Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von kalottenförmigen Ausschnitten wärmedämmender Wände aus Kunststoffschaum

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von kalottenförmigen Ausschnitten wärmedämmender Wände zur Wärmeisolierung von im wesentlichen kugelförmigen Behältern insbesondere für den Transport und die Lagerung von Flüssigkeiten, wobei man Teilstükke der Wärmedämmwände herstellt, die eine Wärmedämmschicht aus Kunststoffschaum und eine darüber angeordnete Dampfsperre in Form einer Schicht aus Metall oder festem Kunststoff haben.

Es ist bekannt, eine Wärmeisolierschichtfür Behälter zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten und Gasen in der Weise herzustellen, dass man kalottenförmige Teilstücke der Isolierwand in Formen schäumt, die aussen aufzubringende Dampfsperre in Form einer Aluminiumfolie mittels einer der Kalottenform entsprechenden Formpresse aufklebt und die Isolierwand dann am Behälter montiert. Diese Lösung ist jedoch nicht befriedigend, weil solche Formen sehr teuer sind, was sich besonders bei der gegebenen Formenmannigfaltigkeit der Behälter als erheblicher Teuerungsfaktor bemerkbar macht.

Indessen ist es auch bekannt, aus Kunststoffschaumblöcken Platten mit gekrümmten Oberflächen zu schneiden. Die DE-A-2 849 259 offenbart eine Vorrichtung mit einem Schneidwerkzeug - das auch eine Säge sein kann - welches an beiden Enden behalten wird und zur Erzielung einer bombierten Schnittfläche gekrümmt werden kann. Dabei ist die Krümmung des Schneidwerkzeuges während des Schneidvorganges veränderbar.

Aus der DE-A-1 906 592 geht eine Vorrichtung hervor, wobei ein Materialblock, von dem gekrümmte Platten abgeschnitten werden, während eines horizontalen Schneidvorganges zum Schneidwerkzeug, z.B. Bandmesser, gehoben und gesenkt werden kann und zwar durch Führung über eine gekrümmte Führungsbahn. Damit kann ein in Schneidrichtung gekrümmter Schnitt erzielt werden.

Die US-A-3 850 061 offenbart eine Vorrichtung zum Schneiden von Platten von einem Materialblock mit einem waagerecht schneidenden Bandmesser, das an zwei senkrechten Säulen vertikal verstellbar und in jeder Höhe feststellbar ist.

Mit den Vorrichtungen gemäss den vorgenannten Druckschriften können zwar in verschiedenen Richtungen gekrümmte Schnitte ausgeführt werden. Jedoch mit keiner dieser Vorrichtungen können Schnitte mit der exakten Krümmung einer Kugeloberfläche hergestellt werden.

Um aber Ausschnitte wärmedämmender Wände gemäss der eingangs definierten Art herzustellen, bedarf es nicht nur einer Vorrichtung, mit der Schnitte in der exakten Krümmung einer Kugeloberfläche hergestellt werden können. Auch die Seitenflächen müssen nach bestimmten vorgegebenen Schnittführungen zugeschnitten werden.

Durch die US-A-3 888150 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, wobei Plattenrohlinge an drei Seiten gleichzeitig mittels entsprechend angeordneter Bandsägen zugeschnitten werden können. Dabei verlaufen alle Schnitte parallel zu einer senkrecht durch die Plattenmitte gedachten Linie. Eine derartige Vorrichtung ist aber für das Zuschneiden der Seitenflächen von kalottenförmigen Wandausschnitten nicht brauchbar, denn hierbei müssen die Schnitte gegen eine senkrecht durch die Plattenmitte gedachte Linie geneigt verlaufen, wobei die Neigung sich entlang der Schnittlinien ändern muss.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der von einem Kunststoffschaumblock kalottenförmige Plattenkörper mit der exakten Krümmung einer Kugeloberfläche geschnitten werden können, die in einem weiteren Teil der Vorrichtung durch Beschneiden der Seitenflächen zu Ausschnitten wärmedämmender Wände zur Wärmeisolierung von im wesentlichen kugelförmigen Behältern insbesondere für den Transport und die Lagerung von Flüssigkeiten geformt werden können. Dabei soll sowohl der Vorrichtungsteil zum Schneiden der Kalottenrohlinge, als auch der Vorrichtungsteil zum Beschneiden der Stossflächen der Kalotten- rohlinge auf verschiedene Krümmungsradien der Wandausschnitte einstellbar sein.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche 2 bis 7 sind die Merkmale der erfindungsgemässen Sägeeinrichtung zum Schneiden der Kalottenrohlinge aus einem Kunststoffschaumblock aufgeführt.

Die Merkmale der Sägeeinrichtung zum massgenauen Zuschneiden der Stossflächen an den einzelnen Wandausschnitten nach der Erfindung gehen aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 8 hervor.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematisierter Darstellung:

• Fig. 1 die Einrichtung zum Schneiden der Kalottenrohlinge aus einem Kunststoffschaum-Block perspektivisch gesehen;
• Fig. 2 die gleiche Einrichtung aus der Sicht gegen die Schneidrichtung;
• Fig. 3 die gleiche Einrichtung aus der Sicht quer zur Schneidrichtung;
• Fig. 4 die Einrichtung zum Beschneiden der Stossflächen perspektivisch gesehen.

Die Vorrichtung zur Formgebung des Schaumkörpers eines Wandausschnittes weist eine Einrichtung zum Schneiden von Kalottenrohlingen aus einem grob vorgeformten Kunststoffschaum- Block und eine Einrichtung zum exakten Schneiden der Stossflächen der Wandausschnitte auf.

Die Einrichtung zum Schneiden der Kalotten- rohlinge besteht im wesentlichen aus einer an sich bekannten Kettensäge 1 mit einer über die Kanten eines biegsamen Schwertes geführten, an beiden Umlenkachsen 1a, 1b durch je einen Elektromotor 1c, 1d angetriebenen Sägenkette.

Die Kettensäge 1 ist mit beiden Enden an senkrechten Führungsholmen 2, 3 auf und ab beweglich und in jeder beliebigen Höhe feststellbar angeordnet.

Die Umlenkachsen 1a, 1b der Kettensäge 1 sind jeweils um eine waagerechte, parallel zur Schneidrichtung verlaufende Neigungsachse 1e, 1f gegeneinander neigbar - wobei das Schwert vorzugsweise in der Mitte nach unten gebogen wird - und in jeder erreichbaren Neigung feststellbar. Dadurch wird eine innerhalb gewisser Grenzen beliebig veränderbare, quer zur Schneidrichtung verlaufende Krümmung der Schnittfläche erzielt.

Für die Auf- und Ab-Bewegungen der Kettensäge 1 zwecks Einstellung der Schnitthöhe sind an den Führungsholmen 2, 3 zwei synchron laufende Spindeltriebe 2a, 3a vorgesehen, die jeweils parallel neben den Führungsholmen 2, 3 verlaufend angeordnet sind.

Die beiden senkrechten Führungsholme 2, 3 sind jeweils in der Mitte einer Längsseite an einem Tischgestell 4 angeordnet. Das Tischgestell 4 trägt auf einem Paar auswechselbarer, in Längsrichtung verlaufender Führungsschienen 5, 6 eine viereckige Tischplatte 7, die mittels Laufrollen auf den Führungsschienen 5,6 in Schneidrichtung der Kettensäge 1 vor und zurück bewegbar ist. Durch eine Krümmung der Führungsschienen 5, 6 wird die Krümmung der von der Kettensäge 1 erzeugten Schnittfläche in Schneidrichtung bestimmt.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten und hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Änderung der Schnittflächenkrümmung in Schneidrichtung dadurch erzielt, dass die Führungsschienen 5, 6 gegen solche mit einem anderen Krümmungsverlauf ausgetauscht werden.

Die Tischplatte 7 ist mit einer Einrichtung zum Aufspannen eines im Grundriss grob vorgeformten Kunststoffschaum-Blockes versehen. An dem Tischgestell 4 ist unterhalb der Tischplatte 7 eine Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor 8 vorgesehen, durch die die Tischplatte 7 unter der Kettensäge 1 hindurch vor und zurück bewegbar ist. Dabei ist natürlich die Bewegungsgeschwindigkeit der Tischplatte 7 der Schnittgeschwindigkeit der Kettensäge 1 anpassbar.

Die Kettensäge 1 ist zweischneidig. Dadurch kann bei jedem Weg der mit einem Kunststoffschaum-Block bestückten Tischplatte 7 unter der Kettensäge 1 hindurch - hin wie auch zurück - eine beliebig dicke gekrümmte Schicht von dem Kunststoffschaum-Block abgeschnitten werden.

Die zu der erfindungsgemässen Vorrichtung gehörende Einrichtung zum Schneiden der jeweils vier Stossflächen der vorzugsweise segmentsektorförmigen Wandausschnitte setzt sich im wesentlichen wie folgt zusammen: Zwischen vier Eckpfosten eines quaderförmigen Rahmengestells 9 ist im unteren Bereich ein Tisch 10 angeordnet, auf dem die zu beschneidenden Wandausschnitt-Rohlinge 11 mit der Innenseite nach unten liegend fixierbar sind. Auf dem Tisch 10 sind an zwei einander gegenüberliegenden Seiten zwei Bandsägen 12, 12a für die Schnitte nach den Segmentlinien entlang dieser Linien bewegbar angeordnet.

Über dem Tisch 10 sind an den beiden anderen einander gegenüberliegenden Seiten zwei weitere Bandsägen 13, 13a an dem Rahmengestell 9 hängend für die Schnitte nach den Sektorlinien an diesen Linien entlang bewegbar angeordnet.

Auf dem Tisch 10 sind zur Führung der stehend beweglichen Bandsägen 12, 12a für die Schnitte nach den Segmentlinien gekrümmte Führungsschienen 14, 14a auswechselbar befestigt, an denen die Bandsägen 12, 12a jeweils mit einem Rollen-Untersatz 15, 15a geführt werden und deren Krümmung der jeweiligen Krümmung der Segmentlinien entspricht.

Die stehenden Bandsägen 12, 12a sind auf ihren Rollen-Untersätzen 15 bzw. 15a um eine parallel zur Schneidrichtung verlaufende Achse 16 bzw. 16a innerhalb gewisser Grenzen neigbar gelagert, wobei jede gewünschte Neigung mittels einer Schraubspindel 17 bzw. 17a fixierbar ist. Die Verstell möglichkeiten der Neigung dieser Bandsägen sind notwendig, weil der Winkel zwischen der Rotationsachse des zu isolierenden Behälters und der durch die vier Ecken des jeweiligen Wandausschnittes gebildeten Ebene (Tischfläche) sich von Segment zu Segment bei gleichem Wölbungsradius sowie auch bei einem anderen Wölbungsradius ändert.

Die hängend am Rahmengestell 9 angeordneten Bandsägen 13, 13a für die Schnitte nach den Sektorlinien sind jeweils an einem im wesentlichen waagerecht über der gewünschten Schnittlinie verlaufenden Paar von Führungsholmen 18, 181 bzw. 18a, 181a in Schneidrichtung der Bandsägen beweglich aufgehängt.

Bei jedem dieser Holmenpaare ist die Ebene mindestens einer der Holme gegenüber der Ebene des anderen Holmes des gleichen Paares neigbar und in jeder gewünschten Neigung feststellbar.

Dadurch, dass die Ebenen der beiden Holme des gleichen Paares nicht parallel zueinander verlaufen, wird die Neigung der betreffenden Bandsäge während des Schnittverlaufes verändert. Dies ist notwendig, weil die Lage des mit allen vier Ecken auf dem Tisch verlaufenden Wandausschnittes im Bezug auf den Verlauf des Kantenwinkels nicht seiner Anordnung auf der gekrümmten Oberfläche des zu isolierenden Behälters entspricht. Die entlang den Sektorlinien verlaufenden Schnitte müssen auf die Ebene des Schneidtisches bezogen schraubenförmig verlaufen, damit sie auf der Oberfläche des zu isolierenden Behälters der Meridianebene entsprechen.