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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung
von Sandwich-Leichtbauplatten.
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Es
ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Sandwichplatten
bekannt,
DE 10 2004
007 238 B3 , wobei eine solche Sandwichplatte aus einem
Leistenrahmen besteht, in den eine Wabeneinlage eingelegt wird und
Leistenrahmen und Wabeneinlage anschließend mit einem PUR-Kleber, PU-Kleber
oder einem Heißschmelzkleber
mit einer Unterdeckplatte und einer Oberdeckplatte in einer Presse
verklebt werden.
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Nachteilig
an einer solchen Sandwichplatte ist, dass sie sofort auf ihr späteres Endmaß vorgefertigt
werden muss und dass die Art der Fertigung mit den anzuordnenden
Leistenrahmen sehr arbeits- und zeitaufwändig ist. Zudem bringt die
Verwendung der Kleber ungünstige
Verfahrensparameter in den Herstellungsprozess, da entweder Wärme oder
längere Aushärtezeiten
der Kleber und damit lange Press- und
Haltezyklen der Presse beachtet werden müssen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung
einer großformatigen
Sandwich-Leichtbauplatte als Ausgangsprodukt zur Herstellung von
leichten Möbelbauplatten zur
Verfügung
zu stellen, die jeweils wesentliche Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik aufweisen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und
8.
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Die
Vorrichtung zur Herstellung von Sandwich-Leichtbauplatten besteht
im Wesentlichen aus einer Presse mit einem unteren Presstisch mit
einer Beschickvorrichtung für
eine untere Plattenkomponente, etwa einem Gurt, einem oberen Presstisch
mit einer Unterdruckeinrichtung zum zeitweiligen Halten einer oberen
Plattenkomponente und aus einem in die Presse ein- und daraus herausfahrbaren
und während
eines Pressvorgangs in der Presse verbleiben Beschickwagen mit zwischen
den Presstisch ein- und ausschwenkbaren höhenverstellbaren Haltearmen.
Dadurch, dass die Haltearme nach unten und oben gerichtete Halteeinrichtungen
für eine
obere Plattenkomponente und eine mittlere Plattenkomponente aufweisen,
wird es ermöglicht,
zwei separate Halbzeuge in die Presse einzufahren, ohne sie vorher
in unmittelbaren Kontakt miteinander bringen zu müssen. Dadurch
verlängert
sich die unkritische offene Zeit der Presse sehr wesentlich, was
die Prozesssicherheit deutlich erhöht.
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Von
besonderem Vorteil ist hierbei weiterhin, dass die auf den Haltearmen
gelagerte obere Plattenkomponente mittels der Unterdruckeinrichtung
im oberen Presstisch an diesen angesaugt werden kann, woraufhin
die höhenverstellbaren
Haltearme die mittlere Plattenkomponente auf einer in die Presse
eingefahrenen und auf den unteren Presstisch abgelegten bzw. auf
dem Transportgurt liegenden unteren Plattenkomponente ablegen und
nach einem raschen Anheben und Ausschwenken der Haltearme die Presstische
sofort zusammenfahren können.
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Die
so hergestellte großformatige
Sandwich-Leichtbauplatte ist zunächst
vollkommen unabhängig
von dem Maß einer
später
beispielsweise daraus herzustellenden Möbelbauplatte, so dass sich schnell
und einfach eine Vielzahl von identischen Sandwich-Leichtbauplatten
herstellen lässt,
aus denen dann später
Platten beliebiger Abmessungen ausgeschnitten werden können.
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Die
nach unten gerichtete Halteeinrichtung der Haltearme des Beschickwagens
besteht vorteilhafterweise aus einem Nagelgreifer mit nach unten gerichteten
Nägeln,
wobei einzelne Nägel,
Nagelgruppen oder Nagelreihen gegeneinander verstellbar am Haltearm
angeordnet sind. Vorzugsweise kann eine solche Verstellung der Nägel parallel
zueinander erfolgen, denkbar wäre
jedoch auch, dass sie gegen einander verschwenkt werden. Diese Verstellbarkeit ermöglicht ein
Aufnehmen einer mittleren Plattenkomponente von einer Ablage, in
dem die Nägel
nach dem Absenken der Haltearme und dem Eingreifen der Nägel in die
bereits beidseitig mit einer Kleberkomponente versehenen mittlere
Plattenkomponente gegeneinander verstellt werden, wodurch eine ausreichend
große
Haltekraft erzeugt werden kann, um die mittlere Plattenkomponente
von ihrer Unterlage abzuheben und mittels des Beschickwagens in
die Presse zu verfahren. Bevorzugterweise besteht die Ablage aus
einer Scheibenbahn, deren Scheiben teilweise in ein Wasserbad eintauchen.
Abtropfender Kleber führt
so nicht zu einer Verunreinigung der Vorrichtung.
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Die
Nägel des
Nagelgreifers durchtreten auf der nach unten gerichteten Oberfläche des
Haltearmes eine dazu parallele Fläche, die als Abschieber der
mittleren Plattenkomponente parallel verschieblich zu dieser Oberfläche ausgebildet
ist, so dass sichergestellt werden kann, dass die mittlere Plattenkomponente
nach einem Ablegen auf der unteren Plattenkomponente und einem Verfahren
der Nägel des
Nagelgreifers in die Ursprungslage auch wieder aus der mittleren
Plattenkomponente herausgezogen werden können, da diese mit einer Kleberkomponente
versehen ist. Gleichzeitig kann ein solcher Abschieber auch als
Abstreifer zur Reinigung der Nägel des
Nagelgreifers dienen, damit dieser nicht von haften bleibenden Kleberresten
verschmutzt und unbrauchbar wird.
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Besonders
vorteilhaft ist des Weiteren, dass auch die nach oben gerichtete
Halteeinrichtung der Haltearme des Beschickwagens aus einer Vielzahl von
kleinen, von einer Oberfläche
des Haltearmes beabstandeten Auflagerflächen besteht, wie etwa ebenfalls
aus Nägeln
oder kleinen Winkeln, so dass auch die darauf abgelegte obere Plattenkomponente, die
ebenfalls mit einer Kleberkomponente versehen ist, nicht auf der
Oberseite der Haltearme anhaftet, wenn die obere Plattenkomponente
von den Haltearmen an den oberen Presstisch übergeben werden soll.
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Zur
Vereinfachung des Verfahrens und der Steuerung sind die Haltearme
des Beschickwagens nach oben bis unter den oberen Presstisch und
nach unten bis auf den unteren Presstisch verfahrbar sowie seitlich
zwischen den Presstischen herausschwenkbar, so dass diese ungehindert
zusammengefahren werden können, ohne
dass dazu der Beschickwagen vorher aus der Presse herausgefahren werden
müsste.
Dies führt
zu einem wesentlichen Zeitvorteil im Verfahrensablauf, da sich die
Haltearme um ein vielfaches schneller verschwenken lassen, als der
gesamte Beschickwagen aus der Presse herausfahrbar wäre.
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Mit
dieser Vorrichtung ist es deswegen möglich, das Absetzen der mittleren
Plattenkomponente auf der unteren Plattenkomponente, das Herausschwenken
der Haltearme zwischen den Presstischen und das Zusammenfahren der
Presstische innerhalb weniger Sekunden auszuführen, was es möglich macht,
als Kleber einen 2-Komponenten-Kleber zu verwenden, von dem jeweils
eine Komponente auf einer Oberfläche
der sich gegenüberliegenden
Flächen
der Plattenkomponenten aufgebracht ist und innerhalb weniger Sekunden
reagiert und in etwa einer Minute aushärtet, so dass sich die Prozessgeschwindigkeit
gegenüber
bekannten Vorrichtungen wesentlich beschleunigen lässt, ebenso wie
auf eine Heizung der Presstische verzichtet werden kann und auch
ein nur geringer Pressdruck von beispielsweise zwischen 10 und 20
N/cm2 ausreicht, um die geforderte hohe
Qualität
der Werkstücke
zu gewährleisten.
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Um
der Presse die einzelnen vorbeschichteten Plattenkomponenten zum
Verpressen zur Verfügung
stellen zu können,
ist der Presse ein Beschicksystem vorgeschaltet, wie zum Beispiel
eine Vereinzelungsvorrichtung für
die die Ober- und/oder Unterdecks bildenden oberen und unteren Plattenkomponenten,
eine Härterauftragsvorrichtung
zum Auftragen von Härter
auf die Unterseite eines Ober- oder Unterdecks, ein Wender für ein später die
untere Plattenkomponente bildendes Deck mit seiner Unterseite nach
oben, ein Quertransport mit einer Beschickvorrichtung für dieses
Deck auf den unteren Presstisch, einer beidseitigen Kleberkomponenten-Auftragsvorrichtung
auf eine mittlere Plattenkomponente, eine Ablagestation für die mittlere
Plattenkomponente zur Aufnahme auf der Unterseite der Haltearme
des Beschickwagens, eine Quertraverse zur Ablage eines weiteren
auf der Unterseite beschichteten, die obere Plattenkomponente bildenden Decks
auf der Oberseite der Haltearme des Beschickwagens und eine Verfahrenstrecke
des Beschickwagens von der Ablagestation bis in die Presse.
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Um
nach dem Pressvorgang fertige Sandwich-Leichtbauplatten als Vorstufe
zur Fertigung von leichten Möbelbauplatten
zu erhalten, können
die die späteren
Ober- und Unterdecks
bildenden oberen und unteren Plattenkomponenten auf den jeweils
den Presstischen zugewandten Seiten bereits mit einer Folie, Farbe
oder Furnier vorbeschichtet sein.
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Die
einander zugewandten Flächen
der Plattenkomponenten sind mit jeweils einer Komponente eines 2-Komponenten-Klebersystems
beschichtet, wodurch weiterhin auch sichergestellt wird, dass der auf
eine Oberfläche
aufgebrachte Kleber vor der Presse nicht abbinden oder aushärten kann,
so dass ein Stocken des Verfahrensablaufs nicht zu Ausschuss bei
den herzustellenden Werkstücken
führt. Vorteilhaft
an dem erfinderischen Verfahren ist des Weiteren, dass es erheblich
wirtschaftlicher arbeitet als die bekannten Verfahren, die mit herkömmlichem Leim
oder Lösungsmittel
enthaltenden Klebstoffen arbeiten, die zum Teil unter hohem Druck,
Wärmeeinwirkung
oder über
eine lange Haltezeit betrieben werden müssen.
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Die
mittlere Plattenkomponente besteht bevorzugt aus einer Papierwabe,
in die die Nägel
des Nagelgreifers des Beschickwagens eingreifen und durch ein gegenseitiges
Verschieben der Nägel
die Papierwabe unter leichter Spannung reibschlüssig halten. Sie könnte jedoch
auch aus Kunststoffhartschaum, Styropor oder anderen leichten Materialien, etwa
aus Naturfaserplatten, bestehen.
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Das
der Presse vorgeschaltete Beschicksystem weist zusätzlich eine
Schleifmaschine zur Dickenkalibrierung der mittleren Plattenkomponente auf
sowie eine Klebstoffkomponenten-Auftragsvorrichtung, die bevorzugt
gleichzeitig eine Komponente des 2-Komponenten-Klebers auf die Ober-
und Unterseite der Papierwabe aufbringt.
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Mit
dieser Vorrichtung lässt
sich eine vorteilhafte Sandwich-Leichtbauplatte erzeugen, die schlussendlich
aus einer oberen Plattenkomponente, einer mittleren Plattenkomponente
und einer unteren Plattenkomponente besteht, wobei die obere und
die untere Plattenkomponente dünne
Decks auf einer einen leichten, dicken Kern erzeugenden mittleren Plattenkomponente
bilden, deren zueinander gerichtete Oberseiten jeweils mit einer
Komponente eines 2-Komponenten-Klebesystems beschichtet sind, welche
nach dem Zusammenfügen
sofort miteinander reagieren, ohne zusätzliche Wärmezufuhr schnell aushärten und
ohne Aufbringung eines hohen Drucks eine feste, dauerhafte Verbindung
erzeugen. Die oberen und unteren Plattenkomponenten können aus
Hartfaserplatten, MDF, Sperrholz oder Kunststoff bestehen oder auch
bereits mehrschichtig vorgefertigt sein.
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Aus
einer solchen großformatigen
Sandwich-Leichtbauplatte lassen sich anschließend auf bekannte Art und Weise,
DE 10 2004 007 157
B4 , Möbelbauplatten
beliebiger Abmessung heraustrennen. Beispielhafte Maße der Sandwich-Leichtbauplatte
können
etwa 3–8
mm Dicke für
die obere und untere Plattenkomponente und zwischen 12 und 70 mm
Dicke für
die mittlere Plattenkomponente bei einer Gesamtgröße von ca.
2200 mm × 5000
mm betragen.
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Nachfolgend
wird die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung von Sandwich-Leichtbauplatten
anhand von Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Einfahrsituation des Beschickwagens in die Presse,
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2 eine
Situation nach erfolgter Übergabe
der oberen Komponente an den oberen Presstisch,
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3 eine
Situation bei Übergabe
der mittleren Plattenkomponente auf die untere Plattenkomponente,
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4 eine
Situation mit ausgeschwenkten Haltearmen des Beschickwagens und
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5 eine
geschlossene Presse in Funktionsstellung.
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Die
Vorrichtung zur Herstellung von großformatigen Sandwich-Leichtbauplatten 17 als
Ausgangsprodukt zur Herstellung von leichten Möbelbauplatten besteht im Wesentlichen
aus einer Presse 1 mit einem unteren Presstisch 2 und
einem oberen Presstisch 3, in dem eine Unterdruckvorrichtung 4 mit Saugern 15 angeordnet
ist, mit dem eine obere Plattenkomponente 5 von einem Haltearm 9 eines
Beschickwagens 8 angesaugt gehalten werden kann. Die Sandwich-Leichtbauplatten 17 können beispielsweise
ein Format von 2200 mm × 5000
mm und eine beliebige Dicke bis etwa 86 mm aufweisen.
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Der
untere Presstisch 2 weist einen Gurt 14 als Transportmedium
für die
untere Plattenkomponente 7 bzw. nach erfolgtem Pressvorgang
für die
fertige Sandwich-Leichtbauplatte 17 auf.
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Der
Beschickwagen 8 ist entlang eines Verfahrweges 16 von
außerhalb
zwischen die geöffneten Presstische 2; 3 verfahrbar
und besitzt mehrere Haltearme 9, die schnell um 90° aus dem
Zwischenraum zwischen den Presstischen 2; 3 herausgeschwenkt werden
können.
Des Weiteren sind die Haltearme 9 höhenverstellbar ausgeführt, um
eine auf der oberen Haltevorrichtung 10 aufliegende obere
Plattenkomponente 5 dem oberen Presstisch 3 und
die mittlere Plattenkomponente 6 der unteren Plattenkomponente 7 anzunähern bzw.
zu übergeben.
Die als Nagelgreifer ausgebildete Halteeinrichtung 11 für die mittlere
Plattenkomponente 6 weist einen Abschieber 13 auf,
der zum einen die mittlere Plattenkomponente 6 von den
Nägeln 12 des
Nagelgreifers abschiebt und zum anderen die Nägel 12 von möglicherweise
daran anhaftendem Kleber reinigt.
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Das
Verfahren verläuft
beispielsweise so, dass in der Presse 1 eine obere Plattenkomponente 5 unter
dem oberen Presstisch 3 gehalten wir, die auf ihrer Unterseite
mit einer ersten Komponente eines 2-Komponenten-Klebers versehen
ist, weiterhin auf dem Gurt 14 des unteren Presstisches 2 eine
untere Plattenkomponente 7 aufliegt, die auf ihrer Oberseite ebenfalls
mit einer ersten Komponente eines 2-Komponenten-Klebers versehen ist und
auf einem in die geöffnete
Presse 1 eingefahrenen Beschickwagen 8 zwischen
den beiden Presstischen 2; 3 eine mittlere Plattenkomponente 5 unterhalb
von höhenverstellbaren
Haltearmen gehalten wird, die auf ihrer Ober- und Unterseite mit
einer zweiten Komponente des 2-Komponenten-Klebers
beschichtet ist, woraufhin aus dieser Position die mittlere Plattenkomponente 6 von
den Haltearmen 9 auf die untere Plattenkomponente 7 abgesenkt
wird, die Haltearme 9 wieder angehoben und zwischen den
Presstischen 2; 3 herausgeschwenkt und der untere
und der obere Presstisch 2; 3 unter leichtem Druck
zusammengefahren werden, der etwa zwischen 10 und 20 N/cm2 beträgt.
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Das
Zusammenfahren der Presstische 5; 7 nach dem Ablegen
der mittleren Plattenkomponente 6 und dem Herausschwenken
der Haltearme 9 erfolgt in Bruchteilen oder zumindest in
wenigen Sekunden und das Schließen
der Presse für
die Dauer von etwa einer Minute, in der die Komponenten des 2-Komponenten-Klebers
miteinander reagieren und aushärten.
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Zur
Vorbereitung des Pressverfahrens werden die unbeschichteten oder
bereits einseitig mit einem Dekor oder einer anderen Beschichtung
versehenen oberen und unteren Plattenkomponenten 5; 7 von
einem Beschicksystem nach einer Vereinzelung von einem Plattenstapel
oder von zwei unterschiedlichen Plattenstapeln durch eine Härter-Auftragsvorrichtung
befördert,
wo ihre Unterseiten mit dem Härter
als erste Kleberkomponente versehen werden. Anschließend wird
die später
ein unteres Deck bildende untere Plattenkomponente 7 mit
der beschichteten Seite nach oben gewendet und auf den unteren Presstisch 2 der
Presse 1 transportiert und abgelegt. Die später ein
oberes Deck bildende oberen Plattenkomponente 5 wird angehoben
und mit der mit Härter beschichteten
Seite nach unten auf der Oberseite der Haltearme 9 des
Beschickwagens 8 abgelegt, der zu diesem Zweck vor die
Presse gefahren ist. Die Oberseite der Haltearme 9 weist
eine separate Halteeinrichtung 10 auf, die jeweils aus
einer Vielzahl von beabstandeten kleinen Auflagerflächen wie
etwa Nagelspitzen oder Drahtwinkeln besteht.
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Die
mittlere Plattenkomponente 6 wird nach einer beispielsweise
auf 1/10 mm präzisen
Dickenkalibrierung durch eine Kleberauftragsvorrichtung geführt, wo
sie beidseitig mit Klebstoff versehen wird, der die zweite Komponente
des 2-Komponenten-Klebesystems darstellt und danach auf einer Scheibenbahn
mit im Wasserbad gelagerten Scheiben weitertransportiert bzw. darauf
abgelegt. Anschließend
wird die mittlere Plattenkomponente 6 von oben mit der Haltevorrichtung 10 an
der Unterseite der Haltearme 9 angehoben und gehalten,
woraufhin der Beschickwagen 8 mit der oberen Plattenkomponente 5 und der
mittleren Plattenkomponente 6 in die Presse 1 eingefahren
wird, woraufhin die obere Plattenkomponente 5 unter den
oberen Presstisch 3 angesaugt wird, wozu sich die Haltearme 9 und
der obere Presstisch 3 aneinander annähern und anschließend wieder
trennen. Ob diese An näherungsbewegung
nun von den Haltearmen 9 oder von dem oberen Presstisch 3 oder
gemeinsam ausgeführt
wird, ist beliebig.
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Dieses
Verfahren liefert eine etwa 2200 mm × 5000 mm große Sandwich-Leichtbauplatte 17, etwa
als Ausgangsprodukt zur Herstellung von leichten Möbelbauplatten.
Die Sandwich-Leichtbauplatte 17 kann dabei aus oberen und
unteren Plattenkomponenten 5; 7 von etwa 3 mm
bis 8 mm Stärke
und einer mittleren Plattenkomponente 6 von zwischen 12
mm und 70 mm Stärke
bestehen.