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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Laminiereinrichtung für
das Laminieren von Bauteilen durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft
und Wärme, wobei die Laminiereinrichtung wenigstens eine
ein oder mehrere Bauteilstapel aufnehmende Bauteilauflage und wenigstens
eine Heizeinrichtung zwischen der Bauteilauflage und dem Bauteilstapel, sowie
mindestens ein Andrückelement zum Andrücken des
Bauteilstapels gegen die Bauteilauflage aufweist. Weiterhin betrifft
die Erfindung eine flexible Heizmatte einer Heizeinrichtung einer
solchen Laminiereinrichtung.
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Eine
Laminiereinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der
DE 102 27
649 A1 bekannt. Dort wird eine Plattenpresse zur Herstellung
von mehrlagigen plattenförmigen Produkten gezeigt, die
als Bauteilauflage und Andrückelement zusammenfahrbare
Pressplatten verwendet, welche jeweils mit Heizplatten ausgerüstet
sind und mit einem Wärmeübertragungsfluid oder
elektrisch beheizt werden. Um die Heizplatten so einfach und wenig
steif wie möglich zu gestalten, werden unterhalb der Heizplatte
sogenannte Druckkissensegmente angeordnet, welche den Pressdruck über
eine Druckfluidfüllung auffangen. Zur Überbrückung
der Zwischenräume der Segmente und zur Bildung einer ebenen
und glatten Bauteilauflagefläche muss aber eine zusätzliche
Druckverteilungsplatte oberhalb der Heizplatte und oberhalb der
Drucksegmente vorgesehen werden. Alternativ wird auch vorgeschlagen,
dass die Drucksegmente selbst als Heizeinrichtung verwendet werden,
indem das Druckfluid als Wärmeübertragungsmittel
eingesetzt wird. Aber auch hier ist zur Überbrückung
der Segmentzwischenräume eine relativ steife Druckverteilungsplatte
zwischen der Heizeinrichtung und dem Bauteilstapel notwendig, welche einen
zusätzlichen Bauaufwand erfordert und vor allem eine erhebliche
Masse bedeutet, welche zusätzlich zum Bauteilstapel aufgeheizt
werden muss und entsprechend Zeit und Energie kostet. Deshalb wird in
diesem Dokument weiterhin vorgeschlagen, die Druckverteilungsplatte
selbst als Heizplatte mit entsprechend ebener und glatter Oberfläche
zu gestalten. Dabei ist aber wiederum eine entsprechende Steifigkeit
der Heizplatte notwendig, so dass diese nicht mehr einfach und flexibel
formbar gestaltbar ist und die eigentlich gestellte Aufgabe nicht
mehr erfüllbar ist.
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Die
DE 41 16 324 A1 zeigt
eine Laminiereinrichtung mit einer relativ dünnen Heizplatte,
die aus einer Widerstandsheizschicht auf einer dünnen Trägerplatte
besteht, wobei die Heizplatte von einer Aufnahmeplatte mechanisch
gestützt wird und dabei gleichzeitig als Pressplatte verwendet
wird. Dies erfordert genau wie beim oben genannten Stand der Technik
eine bestimmte Eigensteifigkeit der Heizplatte und lässt
eine Formanpassung nur durch den Austausch einer der Oberflächenform
des Bauteilstapels angepassten Heizplatte zu.
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Die
FR 2 716 103 A1 schlägt
deshalb für eine Laminiereinrichtung für das Klebepressen
von Schuhsohlen eine besonders flexible Heizeinrichtung in Form
eines dicken Silikonfilms vor, in den eine elektrische Widerstandsheizung
integriert ist. Diese heizbare flexible Silikonmatte liegt auf der
Oberfläche eines starren Tisches auf, über den
auch die Presskräfte insgesamt aufgefangen werden. Veränderungen
in der Form der zu verpressenden Bauteilstapel können durch
komplementäre Formauflagen auf dem Tisch unterhalb der
heizbaren Silikonmatte erreicht werden. Ein Austausch der Heizeinrichtung
ist hierbei nicht erforderlich, wenn der Silikonfilm flexibel genug
ist, sich der Form der Unterlage anzupassen. Nachteilig bei dieser
Lösung ist jedoch, dass die Heizmatte nur lose aufliegt,
so dass beim Erhitzen und beim Pressen Materialverschiebungen und
Faltenwürfe entstehen können, was sich negativ
auf die Qualität der zu produzierenden Teile auswirken
kann. Besonders bedeutsam ist das Problem der möglichen
Faltenbildung vor allem deshalb, weil sich die Lebensdauer einer
Heizmatte bei Faltenbildungen wegen der ständigen Temperaturwechsel
stark verkürzt.
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Für
die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine
Laminiereinrichtung der eingangs genannten Art mit einer flexiblen
Heizmatte einer Heizeinrichtung hierfür zu schaffen, welche
die vorstehend dargelegten Nachteile beim Beheizen des Bauteilstapels
vermeidet und insbesondere eine wirtschaftliche Produktion durch
Verkürzung der Taktzeiten, Verringerung des Energieverbrauchs
und des Verschleißes ermöglicht.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible Heizmatte für
die eingangs genannte Laminiereinrichtung zu schaffen, welche sich
durch eine große Langlebigkeit, durch eine besonders einfache Handhabung
und eine einfache Nachrüstbarkeit auch bestehender Laminiereinrichtungen
auszeichnet.
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Die
Lösung des die Laminiereinrichtung betreffenden Teils der
Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Laminiereinrichtung
der eingangs genannten Art, bei welchem die Heizeinrichtung als eine
auf der Bauteilauflage aufliegenden flexiblen Heizmatte ausgeführt
ist, welche in mindestens eine Erstreckungsrichtung der Bauteilauflage
elastisch vorspannbar und fixierbar ist, und bei der mindestens ein
Heizelement integral mit der Heizmatte ausgeführt ist.
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Eine
Laminiereinrichtung mit einer beheizbaren flexiblen Heizmatte, insbesondere
aus einem Silikonwerkstoff, die zumindest bereichsweise mit einem
integralen Heizelement versehen ist, und die auf der Bauteilauflage
aufliegend vorspannbar und fixierbar ist, bietet dabei den Vorteil,
dass aufgrund der vorgespannten Montage über alle Temperaturzustände
eines Laminiervorgang ein Faltenwurf sicher vermieden wird und eine
exakte Fixierung der Heizmatte auf der Bauteilauflage gewährleistet
ist. Weiterhin kann durch die Elastizität des Silikonwerkstoffes
ein gewisser Druckausgleich beim Pressvorgang erreicht werden, so
dass Kantenpressungen oder leichte Formfehler des Bauteilstapels
keine Druckspannungsspitzen mit der möglichen Folge von
Rissen oder anderen Fehlern in den Bauteilen erzeugen können.
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Erfindungsgemäß wird
weiter vorgeschlagen, in einer Laminiereinrichtung die erforderliche Vorspannung
der flexiblen Heizmatte durch von außen auf die Heizmatte
einwirkende Kräfte mittels Stahlfedern, Elastomerfedern
oder Gasfedern zu erzeugen. Die Gegenlager der Federn können
sich dabei an der Bauteilauflage oder auch am Gestell der Laminiereinrichtung
befinden. Anstelle der passiven Federn können natürlich
auch aktive Spannelemente, d. h. fremdkraftunterstützte
Spannelemente wie pneumatische, hydraulische Spannzylinder und/oder elektrische
oder elektromagnetische Stellmotoren die erforderliche Vorspannung
durch von außen auf die Heizmatte einwirkende Kräfte
erzeugen. Mit diesen Mitteln ist auch eine Regelung der Vorspannkraft
angepasst an einzelne Betriebszustände, beispielsweise
innerhalb eines Laminiervorgangs, denkbar.
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Alternativ
wird vorgeschlagen, die erforderliche Vorspannung in der flexiblen
Heizmatte durch die elastische Eigenspannung des Materials der Heizmatte
zu erzeugen, indem die Heizmatte in mechanisch vorgedehntem und/oder
durch vorheriges Erhitzen vorgedehntem Zustand an der Bauteilauflage starr
fixiert wird.
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Sehr
einfach lässt sich dabei eine vorgeheizte Heizmatte an
einer kalten Bauteilauflage fixieren, weil während des
normalen Betrieb bei der Aufheizung innerhalb eines Laminiervorgangs
sich auch die Bauteilauflage erwärmt und somit ausdehnt,
und daher die Vorspannung der fixierten Heizmatte aufrechterhält.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die erforderliche Vorspannung
dadurch erzeugbar, dass in und/oder an der flexiblen Heizmatte Elemente
vorgesehen sind, deren Wärmeausdehnungskoeffizient größer
ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials der
Heizmatte. Bei Erhitzung spannt sich die flexible Heizmatte dann
quasi selbsttätig vor. Vorteilhafterweise können
die Elemente, deren Wärmeausdehnungskoeffizient größer
als derjenige des Materials der Heizmatte ist, als zusätzliche
flächige oder netzförmige oder stabförmige
Bauteile in und/oder an der Heizmatte ausgeführt sein.
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Eine
besonders stabile Fixierung der Heizmatte zur Bauteilauflage wird
bei einer Ausführungsform erreicht, bei der die Heizmatte
in mindestens einer Erstreckungsrichtung größer
als die Bauteilauflage ist und die Richtungen der auf die Heizmatte
einwirkenden Vorspannkräfte derart schräg von
der Bauteilauflage weg gerichtet sind, dass die Heizmatte über
die Kanten der Bauteilauflage spannbar und fixierbar ist. Dabei
ist es denkbar, die Vorspannung durch eine Befestigung der Stahlfedern
oder Elastomerfedern wie bei einem Trommelfell vorzunehmen, wobei
besonders die Verwendung von schnurartigen Elastomerfedern mit einer
Zickzackverspannung eine sehr einfache und effektive Lösung
darstellt.
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Für
ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
wird vorgeschlagen, dass mindestens zwei übereinanderliegende
flexible Heizmatten gemeinsam eine Heizeinrichtung der Laminiereinrichtung
bilden. Dabei können flexiblen Heizmatten in ihrer Heizleistung
getrennt und/oder gemeinsam regelbar sein, wobei die Heizleistungen
vorteilhafterweise jeweils so dimensioniert sind, dass der Ausfall eines
Heizelementes in einer der Heizmatte durch die jeweils andere Matte
kompensierbar ist, wodurch keine sofortige Reparatur mit entsprechend
ungeplantem Stillstand der Laminiereinrichtung innerhalb der gesamten
Fertigungskette notwendig ist, sondern ein Austausch zu normalen
Stillstands- oder Wartungszeiten wahlweise möglich ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die übereinanderliegenden flexiblen
Heizmatten in ihrer Lage bezogen auf den Bauteilstapel wendbar und/oder
gegeneinander austauschbar sind. Dadurch können den Laminiervorgang
störende Oberflächenschäden, die durch
mechanische Beschädigungen oder Einbrand auf der dem Bauteilstapel
zugewandten Seite der Heizmatte entstanden sind, auf einfachste
Weise unwirksam gemacht werden, indem die schlechte Oberfläche
gewendet wird und/oder die Heizmatten von unten nach oben getauscht
werden. Dies ermöglicht eine sehr lange Verwendbarkeit
der Heizeinrichtung, wobei das Tauschen der Heizmatten aufgrund ihrer
einfachen vorgespannten Anbringung in sehr kurzer Zeit und ohne
eine Anforderung von Ersatzteilen durchgeführt werden kann.
Dabei ist es natürlich die günstigste Lösung,
wenn die einzelnen Heizmatten gleichartig oder identisch ausgeführt
sind.
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Bei
besonders aggressiven Verhältnissen kann es vorteilhaft
sein, die Oberfläche zumindest der dem Bauteilstapel zugewandten
Heizmatte mit einer zusätzlichen Schutzschicht in Form
einer Schutzplatte, einer Schutzfolie oder eines Schutzgewebes zu
versehen, die zum Schutz der Oberfläche, aber auch zur
Verbesserung der Wärmeverteilung dienen kann. Eine solche
Schutzplatte kann beispielsweise durch eine dünne Metallplatte
gebildet werden, die nur an der obersten Heizmatte angebracht zu
werden braucht. Es ist natürlich auch denkbar, solche Platten zur
Verbesserung der Wärmeverteilung auch zwischen den Heizmatten
anzuordnen.
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Vorteilhafterweise
ist eine wärmeisolierenden Schicht zwischen der Bauteilauflage
und der der Bauteilauflage zugewandten Seite der Heizmatte vorgesehen,
oder die Bauteilauflage selbst besteht aus einem wärmeisolierenden
Material. Dies verhindert oder vermindert den Wärmeabfluss
aus der Heizmatte in die Bauteilauflage und verkürzt dadurch die
Aufheizzeit beim Laminiervorgang und spart entsprechend Zeit und
Energie. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit wird
dabei vorgeschlagen, dass das wärmeisolierende Material
der Bauteilauflage mit zusätzlichen Versteifungen zur Aufnahme
der Andrückkräfte versehen ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Lösung des die flexible Heizmatte betreffenden Teils der
Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer flexiblen
Heizmatte nach Anspruch 30, wobei vorteilhafte Ausführungen
der erfindungsgemäßen Lösung den Unteransprüchen
31 bis 49 entnommen werden können.
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Eine
flexible Heizmatte der erfindungsgemäßen Art ist
leicht austauschbar und eine Stillstandszeit in der Fertigungskette
daher nur gering. Gleichzeitig ist es sehr vorteilhaft, dass eine
flexible Heizmatte der erfindungsgemäßen Art auch
in bestehenden Laminiereinrichtungen, wie Plattenpressen oder Membranpressen,
wie sie beispielsweise aus der Möbelherstellung oder aus
der Herstellung von Solarmodulen oder Verbundglasscheiben bekannt
sind, nachgerüstet werden kann.
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Insbesondere
eine flexible Heizmatte mit einem elektrischen Widerstandsheizelement
ist dabei auf einfachste Weise auch in bestehenden Laminiereinrichtungen
nachrüstbar, weil die wesentlichen Bauteile der Heizeinrichtung
in die flexible Heizmatte integrierbar sind.
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Besonders
wirtschaftlich können Laminiereinrichtungen mit flexiblen
Heizmatten betrieben werden, bei denen mehrere Heizelemente über
die Mattenfläche verteilt integral mit der Heizmatte ausgeführt
sind. Dabei können die mehreren Heizelemente auch in mehreren
Schichten über die Mattenflächen verteilt integral
mit der Heizmatte ausgeführt sein. Dabei ist es denkbar,
dass die integral mit der Heizmatte ausgeführten Heizelemente
einzeln oder in Gruppen steuerbar sind. Hierzu können jedem
der Heizelemente zur Steuerung ein oder mehrere Temperaturmessfühler
zugeordnet sein. Besonders einfach ist es, wenn die Temperaturmessfühler
ebenfalls integral mit der Heizmatte ausgeführt werden.
Die Aufnahme der Messwerte geschieht dabei in nächster
Nähe zu der zu messenden Temperatur, wobei der Messfühler
gleichzeitig durch die Membran mechanisch und elektrisch geschützt
ist. Dabei können auch Reservemessfühler mit integriert
werden, die bei Ausfall eines Messfühlers wahlweise aktiviert werden
können. Dies ist sinnvoll, weil die Kosten eines Messfühlers
unerheblich gegenüber den Stillstandskosten einer Laminiereinrichtung
oder den Kosten eines Heizmattenwechsels sind. Es ist jedoch auch
möglich, die Temperaturmessfühler in Bohrungen
in der Heizmatte und gegebenenfalls in fluchtenden Bohrungen einer
Schutzplatte der Heizmatte versenkt anzuordnen, wobei es sich von
selbst versteht, dass Temperaturmessfühler zur Steuerung
der Heizleistung auch außerhalb der Heizeinrichtungen an geeigneten
Stellen angebracht sein können. Diese Messfühler
können die Temperaturen, die innerhalb eines vollständigen
Laminiervorgangs erforderlich sind, dann in unmittelbarer Nähe
der zu laminierenden Schichten messen, während die Heizleistungen der
einzelnen Heizeinrichtungen und/oder Heizelemente durch diesen zugeordnete
Temperaturmessfühler erfassbar ist, oder durch andere ge eignete Messwerte,
wie z. B. durch Strommessungen bei elektrischen Widerstandsheizungen.
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Ein
weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen
Laminiereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Laminiereinrichtung
ein Laminator für das Laminieren von Bauteilen unter Luftabschluss, insbesondere
von Solarzellenmodulen oder Verbundglasscheiben, durch kombinierte
Anwendung von Andrückkraft und Wärme ist, wobei
der Laminator wenigstens eine ein oder mehrere Bauteilstapel aufnehmende
Laminierkammer mit einer Bauteilauflage und wenigstens einer Heizeinrichtung
zwischen der Bauteilauflage und dem Bauteilstapel umfasst, wobei
in der Kammer oberhalb der Bauteilauflage relativ zu dieser beweglich
als Andrückelement mindestens eine elastische und/oder
flexible Andrückmembran druckdicht eingespannt ist, die
einen unteren Kammerraum von einem oberen Kammerraum trennt, und
wobei zumindest der untere Kammerraum luftdicht verschließbar,
sowie evakuierbar und belüftbar ist.
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Ein
solcher Laminator lässt sich besonders wirtschaftlich betreiben,
wenn er mit einer weiteren Heizeinrichtung in Form einer heizbaren
flexiblen Andrückmembran ausrüstbar ist. Die flexible
Heizmatte kann dann auf einfache Weise der Unterseite des Bauteilstapels
zugewandt angeordnet sein und die heizbare flexible Andrückmembran
wirkt während des Andrückens beim Laminiervorgang
auf die Oberfläche des Bauteilstapels. Dabei können
die flexible Heizmatte und die heizbare flexible Andrückmembran
in ihrer jeweiligen Heizleistung getrennt und/oder gemeinsam regelbar
sein. Zur Regelung ihrer Heizleistungen können die flexible
Heizmatte und die heizbare flexible Andrückmembran auch
zumindest teil- und/oder zeitweise die Messwerte der gleichen Temperaturmessfühler
verwenden, die damit auch an den jeweils optimalen Messstellen bezogen
auf den Bauteilstapel angebracht werden können. Dies ermöglicht
eine wesentliche Verbesserung der Prozessführung, was sich
letzt endlich in einer Verkürzung der Taktzeiten, Verringerung
des Energieverbrauchs und Vermeidung von Ausschuss auswirkt und
so die Wirtschaftlichkeit der Fertigung erhöht.
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Ein
besonderer Vorteil ergibt sich für die genannten erfindungsgemäßen
Laminatoren, dadurch, dass auch vorhandene Laminatoren sehr einfach nachgerüstet
werden können. Insbesondere eine Heizmatte und eine Andrückmembran
mit einem integralen elektrischen Widerstandsheizelement ist dabei
auf einfachste Weise auch in bestehenden Laminatoren nachrüstbar,
weil die wesentlichen Bauteile der Heizeinrichtung in die Heizmatte
und in die Andrückmembran integriert sind und die elektrischen Anschlussleitungen
leicht druckdicht aus dem Laminator herausführbar sind.
Zusätzlich können sowohl die flexible Heizmatte
als auch die heizbare flexible Andrückmembran gleichartig
ausführbar sein und sind daher bei Nachrüstungen,
bei Reparaturen und im Betrieb vom Wartungspersonal einfacher handhabbar.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Laminiereinrichtung in Form einer Membranpresse in einem Querschnitt,
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2 einen
Detailbereich einer Bauteilauflage mit flexiblen Heizmatte unterhalb
eines Bauteilstapels,
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3 eine
Laminiereinrichtung in Form einer Membranpresse, ausgerüstet
mit zwei Heizmatten
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4 einen
Detailbereich einer Bauteilauflage mit zwei flexiblen Heizmatte,
unterhalb eines Bauteilstapels,
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5 eine
Laminiereinrichtung in Form einer Membranpresse mit einer flexiblen
Heizmatte und einer heizbaren flexiblen Andrückmembran,
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6 eine
Laminiereinrichtung in Form einer Plattenpresse in einem Querschnitt,
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7 einen
Abschnitt einer flexiblen Heizmatte mit Vorspannfedern
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8 eine
Andrückmembran mit einem an ihrer Oberfläche integral
ausgeführten Heizelement,
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9 eine
Andrückmembran mit mehreren übereinander angeordneten
Heizelementen an ihrer Oberfläche,
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Wie
die Zeichnungsfigur 1 zeigt, besitzt die Laminiereinrichtung 1 eine
Laminierkammer 3, welche von einer flexiblen Andrückmembran 21,
die das Andrückelement 2 bildet, druckdicht in
einen unteren Kammerraum 31 und einen oberen Kammerraum 32 getrennt
wird. In dem unteren Kammerraum 31 befindet sich eine Bauteilauflage 4,
auf welcher ein Bauteilstapel 9 für den Laminiervorgang
aufliegt.
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Der
untere Kammerraum 31 wird druckdicht begrenzt durch das
Kammergehäuse 33 einerseits und die Andrückmembran 21 andererseits,
so dass der Bauteilstapel 9 sich in dem unteren Kammerraum 31 unterhalb
der Andrückmembran 21 befindet. Für den
Vorgang des Andrückens wird der untere Kammerraum 31 mit
einem Unterdruck versehen bzw. nahezu vollständig evakuiert.
Das Druckgefälle zwischen dem unterem Kammerraum 31 unterhalb
der Andrückmembran 21 und dem oberen Kammerraum 32 oberhalb
der Andrückmembran 21, presst die Membran 21 nach
unten bis auf die Oberfläche des Bauteilstapels 9 und
der Bauteilauflage 4. Dabei kann der Druck in dem oberen
Kammerraum 32 dem Atmosphärendruck entsprechen,
was ein druckdichtes oberes Kammergehäuse 34 entbehrlich
macht. Zur verbesserten Regulierung der Andrückkraft kann der
Luftdruck in dem oberen Kammerraum 32 wäh rend
des Andrückvorgangs von leichtem Unterdruck bis leichtem Überdruck
variabel eingestellt werden, indem der durch das obere Kammergehäuse 34 und die
Andrückmembran 21 gebildete obere Kammerraum 32 luftdicht
verschließbar ist und beide Kammerräume 31, 32 im
Verlauf eines Fertigungstaktes jeweils evakuiert und/oder belüftet
werden können.
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Die
zum Verbinden der zu laminierenden Schichten benötigte
Wärme wird in mindestens einer Heizungseinrichtung 5 erzeugt
und über mindestens ein Heizelement 51 dem Bauteilstapel 9 zugeführt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtung 5 zwischen
der Bauteilauflage 4 und dem Bauteilstapel 9 in
Form einer flexiblen Heizmatte 55 angeordnet, die über
Metallfedern 71 vorgespannt zu der Bauteilauflage 4 fixiert
ist. Die Heizmatte 55 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
in Längsrichtung größer als die Bauteilauflage 4 und
die Richtungen der auf die Heizmatte 55 einwirkenden Vorspannkräfte 7 sind
derart schräg von der Bauteilauflage 4 weg gerichtet,
dass die Heizmatte 55 über die Kanten der Bauteilauflage 4 gespannt
und fixiert ist. Durch diese Fixierung und Vorspannung wird die
Wärmeausdehnung der Heizmatte beim Laminiervorgang aufgefangen
und die Heizmatte kann keine Falten werfen oder sich verschieben.
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Der
beheizbare Bereich der Heizmatte 55 wird von einem integral
mit der Matte verbundenen Heizelement 51 gebildet, wobei
das Heizelement 51 in die Heizmatte eingegossen, einvulkanisiert
oder eingeklebt ist. Denkbar ist eine integrale Anbringung des Heizelementes 51 natürlich
auch durch Aufkleben oder Aufvulkanisieren auf das Material 555 der Heizmatte 55.
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Oberhalb
der Heizelemente 51 ist eine dünne Platte oder
Folie 6 zum Schutz der Oberfläche und/oder zur
Unterstützung der Wärmeverteilung zum Bauteilstapel
hin lösbar angebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird die lösbare Verbindung im Be reich der Temperaturmessfühler 513 vorgenommen.
Denkbar sind aber auch andere übliche lösbare Verbindungen
oder auch eine feste Verbindung der Schutzplatte 6 beispielsweise
in Form einer aufgeklebten Schutzfolie. Die notwendige elastische und/oder
flexible Verformung wird dadurch mehr in den dehnfähigeren
Randbereich der Heizmatte 55 verlagert, im beheizbaren
Bereich ist die Flexibilität nur noch so groß wie
es die Beschaffenheit des Bauteilstapels 9 erfordert.
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In 2 ist
eine solche Anordnung einer Heizmatte 55 in einem Querschnitt
dargestellt. Ein Temperaturfühler 513 ist hier
in fluchtenden Bohrungen von Heizmatte 55, Schutzplatte 6 und
Bauteilauflage 4 versenkt angeordnet, wobei die Bohrung
in der Bauteilauflage 4 größer ist, um
die Wärmeausdehnung der vorgespannten Heizmatte 55 auszugleichen.
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3 zeigt
eine Laminiereinrichtung 1 ebenfalls in Form einer Membranpresse,
bei welcher zwei der Unterseite des Bauteilstapels 9 zugewandte
flexible Heizmatten 55a, 55b gemeinsam die Heizeinrichtung 5 bilden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind beide Heizmatten 55a und 55b jeweils
gemeinsam mittels Stahlfedern 71 vorgespannt und fixiert. Denkbar
ist es jedoch auch, die flexiblen Heizmatten jeweils einzeln vorzuspannen
und zu fixieren, wobei auch eine einseitige Federvorspannung, die
gegen eine feste Gegeneinspannung wirkt, möglich ist. Nach
Lösen der Schutzplatte 6 können die flexiblen Heizmatten 55a und 55b gewendet
und/oder in ihrer Lage bezogen auf den Bauteilstapel gegeneinander von
unten nach oben und umgekehrt ausgetaucht werden. Anschließend
kann die Schutzplatte 6 wieder angebracht werden.
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4 zeigt
einen detaillierten Ausschnitt des Querschnittes in dem Bereich
zwischen der Bauteilauflage 4 und dem Bauteilstapel 9.
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5 zeigt
eine Laminiereinrichtung 1 in Form einer Membranpresse,
bei welcher zusätzlich zu der Heizeinrichtung 5a,
die von einer unterhalb des Bauteilstapels 9 angeordneten
flexiblen Heizmatte 55 gebildet wird, eine weitere Heizeinrichtung 5b an
geordnet, die von einer heizbaren flexiblen Andrückmembran 22 gebildet
wird. Die Heizmatte 55 und die heizbare Andrückmembran 22 sind
in ihrer Heizleistung getrennt und/oder gemeinsam regelbar und können
zur Steuerung zumindest teil- und/oder zeitweise die Messwerte der
selben Temperaturmessfühler 513 verwenden. Die
beheizbare Andrückmembran 22, welche zumindest
in Teilbereichen mit einem integralen Heizelement 51 versehen
ist, bietet dabei den Vorteil, dass die Wärme während
des Andrückvorganges in unmittelbarer Nähe in
den zu laminierenden oberflächennahen Schichten des Bauteilstapels 9 erzeugt
wird. Der Wärmeweg ist dabei sehr kurz und ein Wärmeverlust
auf diesem Weg sehr gering. Die Beheizung des Bauteilstapels 9 durch
die flexible Heizmatte 55 von der Bauteilauflage 4 her dient
dann im Wesentlichen nur noch dem Halten einer gewissen Grundwärmemenge,
etwa um die Temperaturdifferenzen zum Maschinenbett 33 möglichst klein
zu halten und einen schnellen Abfluss der Wärme in die
tieferen Schichten des Bauteilstapels 9 oder in eine kältere
Bauteilauflage 4 zu verhindern.
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6 zeigt
eine Laminiereinrichtung 1 in Form einer üblichen
Plattenpresse, die als Andrückelement 2 eine gegenüber
der Bauteilauflage 4 vertikal verfahrbare Pressplatte 23 aufweist.
Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels ist es, dass
sowohl die Bauteilauflage 4 mit einer darauf aufliegenden
flexiblen Heizmatte 55a als Heizeinrichtung 5a ausgerüstet
ist, als auch das Andrückelement 2, bzw. die Pressplatte 23 mit
einer daran anliegenden flexiblen Heizmatte 55b als Heizeinrichtung 5b.
Beide flexiblen Heizmatten sind dabei vorspannbar und fixierbar
gegenüber ihren Anlageflächen. Die Wirkungsweise
der beiden Heizeinrichtungen 5a und 5b auf den Bauteilstapel 9 ist
gleichbedeutend mit der in 5 beschriebenen
Wirkungsweise und damit gelten die dort beschriebenen Vorteile auch
hier. Lediglich ist die Heizeinrichtung 5b bei diesem Beispiel ebenfalls
eine flexible Heizmatte der erfindungsgemäßen
Art und der Antrieb des Andrückelementes 2 für
den Andrückvorgang auf den Bauteilstapel 9 wird hier
in üblicher Weise durch Hydraulikzylinder durchgeführt.
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7 zeigt
in einem Ausführungsbeispiel, wie die Fixierung der flexiblen
Heizmatte 55 unter der erforderlichen Vorspannung durch
Elastomerfedern 72, hier in Form einer schnurartigen Elastomerfeder ausgeführt
sein kann. Dies geschieht durch wechselseitiges Befestigen der Schnurfeder 72 an
der Heizmatte 55 und an den Gegenlagern der Bauteilauflage 4 oder
des Gestells 33 der Laminiereinrichtung 1.
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Wie
in 8 ersichtlich besteht die flexible Heizmatte 55 aus
einem beheizbaren Kernbereich 551 und einem Randbereich
zwischen dem Kernbereich und der Befestigung der Vorspanneinrichtung. Der
beheizbare Bereich der flexiblen Heizmatte 55 wird von
einem integral mit der Matte verbundenen Heizelement 51 gebildet,
wobei das Heizelement 51 in das Material 555 der
flexiblen Heizmatte 55 eingegossen, einvulkanisiert oder
eingeklebt ist bzw. an dem Material 555 aufgeklebt oder
aufvulkanisiert ist. In dem integral mit der flexiblen Heizmatte 55 verbundenen
Heizelement 51 sind Heizleitungen 511, 512 vorhanden,
die in geeigneter Weise verlegt sind. Zusätzlich können
für eine stärkere mechanische Belastbarkeit der
Heizleitungen 511 diese noch in geeigneter Weise gestaltet
sein, indem sie beispielsweise rohrförmig oder schraubenlinienförmig
in Richtung ihrer Längserstreckung gestaltet sind.
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In
Erstreckungsrichtung der Heizmatte 55 sind weiterhin Elemente 552 in
und/oder an der Heizmatte 55 vorgesehen, deren Wärmeausdehnungskoeffizient
größer als derjenige des Materials 555 der Heizmatte 55 ist.
Diese Elemente 552 können als zusätzliche
flächige oder netzförmige oder stabförmige Bauteile
in und/oder an der Heizmatte 55 angeordnet sein. Bei Erwärmung
dehnen sich diese Elemente stärker aus als das Grundmaterial 555 der
Heizmatte 55. Daher spannt sich die flexible Heizmatte
beim Erwärmen selbsttätig.
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9 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer flexiblen Heizmatte 55 mit
mehreren über die Heizfläche und/oder in mehreren
Ebenen verteilten Heizelemente 51, 52, 53 die
vorzugsweise einzeln oder in Gruppen gesteuert werden können.
Hierzu ist in oder an den Heizelementen 51, 52, 53 jeweils
mindestens ein Temperaturmessfühler 513 vorgesehen,
der vorzugsweise ebenfalls integral mit der flexiblen Heizmatte 55 ausgeführt
ist. Ein zusätzlicher Temperaturmessfühler 514,
der im Schadenfalle des ersten Messfühlers 513 aktivierbar
ist, verhindert, dass bei einem solchen Defekt eine ganze flexible
Heizmatte 55 ausgetauscht werden muss.
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- 1
- Laminiereinrichtung
- 2
- Andrückelement
- 21
- flexible
Andrückmembran
- 22
- heizbare
flexible Andrückmembran
- 23
- Pressplatte
- 3
- Laminierkammer
- 31
- unterer
Kammerraum
- 32
- oberer
Kammerraum
- 4
- Bauteilauflage
- 5
- Heizeinrichtung
- 51,
52, 53
- Heizelemente
- 511,
512
- Heizleitungen
- 513
- Temperaturmessfühler
- 514
- Reservetemperaturmessfühler
- 55
- flexible
Heizmatte
- 551
- Kernbereich
der flexiblen Heizmatte
- 552
- Elemente
mit hoher Wärmeausdehnung
- 555
- flexibles
Material der Heizmatte
- 6
- Schutzplatte
- 7
- Vorspannkraft
- 71
- Stahlfedern
- 72
- Elastomerfedern
- 9
- Bauteilstapel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10227649
A1 [0002]
- - DE 4116324 A1 [0003]
- - FR 2716103 A1 [0004]