DE3120974C2

DE3120974C2 - Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen mit Aminoplastschaum

Info

Publication number: DE3120974C2
Application number: DE19813120974
Authority: DE
Inventors: Jörg 4300 Essen Wilmsen
Original assignee: Fa. Hans Wilmsen, 4300 Essen
Priority date: 1981-05-26
Filing date: 1981-05-26
Publication date: 1987-03-26
Also published as: DE3120974A1

Abstract

Verfahren zum Ausschäumen von Hohlräumen mit Aminoplastschaum, bei dem eine Harnstoffharzlösung und eine Härterlösung mittels Pumpen durch getrennte Schlauchleitungen bis zum Ort der Schaumbildung gefördert werden, und die Schaumbildung in einem Spritzkopf durch Zusammengeben der Harnstoffharzlösung und der Härterlösung durch Einwirken von Druckluft erfolgt, bei dem man die Harzkomponentenlösung und die Härterlösung durch Dosierpumpen fördert und die Steuerung der in den Transportschläuchen transportierten Flüssigkeitsmengen derart vornimmt, daß bei einem unprogrammgemäßen Druckverlauf in nur einer Leitung durch ein Relais der Pumpenmotor abgestellt wird, bis die Druckschwankung beseitigt ist. Gezeigt wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen mit Aminoplastschaum nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 36 223 bekannt.
Aminoplastschäume, insbesondere Harnstoff-Formaldehydschäume, werden zum Ausfüllen von Hohlräumen, insbesondere im Bauwesen, verwendet. Hierbei werden in transportablen Behältern Harnstofflösungen und Härterlösungen über Schläuche mittels Verdrängungspumpen an den Ort der Schaumerzeugung, also beispielsweise Hohlräume, wie Schächte, Rohrleitungen, Kabelschächte, Lüftungsanlagen, Heizungskanäle und dergleichen, gefördert und dort mittels einer Schäumungsbzw. Spritzdüse unter Verwendung von Druckluft direkt in den auszufüllenden Hohlraum geschäumt.
Harnstoff-Formaldehydschäume werden nachfolgend stellvertretend für alle anderen Aminoplastschäume beschrieben.
Bei dem bekannten Ausschäumen von Hohlräumen mit Aminoplastschaum erfolgt die Kontrolle der Qualität des Schaums, also die Qualitätsüberwachung, dadurch, daß einer Komponente ein Farbkonzentrat beigemischt wird, das eine bestimmte Färbung des Schaumes bewirkt. Wird diese Komponente nun zu stark bzw. zu schwach dosiert, so ergibt dies eine dunkle bzw. hellere Einfärbung des Schaums. Dies kann von dem den Spritzkopf bedienenden Arbeiter dann erkannt und gegebenenfalls behoben werden, z. B. durch Reinigung der entsprechenden Düse. Es handelt sich hier aber nur um eine rein visuelle Qualitätskontrolle, die insbesondere dann nur schwer durchzuführen ist oder versagt, wenn kaum kontrollierbare Hohlräume auszuschäumen sind. Zwar kann man durch Probenahme nach dem Aushärten feststellen, ob der an Ort und Stelle in dem Hohlraum erzeugte Harnstoff-Formaldehydschaum der Qualitätsnorm entspricht, aber die nachträgliche Feststellung, daß diese Norm gegebenenfalls nicht erfüllt ist, bedeutet, daß die Fehlschäumung entfernt werden muß, was wegen der schlechten Zugänglichkeit der Hohlräume oft schwierig ist. Darüber hinaus bedeutet dies einen erheblichen zusätzlichen Arbeits- und Materialaufwand und damit letztlich einen Aufwand, den der Schaumerzeuger schon im voraus bei der Preisbildung einkalkulieren muß.
Eine weitere Schwierigkeit besteht in der Berechnung des Schaumvolumens, die als Basis für die Abrechnung dient. Die zu schäumenden Hohlräume sind häufig verzweigt und in ihrem Inhalt nicht genau zu erfassen. Die Berechnungen sind daher ungenau. Auch eine Rechnungsstellung, bei der der Verbrauch an Harnstoffharz- und Härterlösung gemessen wird, führt zu ungenauen Ergebnissen, weil sich diese Lösungen in Tanks befinden, bei denen der Verbrauch meist nur mittels eines Peilstabes ermittelt werden kann. Dabei wird der Höhenunterschied des Flüssigkeitsstandes ermittelt, und daraus und aus der Fläche des Tanks kann der Verbrauch errechnet werden.
Da die Grundfläche des Behälters wegen der erforderlichen Kapazität aber verhältnismäßig groß ist, bedeutet ein geringer Höhenunterschied bereits einen verhältnismäßig hohen Komponentenverbrauch. Eine genaue Messung mittels des Peilstabes ist nicht möglich. Außerdem kann eine Neigung der Behälter, die in der Regel auf einem Kleinlastwagen aufgebracht sind, erhebliche Fehlmessungen bewirken.
Weder die Schaumvolumina noch der durch Peilung gemessene Verbrauch an Material stellen somit zuverlässige Daten für die Kosten und damit für die Rechnungsstellung dar.
Der Schaumerzeuger muß somit bei der Abrechnung mit dem Kunden auf Erfahrungswerte zurückgehen, die sich aus dem Durchschnittsverbrauch für das Ausschäumen von Hohlräumen bestimmter Größe errechnen lassen. Bei der üblichen Schäumarbeit ist das Aufmaß in der Regel die Basis für die Abrechnung. Man ermittelt die theoretische Hohlraumgröße und kann das errechnete Schaumvolumen dann mit einem Kubikmeterpreis multiplizieren und so den Rechnungsbetrag stellen.
Das Schaumvolumen, das für die Rechnungsstellung maßgeblich ist, hängt jedoch in einem erheblichen Maße auch von der an der Schäumungsstelle herrschenden Temperatur ab. Bei unterschiedlichen Temperaturen kann sich daher ein unterschiedlicher Verbrauch an Rohmaterialien zur Herstellung des gleichen Schaumvolumens ergeben. Denn das Schaumvolumen ist bei schwankenden Temperaturen nicht proportional dem Verbrauch der Rohstoffe.
Eine genauere Bestimmung des Verbrauchs wäre natürlich ohne weiteres möglich, indem man dem Pumpendurchfluß Mengenmeßgeräte nachschaltet. Aber Probleme liegen nicht nur hinsichtlich der exakten Verbrauchsmessung vor, sondern auch hinsichtlich der Qualitätskontrolle, wobei diese Qualitätskontrolle nicht erst am fertig erzeugten Schaum, sondern zweckmäßig schon während des Schäumens erfolgen soll.
Aus der eingangs genannten DE-OS 29 36 223 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Reaktionsgemisches aus fließfähigen, Schaum- oder Massivstoff-bildenden Komponenten bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist für jede Komponente einen Vorratsbehälter auf, von dem eine Zuleitung zu einem gemeinsamen Mischkopf führt. In der Zuführleitung ist eine Dosierpumpe angeordnet. Weiterhin sind dort von der Zuführleitung abzweigende, in den jeweiligen Behälter zurückführende Bypass-Leitungen, in denen je ein über eine Impulsleitung betätigbares Drosselventil angeordnet ist, vorgesehen. Die bekannte Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen ist insbesondere für die Fertigung von Formteilen in Formwerkzeugen gedacht, also zur Herstellung von festen, eine bestimmte Form aufweisenden Schaumprodukten. Damit ein solches Schaumprodukt eine reproduzierbare gleichmäßige Eigenschaft aufweist, ist es dort wichtig, bei vorgegebenen Drücken eine selbsttätige Einregelung und Überwachung der Durchsatzmengen während des Einspritzens in den Hohlraum zu gewährleisten.
Ausgehend von der bekannten Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen mit Aminoplastschaum auf Basis einer Harnstoffharzlösung und einer Härterlösung zu schaffen, bei der neben einer exakten Verbrauchskontrolle der verwendeten Rohmaterialien eine exakte Qualitätskontrolle während der Schaumbildung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Dosierpumpen von einem einzigen Motor antreibbar sind und ihnen jeweils ein Pulsationsdämpfer nachgeschaltet ist, daß in die Bypass-Leitungen außer dem Drosselventil jeweils ein Überdruckventil und ein Kontaktmanometer eingebaut sind, und daß die beiden Drosselventile und die beiden Kontaktmanometer mit einem Verzögerungsrelais verbunden sind, das an ein Zeitschaltwerk und an den Motor der Dosierpumpen angeschlossen ist, wobei das Verzögerungsrelais bei Öffnung nur eines Überdruckventils bei geschlossenem Drosselventil vom jeweiligen Kontaktmanometer im Sinne eines Abschaltens des Zeitschaltwerks und des Motors und bei Öffnung beider Überdruckventile von beiden Kontaktmanometern im Sinne eines Abschaltens des Zeitschaltwerks und einer Öffnung beider Drosselventile betätigbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine genaue Kontrolle der verwendeten Materialien, unabhängig von der Größe der auszuschäumenden Hohlräume. Ebenso wird aber die exakte Qualitätskontrolle ermöglicht, weil bei einem unprogrammgemäßen Druckverlauf die Schaumbildung durch Abstoppen der Zufuhr der die Reaktanten enthaltenden Lösung zum Spritzkopf unterbrochen und damit die Produktion eines fehlerhaften oder minderwertigen Schaums verhindert wird.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert, in welcher die elektrischen Verbindungen gestrichelt dargestellt sind.
Die über den Motor 1 angetriebenen Dosierpumpen 2 und 3 sind über den Behältern für die Komponenten (I) und (II) installiert (Komponente (I) Harzkomponente, Komponente (II) Härterlösung). Die Komponenten (I) und (II) werden angesaugt. Den Pumpen nachgeschaltet sind Pulsationsdämpfer 4 und 5.
An den Pulsationsdämpfern zweigen die Schlauchleitungen zum Spritzkopf und je eine Bypass-Leitung ab. In den Bypass-Leitungen, die zum jeweiligen Komponentenbehälter zurückgeführt werden, sind die als Rückschlagventile fungierenden Überdruckventile 6, die Kontaktmanometer 7 und die Drosselventile 8 eingebaut.
Die Überdruckventile 6 sind beispielsweise bei einem erforderlichen Arbeitsdruck von 9 bar auf 10 bar eingestellt und sorgen dafür, daß die gesamte Fördermenge zum Spritzkopf geführt wird. Befindet sich nun in einer Düse Schmutz, so baut sich in der entsprechenden Leitung ein Druck auf, das Überdruckventil öffnet sich und infolge des nachgeschalteten geschlossenen Magnetventils baut sich im Bypass ein Druck auf, der vom Kontaktmanometer registriert wird. Das Manometer gibt einen elektrischen Impuls auf das Verzögerungsrelais 9, welches abwartet, ob aus dem Kontaktmanometer des zweiten Kreises der gleiche Impuls kommt. Da dieser Impuls im Normalfall, bei dem nur eine Düse verstopft ist, nicht kommt, schaltet das Verzögerungsrelais das Zeitschaltwerk 10 und den Pumpenmotor 1 ab. Jetzt kann der Fehler beseitigt werden (wobei es sich in den meisten Fällen um die Reinigung der Düse handelt), bevor das Schäumen wieder aufgenommen wird.
Werden jedoch beide Spritzkopfventile geschlossen, also das Schäumen absichtlich unterbrochen, so ergibt sich in beiden Bypassleitungen ein Druckaufbau und beide Kontaktmanometer geben ihre Impulse auf das Verzögerungsrelais 9. Dies schaltet das Zeitschaltwerk 10 aus und öffnet die Drosselventile 8, so daß die Komponenten jetzt im Kreislauf umgepumpt werden und gleichzeitig umgewälzt werden. Bei Wiederaufnahme des Schäumens durch Öffnen der Ventile am Spritzkopf werden die Bypass Leitungen drucklos, die Kontaktmanometer geben einen zweiten Impuls, der das Schießen der Drosselventile 8 und das Einschalten des Zeitschaltwerkes 10 auslöst.
Da die Dosierpumpen je Zeiteinheit exakt die gleiche Materialmenge fördern, kann das Zeitschaltwerk auf eine Mengenmessung umgeeicht werden. Hierfür ist die einfache Multiplikation "Zeit · Fördermenge/Zeiteinheit" durchzuführen.

Claims

Vorrichtung zum Ausschäumen von Hohlräumen mit Aminoplastschaum mit je einem Behälter für eine Harnstoffharzlösung und eine Härterlösung, der über eine Zuführleitung, in der eine Dosierpumpe angeordnet ist, mit einem Spritzkopf verbunden ist, und mit je einer von der Zuführleitung abzweigenden, in den jeweiligen Behälter zurückführenden Bypass-Leitung, in der ein über eine Impulsleitung betätigbares Drosselventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dosierpumpen (2, 3) von einem einzigen Motor (1) antreibbar sind und ihnen jeweils ein Pulsationsdämpfer (4, 5) nachgeschaltet ist, daß in die Bypass-Leitungen außer dem Drosselventil (8) jeweils ein Überdruckventil (6) und ein Kontaktmanometer (7) eingebaut sind, und daß die beiden Drosselventile (8) und die beiden Kontaktmanometer (7) mit einem Verzögerungsrelais (9) verbunden sind, das an ein Zeitschaltwerk (10) und an den Motor (1) der Dosierpumpen (2, 3) angeschlossen ist, wobei das Verzögerungsrelais (9) bei Öffnung nur eines Überdruckventils (6) bei geschlossenem Drosselventil (8) vom jeweiligen Kontaktmanometer (7) im Sinne eines Abschaltens des Zeitschaltwerks (10) und des Motors (1) und bei Öffnung beider Überdruckventile (6) von beiden Kontaktmanometern (7) im Sinne eines Abschaltens des Zeitschaltwerks (10) und einer Öffnung beider Drosselventile (8) betätigbar ist.