtung
39 Reihe Strahler
40 erste Ebene Abstand
41 zweite Ebene Förderoberfläche
42 Zwischenspeicher Förderrichtung
43 weiterer Aufschäumofen Partikel
44 Rüttelvorrichtung Partikeldurchmesser Aufgabebereich Abstreifer Ab streif erab stand Kühlvorrichtung Trennvorrichtung erstes Reflexionselement zweites Reflexionselement erster Abstand zweiter Abstand erster Winkel zweiter Winkel Aufnahmemulde Radius Aufnahmemulde

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Aufschäumvorrichtung (1) zum Aufschäumen eines expansionsfähigen Partikel schaummaterials (2) mit einem Aufschäumofen (6), welcher einen Innenraum (5) zur Auf nahme 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 Förderrichtung (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) be grenzt wird und seitlich durch ein erstes Reflexionselement (22) und ein zweites Reflexions element (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 ers ten 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 zwi schen 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 (4) Aufnahmemul den (28) ausgebildet sind, wobei die Aufnahmemulden (28) jeweils zur Aufnahme eines ein zelnen 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 um fasst, welches derart ausgebildet ist, dass sich eine Erstreckung (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 Aufnahmemulden (28) ausgerichtet sind.
8. Aufschäumvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführkanäle (35) jeweils einen Zuführkanaldurchmesser (37) aufweisen, und dass die Parti kel (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 Partikeldurchmesser (16) zwischen 100,1% und 199%, insbesondere zwischen 105% und 170%, bevorzugt zwischen 110% und 130% des Zuführkanalabstandes (38) beträgt.
10. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass in Förderrichtung (14) gesehen zumindest eine erste Ebene (40) und eine zweite Ebene (41) von Aufnahmemulden (28) ausgebildet sind, wobei die einzelnen Aufnah memulden (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 Fördervor richtung (4) angeordnet sind, wobei der Partikeldurchmesser (16) zwischen 50% und 99,9%, insbesondere zwischen 70% und 97%, bevorzugt zwischen 85% und 92% des Abstreiferab standes (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) ausge bildet sind, wobei in der Förderrichtung (14) gesehen, der Zwischenspeicher (42) dem Auf schäumofen (6) nachfolgend angeordnet ist und der weitere Aufschäumofen (43) dem Zwi schenspeicher (42) nachfolgend angeordnet ist.
15. Aufschäumvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rüttelvorrichtung (44) ausgebildet ist, welche auf die Förderober fläche (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 Ver fahrensschritte umfasst:
- Aufbringen des Partikelschaummaterials (2) auf eine Förderoberfläche (13) einer Fördervor richtung (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 Auf schäumofens (6) angeordneten Strahlers (11);
- Herausführen des Partikelschaummaterials (2) aus dem Innenraum (5) des Aufschäumofens
(6).
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Herausfüh ren des Partikelschaummaterials (2) aus dem Innenraum (5) des Aufschäumofens (6) das Par tikelschaummaterial (2) in einem Zwischenspeicher (42) zwischengespeichert wird und an schließend in einen weiteren Aufschäumofen (43) geführt wird.
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