DE102008015995A1

DE102008015995A1 - Verfahren zur Herstellung von Pressenplatten für Pressen zur Herstellung von tafelförmigen Produkten und eine Pressenplatte

Info

Publication number: DE102008015995A1
Application number: DE102008015995A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Hoffmann; Detlev Kroll
Original assignee: Dieffenbacher GmbH and Co KG
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-01
Also published as: CN101596795A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Pressenplatten (1) für Pressen zur Herstellung von tafelförmigen Produkten, wobei die Pressenplatten (1) aus mindestens zwei Plattenteilen (2, 3) bestehen und wobei zumindest ein Plattenteil (2, 3) Vertiefungen (5) aufweist, die durch zumindest ein zweites Plattenteil (2, 3) abgedeckt werden und somit zumindest ein Kanalsystem (18) in der Pressenplatte (1) bilden, wobei die sich berührenden Kontaktflächen (4) zwischen den beiden Plattenteilen (2, 3) zumindest teilweise oder vollständig stoffschlüssig verbunden werden. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Pressenplatte zu schaffen, die mit innen liegenden Kanälen methodisch einfach, umweltschonend, kostengünstig und verzugfrei herstellbar ist. Die Erfindung besteht für das Verfahren darin, dass für die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Plattenteilen (2, 3) das Elektronenstrahlschweißen angewendet wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Pressenplatte, bei der als stoffschlüssige Verbindungen zwischen den Plattenteilen (2, 3) Elektronenstrahlschweißnähte an den Kontaktflächen (4) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pressenplatten für Pressen zur Herstellung von tafelförmigen Produkten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und weiter eine Pressenplatte nach dem Oberbegriff des Anspruches 10.
Derartige Pressenplatten werden meist in kontinuierlichen oder taktweise arbeitenden Pressen verwendet, die Span, Sperrholz- oder Faserplatten herstellen. Aber auch andere Pressenanwendungen zum Aufbringen von flächigem Druck und Wärme sind denkbar. Wie folgende Abhandlung über den Stand der Technik zeigen wird, sind derartige Pressenplatten schon seit vielen Jahren im Einsatz und haben über die Jahrzehnte eine stetige Weiterentwicklung in der Anwendung aber auch bei deren Herstellung erfahren. Aus DE 15 58 292 A ist es bekannt, Pressenplatten herzustellen, indem Stahlrohre in eine Gussform eingesetzt werden, und während des Umgießens von innen mittels eines Gasstromes gekühlt werden. Aus DE 36 11 839 A1 und anstelle einer Vielzahl anderer Offenbarungen ist es bekannt zur Herstellung von Pressenplatten in ein flächiges Vollmaterial verschiedene Kanäle mittels Tieflochbohrungen einzubringen. Gleichzeitig beschreibt diese Offenbarung in hilfreicher Weise die Problematik von Tieflochbohrungen. Denn dieses Verfahren ist umständlich und bedingt einen hohen Verlust an Material, Maschinen- und Arbeitszeit. Weiterhin sind Tieflochbohrungen anfällig für ein Verlaufen des Bohrers, besonders wenn andere Bohrungen tangiert oder durchbohrt werden sollen. Dabei sollen zur Vermeidung dieser Nachteile Kerne in die Bohrungen eingesetzt werden, die durchbohrt werden, um ein reibungsloses Bohren zu ermöglichen. Neben der zusätzlichen höheren Arbeitsleistung und den notwendigen Vorarbeiten hat sich dieses System nur bedingt bewährt. Besonders von Nachteil sind neben der umständlichen Produktion, aber auch die mit den rein linear verlaufenden Bohrungen einhergehenden strömungstechnischen Widerstände. Verbohrte Sammelkanäle mindern das Problem, müssen aber umständlich eingearbeitet werden und/oder werden durch stirnseitige Anschweißungen von Aufsatzleisten hergestellt. An den Stirnseiten der Pressenplatte angesetzte Bohrungen dürfen nicht zu Nahe an den Oberflächen der Flächenseiten der Pressenplatte entlang gebohrt werden, da bereits bei geringen Verläufen des Bohrers über Längen von 2 bis 4 m ein ungewolltes Austreten an einer Oberfläche bedingen können und/oder auf der entgegengesetzten stirnseitigen Austrittsseite der Bohrung zuwenig Randmaterial übrig bleibt, um einen ordnungsgemäßen und dichten Flansch anzubringen.
Eine andere Variante zur Herstellung von Pressenplatten ist aus der DE 197 18 857 A1 bekannt geworden. Hierbei handelt es sich um so genannte gebaute Pressenplatten, die aus mehreren zusammengesetzten Teilen bestehen. Die Offenbarung beschreibt hierbei die Einbringung von Nuten auf eine Seite einer dickeren Platte und das anschließende Abdecken der Nuten mit einer weiteren dünneren Druckplatte, die zur Übertragung der Druckkräfte an rollende Wälzlager (kontinuierliche Pressen) oder direkt auf das Pressgut (Taktpressen) dient. Der Schwerpunkt dieser Offenbarung liegt in der möglichen Ansteuerung einer isobaren Druckverteilung über die Fläche der Druckplatte. Die Möglichkeiten der Anbindung der beiden Platten mittels form-, kraft- und/oder stoffschlüssiger Verfahren oder Maschinenelementen wurde dem ausführenden Fachmann überlassen und ist nicht weiter dokumentiert. Mögliche Verbindungsmittel finden sich bei gebauten Pressenplatten in der EP 1 803 549 A1 , die besonders das flächige Hartlöten als Mittel der Wahl hervorhebt. Es findet sich weiter der Hinweis, dass die aus mehreren Teilplatten bestehende Pressenplatte stirnseitig zur Abdichtung umschweißt wird, wohingegen die flächigen Kontaktstellen mit einer als Lot dienenden Zwischenlage versehen sind. Bei Lötverfahren sind immer die notwendigen langen Wärmeeinwirkungen von Nachteil und besonders die notwendige Verwendung von Flussmitteln um auf den zu lötenden Oberflächen eine Oxidation zu verhindern. Flussmittel sind in der Regel umweltschädlich und bedürfen einer besonderen Entsorgung. Auch können Reste von Flussmitteln die späteren verwendeten Heiz- bzw. Kühlfluide im Dauerbetrieb durch Zersetzungserscheinungen schädigen. Das Reinigen der fertig erstellten Pressenplatten gestaltet sich schwierig und ist ebenfalls verbunden mit umweltschädlichen Mitteln, die kostenpflichtig und teuer entsorgt werden müssen. Auch ist die Handhabung von Flussmitteln und Reinigungsmitteln verbunden mit umfangreichen Maßnahmen für den Arbeitsschutz des produzierenden Personals.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Pressenplatte zu schaffen, die mit innen liegenden Kanälen methodisch einfach, umweltschonend, kostengünstig und verzugfrei herstellbar ist Zur Lösung der Aufgabe für ein Verfahren lehrt die Erfindung, dass für die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Plattenteilen das Elektronenstrahlschweißen angewendet wird.
Zur Lösung der Aufgabe für eine Pressenplatte lehrt die Erfindung, dass als stoffschlüssige Verbindungen zwischen den Plattenteilen Elektronenstrahlschweißnähte an den Kontaktflächen angeordnet sind.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Pressenplatte liegen darin, dass auf umständliche Tieflochbohrungen verzichtet werden kann. Dafür werden in zumindest einem Plattenteil Vertiefungen eingebracht (spanend oder durch vergießen) und mit zumindest einem zweiten Plattenteil flächig abgedeckt. Dadurch entsteht ein einfach abgedichtetes Kanalsystem für die Kühl- und/oder Heizfluide. Die nähere Ausgestaltung des Kanalsystems ist nicht Bestand vorliegender Lehre, aber die Lehre impliziert natürlich die Möglichkeiten für die Erstellung des Kanalsystems. Besonders können zwei oder mehrere Schichten Kanalsysteme nach dem Verfahren erstellt werden, indem mehrere Schichten aneinander geschweißt werden, wobei jeweils eine Schicht ein Kanalsystem abdeckt. Dies ist bevorzugt notwendig bei Pressenplatten, die beispielsweise neben der Durchleitung von pneumatischen Fluiden (Heizen, Kühlen) auch noch gasförmige Prozessgase durch die Pressenplatte leiten müssen, die bei Taktpressen beispielsweise an der Oberfläche bzw. der Pressflächenseite austreten und das Pressgut mit Dampf oder heißen Gasen beaufschlagen. Auch ist des denkbar Multifunktionspressenplatten zu erstellen die zusätzlich auch noch ein Absaugkanalsystem für Abgase aufweisen. Weiter ist es problemlos möglich durch das Anbringen eines gegenüber dem ersten Plattenteil vorzugsweise dünneren zweiten Plattenteils das Kanalsystem sehr nah an der Pressfläche anzuordnen und die laufende Wärmeübertragung während des Betriebes zu optimieren. Bei Belastung durch rollende Wälzlager (Rollstangen) sind die Abrolloberflächen bevorzugt Oberflächen- oder Durchgehärtet. Die Verwendung des Elektronenstrahlschweißens ermöglicht ein verzugsfreies Fügen der Plattenteile zueinander, hauptsächlich durch den lokal geringen Wärmeeintrag und durch die schnelle Abkühlgeschwindigkeit der Elektronenstrahlschweißung. Die Anordnung der Plattenteile kann aber noch optimiert werden, wenn nach dem Zusammenlegen der Plattenteile über die Flächenseite verteilt zuerst Punktschweißungen an den Kontaktflächen erstellt werden und erst danach flächige stoffschlüssige Verbindungen an den Kontaktflächen zwischen den beiden Plattenteilen hergestellt werden. Dabei werden vorzugsweise die stoffschlüssigen Verbindungen von einer Flächenseite aus mittels des Tiefschweißverfahrens hergestellt wobei durch zumindest ein Plattenteil hindurch geschweißt wird. Das durchzuschweißende Plattenteil weist dabei eine Tiefe von 25 bis 150 mm auf, es sind aber Dicken von 100 bis 300 mm bei Stahl bereits in der Lehre und Forschung gefügt worden und sind in der Anwendung denkbar. Da in einer bevorzugten Ausführungsform das andere oder die anderen Plattenteile ggf. als Pressfläche gehärtet sind, ist es möglich eine bereits vorher optimal hergestellte Pressfläche mit einem größeren steifen Plattenteil zu verbinden und gleichzeitig in verzugfreier und umweltschonender Art und Weise ein Kanalsystem durch die vorher mittels spanender Werkzeuge in zumindest ein Plattenteil eingebrachten Vertiefungen zu realisieren. Vorteilhaft ist es auch möglich bei mehreren Plattenteilen die Vertiefungen aufgrund der konstruktiven Anordnung der Plattenteile zueinander herzustellen, und die Kontaktflächen ausgehend von der nicht als Pressfläche vorgesehenen Flächenseite aus zu verschweißen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Plattenteil vor dem Verschweißen gehärtet worden und weist somit entweder eine hervorragende Festigkeit aus oder ist in hervorragender Weise zur Verwendung als Pressfläche geeignet. Dies gilt besonders bei Pressenplatten, die in kontinuierlich arbeitenden Pressen angeordnet sind und über deren Pressfläche als Wälzlager funktionierende Rollstangen abrollen, um ein Stahlband durch eine kontinuierlich arbeitende Presse im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten aus Spänen oder Schnitzeln oder ähnlichem Streugut zu fördern.
Durch die freie Zugänglichkeit der Vertiefungen vor dem Zusammenlegen und stoffschlüssigen Fügen ist es in vorteilhafter Weise möglich, statische Mischelemente in die Vertiefungen einzulegen oder an den Plattenteilen an geeigneter Stelle einzuarbeiten. Die stirnseitigen Bohrungen zur Herstellung von Anschlüssen an die Vertiefungen können vor oder erst nach der Verwendung des Elektronenstrahlschweißens mittels spanender Werkzeuge angebracht werden. Dies vermindert den Aufwand der Schweißung, da die Nähte durchgehend außen gezogen werden können.
Die Strömungswiderstände zur Erhöhung der Wärmeleitung können also form- oder stoffschlüssig verbaut, an Einlagen befestigt in die Vertiefungen eingelegt oder die Vertiefungen selbst unregelmäßig ausgeführt sein um den Wärmeübergang während der Durchleitung von Heiz- und/oder Kühlfluiden auf die Plattenteile zu optimieren.
Die vorgeschlagene Pressenplatte ist als eigenständig zu betrachten, die Lehre bezieht sich aber auch auf Pressenplatten, die nach dem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung von Pressenplatten hergestellt worden sind.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine zusammengebaute Pressenplatte mit quer verlaufenden Vertiefungen in einem Plattenteil,
2 einen Schnitt durch einen noch nicht fertig montierte Pressenplatte, bestehend aus zwei Plattenteilen und den möglichen Kombinationen an Vertiefungen und Strömungswiderständen,
3 eine schematische Anlage zur Herstellung von Pressenplatten mit einer Elektronenstrahlkanone und einer bedingt notwendigen Vakuumkammer und
4 eine Draufsicht auf eine Flächenseite der Pressenplatte mit schematischer Darstellung des Kanalsystems und den bevorzugt angeordneten Verschweißungen.
In 1 erkennt man die wesentliche Einfachheit einer Pressenplatte 1, die zumindest in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus zwei Plattenteilen 2 und 3 besteht, wobei nur der dickere Plattenteil 2 die Vertiefungen 5 aufweist. Nach Erstellung der Vertiefungen 5 wird der zweite Plattenteil 3 auf die Seite der Pressenplatte 2 mit den Vertiefungen 5 aufgelegt und die Kontaktflächen anschließend mittels dem Elektronenstrahlschweißverfahren an den Kontaktflächen 4 verschweißt. Es ergibt sich somit eine Verschweißung 6 zwischen den Plattenteilen 2 und 3, die vorzugsweise auch gleichzeitig die Vertiefungen 5 voneinander abdichten. In einer bevorzugten Form weist das Plattenteil 3 die Pressfläche 16 auf, die speziell in ihrer Oberflächenbeschaffenheit, mit einem hochgenauen Oberflächenschliff, einer Oberflächenhärtung oder dergleichen ausgeführt ist. Vorzugsweise ist das Plattenteil 3 zumindest an der Pressfläche 16 gehärtet. Besonders in diesem Fall wird die Elektronenstrahlschweißung durch das Plattenteil 2 in Schweißrichtung 14 durchgeführt. Somit entsteht die Schweißnaht 13, vorzugsweise eine I-Naht, an der Flächenseite 17, die der Pressfläche 16 abgewandt ist. Dies ist aber nur eine bevorzugte Variante der Herstellung. Das Plattenteil 2 kann nach den neuesten technologischen Entwicklungen im Elektronenstrahlschweißen bis zu 300 mm dick sein, wenn das Plattenteil 2 aus Stahl besteht. In vorteilhafter Weise können unterschiedliche Stahlsorten der Plattenteile 2 und 3 untereinander mittels dem Fügeverfahren verbunden werden.
In 2 findet sich eine beispielhafte Darstellung verschiedener Anordnungen von Vertiefungen 5 und ggf. von Strömungswiderständen 10 und 11. Die Strömungswiderstände 10 sind dabei formschlüssig, die Strömungswiderstände 11 stoffschlüssig am Plattenteil 2 im Bereich der Vertiefungen angebracht. Es wäre aber auch denkbar vorgefertigte Einlagen 12 mit Strömungswiderständen in die Vertiefungen 5 einzulegen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden nach 4 die Verschweißungen 6 um das Kanalsystem 18 erstellt, und mittels Bohrungen die Anschlüsse 19 an das Kanalsystem 18 hergestellt.
3 zeigt eine mögliche schematische Anlage zur Herstellung von Pressenplatten 1 mit einer Elektronenstrahlkanone 8 und einer bedingt notwendigen Vakuumkammer 9. Dabei werden die Plattenteile auf einem Aufspanntisch 7 fixiert, der kontrolliert gesteuert unterhalb der Elektronenstrahlkanone 8 verfahrbar angeordnet ist. Eine Vakuumkammer 9 ist deshalb zu bevorzugen, um einer Ablenkung oder Schwächung des Elektronenstrahls zu vermeiden und den Schweißvorgang zu optimieren. Je nach Notwendigkeit kann aber auch die Schweißrichtung 14 durch das Plattenteil 3 geführt sein. Dies ist zum Beispiel bei Hochleistungspressen notwendig, die über sehr dicke Plattenteile 2 verfügen. In diesem Fall ist ggf. die Pressfläche 16 nach der Verschweißung nachzuarbeiten.

1: Pressenplatte
2: Plattenteil
3: Plattenteil
4: Kontaktflächen
5: Vertiefungen
6: Verschweißung
7: Aufspanntisch
8: Elektronenstrahlkanone
9: Vakuumkammer
10: Strömungswiderstände
11: Strömungswiderstände
12: Einlage
13: Schweißnaht
14: Schweißrichtung
15: Stirnseite
16: Pressfläche
17: Flächenseite
18: Kanalsystem
19: Anschlüsse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1558292 A [0002]
- DE 3611839 A1 [0002]
- DE 19718857 A1 [0003]
- EP 1803549 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Pressenplatten (1) für Pressen zur Herstellung von tafelförmigen Produkten, wobei die Pressenplatten (1) aus zumindest zwei Plattenteilen (2, 3) bestehen und wobei zumindest ein Plattenteil (2, 3) Vertiefungen (5) aufweist, die durch zumindest ein zweites Plattenteil (2, 3) abgedeckt werden und somit zumindest ein Kanalsystem (18) in der Pressenplatte (1) bilden, wobei die sich berührenden Kontaktflächen (4) zwischen den beiden Plattenteilen (2, 3) zumindest teilweise oder vollständig stoffschlüssig verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen zwischen den Plattenteilen (2, 3) das Elektronenstrahlschweißen angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zusammenlegen der Plattenteile (2, 3) über die Flächenseite (17) verteilt zuerst Punktschweißungen an den Kontaktflächen (6) erstellt werden und erst danach flächige stoffschlüssige Verbindungen an den Kontaktflächen (6) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssigen Verbindungen von einer Flächenseite (17) aus mittels dem Tiefschweißverfahren hergestellt werden, wobei durch zumindest ein Plattenteil (2 oder 3) hindurch geschweißt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Plattenteil (2 oder 3) hindurch geschweißt wird, das am besten dafür geeignet ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (5) mittels spanender Werkzeuge in zumindest ein Plattenteil (2, 3) eingebracht werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Plattenteilen (2, 3) die Vertiefungen (5) aufgrund der konstruktiven Anordnung der Plattenteile (2, 3) zueinander entstehen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Plattenteil (2, 3) oder die Pressfläche (16) gehärtet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite der Pressenplatte (1) Bohrungen zur Herstellung von Anschlüssen (19) an die Vertiefungen (5) des Elektronenstrahlschweißens mittels spanender Werkzeuge angebracht werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Vertiefungen (5) Strömungswiderstände (10, 11) form- oder stoffschlüssig verbaut, Einlagen (12) mit daran befestigten Strömungswiderständen (11) in die Vertiefungen (5) eingelegt werden oder die Vertiefungen (5) selbst unregelmäßig ausgeführt sind um den Wärmeübergang während der Durchleitung von Heiz- und/oder Kühlfluiden auf die Plattenteile (2, 3) zu optimieren.
Pressenplatten für Pressen zur Herstellung von tafelförmigen Produkten, wobei die Pressenplatte (1) aus zumindest zwei Plattenteilen (2, 3) besteht und wobei zumindest ein Plattenteil (2, 3) Vertiefungen (5) aufweist, die durch zumindest ein zweites Plattenteil (2, 3) abgedeckt werden und somit zumindest ein Kanalsystem (18) in der Pressenplatte (1) bilden, wobei die sich berührenden Kontaktflächen (4) zwischen den beiden Plattenteilen (2, 3) zumindest teilweise oder vollständig stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass als stoffschlüssige Verbindungen zwischen den Plattenteilen (2, 3) Elektronenstrahlschweißnähte an den Kontaktflächen (4) angeordnet sind.
Pressenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Plattenteil (2, 3) und/oder die Pressfläche (16) gehärtet ist.
Pressenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vertiefungen (5) statische Strömungswiderstände (10, 11) angeordnet oder an den Plattenteilen (2, 3) befestigt sind.
Pressenplatte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (5) bei mehreren Plattenteilen (2, 3) aufgrund der konstruktiven Anordnung der Plattenteile (2, 3) zueinander angeordnet sind.
Pressenplatte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungswiderstände (10, 11) form- oder stoffschlüssig oder Einlagen (12) mit daran befestigten Strömungswiderständen in den Vertiefungen (5) angeordnet sind oder die Vertiefungen (5) selbst unregelmäßig in ihrer Tiefe ausgeführt sind.