METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING SHELL-LIKE SHAPED ARTICLES

Abstract: 1. Method for manufacturing shell-like or tubular shaped articles, more particularly holow articles (9), from mineral wool at least partially stabilized by means of synthetic resin bonding, in which a fibre web is produced from mineral wool which contains or has the unhardened synthetic resin bonding added, the mineral wool then being hardened in a heated press mould (1, 2) to form the moulded article(s), characterized in that when the synthetic resin bonding hardens the fibre web is compressed into the form of the moulded article(s) and that towards the end of the pressing process the fibre web is separated into the individual moulded articles and locally highly compressed to form a hinge (12).

Description: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von insbes. schalen- oder rohrartigen Formkörpern, insbes. Hohlkörpern, aus zumindest teilweise mittels eines Kunstharzbinders formstabilisierter Mineralwolle, indem zunächst ein bahnförmiges Vlies aus Mineralwolle hergestellt wird, welches den nicht ausgehärteten Kunstharzbinder enthält oder hinzugefügt bekommt, und die Mineralwolle in einer Form zu dem Formkörper ausgehärtet wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet mit einer Vlieslegeeinrichtung. Derartige schalen- oder rohrartige Formkörper aus formstabilisierter Mineralwolle werden insbes. als Schalldämpf-Füllungen in Auspufftöpfen für Verbrennungsmotore eingesetzt. Der Formkörper muss dabei eine dimensionsstabile Form aufweisen, damit er in das Gehäuse des Auspufftopfs leicht eingesetzt werden kann. Auch Gegenstände für Isolationszwecke sind damit herstellbar. Insbes. geht es um die Herstellung von Hohlkörpern, also Körpern, die nicht nur eine Aussenkontur, sondern auch eine Innenkontur aufweisen. Bei dem bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird zunächst ein bahnförmiges Vlies aus Mineralwolle hergestellt, wobei die Mineralwolle mit dem noch nicht ausgehärteten Kunstharzbinder behandelt, beispielsweise besprüht wird. Von dem Vlies werden Abschnitte abgeteilt, was entweder von Hand durch einen Schneidevorgang oder maschinell durch einen Stanzvorgang geschehen kann. Auf diese Weise entstehen Zuschnitte, die jeweils in eine geteilte Form eingelegt werden. Nach dem Schliessen der Ober- und Unterform wird die Form samt dem darin eingeschlossenen Zuschnitt in einem Ofen aufgeheizt, wobei der Kunstharzbinder aushärtet und der Formkörper auf diese Weise sein Form erhält. Die Massgenauigkeit des Formkörpers ist von der Sorgfalt der Abteilung der Zuschnitte und der Einbringung derselben in die Form abhängig. Sollen höhere Raumgewichte in der Grössenordnung von 150 kg/m3 erreicht werden, so werden meist mehrlagige Zuschnitte in eine Form eingebracht. Höhere Raumgewichte als 150 kg/m3 sind damit kaum erreichbar. Formkörper mit einem Raumgewicht bis zu 180 kg/m3 können auch durch Fräsen aus entsprechendem Plattenmaterial hergestellt werden . Das Plattenmaterial wird mit Hilfe einer Vlieslegeeinrichtung und nachfolgend beidseitig angeordneten Bändern hergestellt, die sich auf das gelegte Vlies auflegen und ihm dabei die gewünschte Plattenstärke geben. Die Bänder sind beheizt bzw. von Dampf durch stroms, damit während des Durchlaufes des Materials die Aushärtung des Kunstharzbinders erfolgt. Durch den Fräsvorgang, mit dem derartige Formkörper aus Plattenmaterial hergestellt werden, entsteht ein relativ grosser Abfall. Ausserdem werden die Faser durchtrennt und damit zerstört. Es ergibt sich jedoch eine gute Masshal- tigkeit der dabei hergestellten Formkörper, die - bei entsprechender Ausbildung - zu je zwei Stück zu einem schalenartigen Hohlkörper zusammengesetzt werden. Schliesslich ist es bei der Herstellung von Hohlkörpern, die als Ganzes, also nicht als Halbschalen, gefertigt werden, bekannt, zunächst einen Kern mit dem bahnenartigen Vlies zu umwickeln. Anschliessend wird die aufgewickelte Mineralwolle und der Kern mit einer Umfangsform umschlossen und dann thermisch ausgehärtet. Dabei sind Raumgewichte von bis zu 120 kg/m3 erreichtbar. Diese Herstellung ist besonders umständlich, lohnintensiv und energieaufwendig, da die Formen ebenso wie bei dem zunächst beschriebenen Verfahren jeweils aufgeheizt werden müssen. Die Massgenauig- keit der Hohlkörper hängt auch hier in erster Linie von der Sorg- falt des Wickelns ab. In manchen Fällen ist eine Nacharbeit durch einen Säge- oder Schleifvorgang möglich und erforderlich, um die geforderten Dimensionen des Hohlkörpers toleranzmässig einzuhalten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit dem Formkörper, insbes. Hohlkörper aus formstabilisierter Mineralwolle mit verbesserter Massgenauigkeit wirtschaftlich herstellbar sind. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das Vlies mittels einer beheizbaren Pressform unter Aushärtung des Kunstharzbinders unmittelbar zu den Forinkörpern verpresst wird und dabei gegen Ende des Pressvorgangs in die einzelnen Formkörper unterteilt wird. Die Erfindung löst sich von den bisher bekannten Arten der Herstellung von Formkörpern aus formstabilisierter Mineralwolle und wendet erstmals den Vorgang des Pressens in der speziellen Ausbildung als Form pressen, auch auf diesem Sektor an. Dabei liegt der Gedanke zugrunde, dass eine vergleichsweise lockere Form des Vlieses durch das Formpresen in den Formkörper, insbes. den Hohlkörper bzw. Hohlkörperteile, mit den gewünschten Dimensionen überführt werden kann. Dies geschieht mit vergleichsweise verbesserter Massgenauigkeit. Auch die Oberfläche des Formkörpers erhält durch das Formpressen ein geschlosseneres Aussehen. Schliesslich ist es sinnvoll, den Formpressvorgang derart zu beenden, dass dabei das eingesetzte Vlies in die einzelnen Formkörper unterteilt wird; das Ende eines Pressvorganges ist also gleichzeitig ein Abteilvorgang, in dem ein oder mehrere Formkörper direkt von dem Vlies abgeteilt werden. Das Vlies kann dabei bahnenförmig auf Rolle aufgewickelt mit endlicher Länge eingesetzt werden oder direkt aus der Vlieslegeeinrichtung auslaufend taktweise benutzt werden. Durch die Anwendung dieses Verfahrens wird zunächst der im Stand der Technik immer vorhandene Verfahrensschritt des Bildens eines Zuschnittes für jeden Formkörper eingespart, weil der Abteilvorgang am Ende des Formpressens mit diesem kombiniert durchgeführt wird. Überraschender- weise lassen sich mit dem neuen Verfahren Formkörper von hohem Raumgewicht, beispielsweise von 200 kg/m3 und mehr erzeugen, wie dies bisher nicht möglich war. Solche Formkörper, insbes. Hohlkörper, mit derart hohem Raumgewicht der Mineralwolle werden für hohe Schalldaämpfung insbes. im Automobilbau benötigt, um den Geräuschpegel zu senken. Die Hohlkörper lassen sich sowohl als Halbschalen als auch als ganzschalige Körper herstellen. Es ergibt sich auch die Möglichkeit, das eingesetzte Vlies innerhalb des Umrisses einer Ganzschale sehr hoch zu verdichten, ohne einen Abtrennvorgang zu bewirken; auf diese Art und Weise lässt sich ein Scharnier bilden, um welches zwei darüber zusammenhängende Halbschalen dann zu einer Ganzschale zusammengeklappt werden können. Von besonderem wirtschaftlichem Vorteil ist die durch das neue Verfahren eröffnete Möglichkeit, die Formkörper - auch mit bisher nicht erreichbaren hohen Raumgewichten - mit kurzen Taktzeiten herzustellen, weil die Pressform immer ihre Arbeitstemperatur beibehalten kann und nicht jeweils für jede Halbschale neu aufgeheizt werden muss, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Vlies taktweise bei jedem Pressvorgang in eine Vielzahl Formkörper verpresst wird. Es versteht sich, dass von dieser Möglichkeit insbes. dann Gebrauch gemacht wird, wenn relativ kleine Hohlkörper, wie sie bei Auspufftöpfen Anwendung finden, hergestellt werden. Die Pressform weist dann eine Vielzahl von Nutzen auf. Dabei kann das Vlies ohne Abfall zwischen den einzelnen Hohlkörpern verpresst werden, weil die mehreren Nutzen in der Form ohne weiteres direkt aneinander anschliessend ausgebildet werden können. Das Unterteilen des Vlieses in die einzelnen Form- bzw. Hohlkörper erfogt durch einen Schneid/Stanzvorgang bzw. durch Abquetschen in bzw. vermittels der Pressform, die zumindest zweiteilig gestaltet ist. Beim Verpressen kann das Vlies aus Mineralwolle örtlich zur Bildung eines Scharniers sehr hoch verdichtet und dabei geformt werden. Dabei ist es erforderlich, dass an dieser Stelle ein Durchtrennvorgang vermieden wird. Durch die hohe Verdichtung ergibt sich jedoch eine gute und ausreichende Biegefestigkeit des Formkörpers um dieses Scharnier. Ein solcher Hohlkörper bietet im Gegensatz zu zwei Halbschalen eine Reihe von Vorteilen bei seiner weiteren Verwendung und Montage, z.B. in einem Auspufftopf. Das Vlies kann auch mehrlagig verpresst werden, wobei mehrere gleiche oder auch ungleiche Lagen eingesetzt werden können, um entweder hohe Raumgewichte oder auch spezielle Eigenschaften zu erzielen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet mit einer Vlieslegeeinrichtung, mit der das Vlies erzeugt, wird, welches mit dem nicht ausgehärteten Kunstharzbinder behandelt ist. Weiterhin arbeitet die Vgrrichtung mit einer beheizbaren, teilbaren Form. Die Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass eine Presse mit einer beheizbaren Pressform und einer Einrichtung zum taktweisen Einführen des Vlieses in die Pressform vorgesehen sind. Die Pressform ist mit einer Heizeinrichtung ausgestattet, um die Aushärtung des Kunstharzbinders während des Formpressens zu ermöglichen. Die Fasern der Mineralwolle werden somit mit dieser Vorrichtung in den Formkörper mit der gewünschten Dimension zusammengedrückt, wobei die Aushärtung bei geschlossener Pressform stattfindet. Die Masshaltigkeit der damit hergestellten Formkörper liegt in sehr engen Toleranzen, Die Heizeinrichtung kann in verschiedener Weise realisiert werden; es Ast direktes als auch indirektes Beheizen möglich. Eine elektrische Heizeinrichtung der Pressform bietet sich zunächst an. Darüberhinaus kann aber auch die Pressform kanalartig durchbrochen sein, insbesondere, um auf diese Art und Weise Dampf oder Heiss luft durch die Mineralwolle der Formkörper zu leiten und somit die Aushärtung zu beschleunigen. Dies gilt insbes. für Formkörper mit grosser Wandstärke. Die Pressform kann zum Unterteilen des Vlieses in mehrere Formkörper ausgebildet sein, also mehrere Nutzen aufweisen, so dass bei einem Presshub eine Vielzahl von Formkörpern anfällt. Die Einrichtung zum Einführen des Vlieses in die Pressform kann eine Abwickelvorrichtung zur Aufnahme des zahnförmig aufgewickelten Vlieses aufweisen. Von dieser Möglichkeit wird man insbes, dann Gebrauch machen, wenn die Vlieslegeeinrichtung der Presse nicht unmittelbar vorschaltet sein muss oder soll. Es ist auch möglich, auf diese Art und Weise mehrere Vliesbahnen übereinander durch die Presse zu schikken. Ein besserer Verbund der Mineralwolle untereinander ergibt sich freilich dann, wenn nur ein einlagiges Vlies verarbeitet wird. Der wesentliche Teil einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf den unteren Teil der Pressform, Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie II-II, Fig. 3 eine Draufsicht auf den oberen Teil einer Pressform, Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 eine Seitenansicht des mit der Pressform gemäss den Fig. 1 und 3 herstellbaren Hohlkörpers. Die Pressform weist ein Formunterteil 1 (Fig. 1) und ein Formoberteil 2 (Fig. 3 > auf, die aufeinander abgestimmt sind. Am Formunterteil 1 sind Positionierstifte 3 und am Formoberteil Bohrungen 4 vorgesehen, so dass das Formoberteil 2 passgenau auf das Formunterteil aufgesetzt bzw. mit diesem zusammenarbeiten kann. Es versteht sich, dass das Formunterteil 1 beispielsweise fest auf einem Presstisch einer Presse montiert wird, während das Formoberteil ueber einen entsprechenden Antrieb der Presse heb- und senkbar dazu gehalten und geführt ist. Im Formunterteil 1 sind zwei Nutzen 5 unmittelbar nebeneinander angeordnet. Jeder Nutzen 5 besteht aus zwei schalenförmigen Vertiefungen 6 und 7, die durch eine umlaufende Begrenzungswandung 8 umschlossen sind. Die beiden Vertiefungen 6 und 7 eines Nutzens 5 dienen zur Herstellung eines Hjohlkörpers 9 (Fig. 5), der aus zwei Halbschalen 10 und 11 besteht, die über ein Scharnier 12 zusanirnenhängen und wie ein Pfeil 13 und die gestrichelte Darstel ung der Halbschale 11 erkennen lassen, um das Scharnier 12 2U einem Hohlkörper 9 umschlagbar sind. Durch die Begrenzungswan dung 8 wird der Umriss des Hohlkörpers 9 bzw. der beiden aufgeklapp- ten Halbschlen 10 und 11 festgelegt. Die Begrenzungswandung 8 ist so ausgebildet, dass in Verbindung mit dem Formoberteil 2 die Pressform hier schliesst bzw. ein Abtrennen des Mineralwollvlieses gegen Ende des Presshubes erreichbar ist. Zur Ausbildung des Scharniers 12 besitzt die Unterform in jedem Nutzen 5 einen Steg 14, der mit einer Rille 15 in dem Formoberteil 2 zusammenarbeitet. Steg 14 und Rille 15 sind bei vollkommen geschlossener Pressform, wenn sich also das Formoberteil maximal dem Formunterteil genähert hat, immer noch in gewisser Entfernung voneinander, so dass hier die Mineralwolle nicht durchtrennt, sondern das Scharnier 12 gebildet wird. Das Formoberteil 2 besitzt ansonsten zwei Erhebungen 16, durch die in Verbindung mit den Vertiefungen 6 und 7 die Wandstärke der Halbschalen 10 und 11 und ihre sonstige geometrische Gestaltung festgelegt sind. ie Wirkungsweise der Gesamtvorrichtung wird hieraus verständlich. Es wird ein Vlies aus Mineralwolle gelegt, welches mit Kunstharzbinder z.B. eingespräht wird. In dieser Form wird das Vlies als endloses Band oder in Form von Bandabschnitten von der Rolle zwischen Formunterteil 1 und Formoberteil 2 in der geöffneten Stellung der Pressform eingeführt. Die Absenkbewegung des Formoberteils 2 führt dazu, dass je zwei der in Fig. 5 dargestellten Hohlkörper 9 mit einem Presshub erzeugt werden. Zwischen den beiden Nutzen 5 ist kein Abfall vorhanden. Die Vliesbahn kann dann um einen Takt weiterbewegt werden, so dass ein neuer Presshub stattfinden kann, bei dem wiederum zwei Hohlkörper 9 entstehen. Es versteht sich, dass die Pressform auch eine wesentliche grössere Anzahl als zwei Nutzen 5 aufweisen kann, insbes. dann, wenn der einzelne Hohlkörper 9 relativ kleinen Umriss aufweist. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Pressform komplizierter zu gestalten, Kerne einzulegen usw., um komplizierteren Formgebungen eines Hohlkörpers Rechnung zu tragen. Die Pressform wird beheizt (nicht dargestellt), so dass sie immer auf Arbeitstemperatur ist bzw. gehalten wird, so dass der vorher auf das Vlies aufgebrachte Kunstharzbinder während des Pressvorganges aushärtet. Es kann auch eine Durchströmung des Hohlkörpers 9 mit Heissdampf oder Heissluft stattfinden, um das Aushärten zu beschleunigen. Die Pressform ist dann entsprechend auszubilden, mit Kanälen und Öffnungen für das Durchströmungsmittel aus zustatten. Durch den Pressvorgang sind Hohlkörper aus Mineralwolle mit sehr hohem Raumgewicht einfach herstellbar, auch mit Raumgewichten in der Grössenordnung von 200 kg/m3 und mehr, wie sie bisher nicht herstellbar waren. Durch den Pressvorgang selbst erhält der Hohlkörper eine schon als glatt zu bezeichnende Oberfläche, die sich durchaus auch ohne weitere Schutzmassnahmen anfassen und handhaben lässt. Es entfällt damit beispielsweise das Umwickeln eines solchen Forrekorpers nit einer Folie. Bezugszeichenliste : 1 = Formunterteil 2 = Formoberteil 3 = Positionierstift 4 = Bohrung 5 = Nutzen 6 = Vertiefung 7 = Vertiefung 8 = Begrenzungswandung 9 = Hohlkörper 10 = Halbschale 11 = Halbschale 12 = Scharnier 13 = Pfeil 14 = Steg 15 = Rille 16 = Erhebung

Claims: Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von insbes. schalenoder rohrartigen Formkörpern' insbes Hohlkörpern P a t e n t n s p X a C h e ; 1. Verfahren zur Herstellung von insbes. schalen- oder rohrartigen Formkörpern, insbes. Hohlkorpern, aus zumindest teilweise mittels eines Kunstharzbinders formstabilisierter Mineralwolle, indem zunächst ein bahnförmiges Vlies aus Mineralwolle hergestellt wird, welches den nicht ausgehärteten Kunstharzbinder enthält oder hinzugefügt bekommt, und die Mineralwolle in einer Form zu einem Formkörper ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies mittels einer beheizbaren Pressform unter Aushär tung des Kunstharzbinders unmittelbar zu den Formkörpern ver presst wird und dabei gegen Ende des Pressvorganges in die ein zelnen Formkörper unterteilt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies taktweise bei jedem Pressvorgang in eine Viel zahl Formkörper verpresst wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies ohne Abfall zwischen den einzelnen Form körpern verpresst wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteilen durch Schneiden bzw. Abquetschen erfolgt. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verpressen das Vlies aus Mineralwolle örtlich zur Bildung eines Scharniers sehr hoch verdichtet wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies mehrlagig verpresst wird. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, mit einer Vlieslegeeinrichtung und einer beheiz baren, teilbaren Form, dadurch gekennzeichnet, dass eine Presse mit einer beheizbaren Pressform (1, 2) und eine Einrichtung zum taktweisen Einführen des Vlieses in die Pressform vorgesehen sind. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressform zum Unterteilen des Vlieses in mehrere Form körper (9) ausgebildet ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einführen des Vlieses in die Pressform eine Abwickelvorrichtung zur Aufnahme des bahnförmigen aufgewickelten Vlieses aufweist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Pressform Kanäle für ihre Beheizung und/oder für die Durchströmung der Mineralwolle mit Dampf, Heissluft o. dgl. zum Zwecke der Aushärtung des Kunstharzbinders aufweist.

Inventors: BAIER, FRANZ
Applicants: DEUTSCHE BASALTSTEINWOLLE GMBH
Application year: 1985
Main classification: B29D22
IPC codes: B29C70, D04H1, B29D22, B29C33