DE102014115465A1

DE102014115465A1 - Pressenplatte und Verfahren zur Einstellung der Verbiegung einer Pressenplatte

Info

Publication number: DE102014115465A1
Application number: DE102014115465.7A
Authority: DE
Inventors: c/o DIEFFENBACHER GMBH Maschinen Bauser Helmut
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Pressenplatte mit Thermoelementen auf wenigstens zwei Ebenen der Pressenplatte. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin mit einfachen Mitteln eine gezielte Verbiegung oder Planheit der Pressenplatte, entsprechend den Vorgaben eines herzustellenden Produktes, zu ermöglichen. Um die Steuerbarkeit der beheizbaren Pressenplatten bezüglich ihrer Geometrie zu verbessern, um damit auf sich ändernde Produktionsparameter reagieren zu können, wird vorgeschlagen, dass bei einer beheizbaren Pressenplatte in wenigstens einer Ebene mehrere Thermoelemente angeordnet sind, die unabhängig voneinander betreibbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Pressenplatte mit Thermoelementen auf wenigstens zwei Ebenen der Pressenplatte und ein Verfahren zur Einstellung der Verbiegung einer Pressenplatte. Pressenplatten der genannten Art werden in einer Vielzahl an Pressen verwendet. Beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten, MDF (mittel dichte Faserplatten) oder OSB („oriented stranded boards“ – orientiert gestreuten Platten). Anwendungsfälle finden sich aber auch beim Ur- oder Umformen, beispielsweise in Kunststoff- oder Tiefziehpressen. Die Pressen können dabei Ein- oder Mehretagenausführungen sein als auch kontinuierlich arbeitende Pressen. Bei letzteren können zwischen dem Pressgut und den Pressenplatten noch zumindest ein flexibles, endloses, umlaufendes Stahlband vorhanden sein, das beispielsweise mit stationären oder mitumlaufenden, mit ihren Achsen quer zur Bandlaufrichtung geführten, rollende Stützelemente abgestützt wird, oder es findet sich eine hydrostatische Abstützung des umlaufenden Stahlbandes.
Durch die Beheizbarkeit der Pressenplatten kann Wärmeenergie entweder bei Plattenpressen unmittelbar oder bei kontinuierlich arbeitenden Pressen über die erwähnten Stützelemente und das Stahlband mittelbar in das Pressgut eingebracht werden, in dem Leim vorhanden ist, der temperaturabhängig reagiert.
Ein wesentlicher Aspekt der beheizbaren Pressenplatten ist es dabei, das über deren Planebenheit auch die Planebenheit des fertigen Produktes und damit dessen Qualität beeinflusst wird.
Die Planebenheit einer Pressenplatte wird dabei bekanntermaßen durch im Wesentlichen zwei Aspekte beeinflusst: Zum einen durch die aus den Presskräften resultierenden Biegungen. Zum anderen durch unterschiedliche Temperaturen innerhalb der Pressenplatte, weil diese unterschiedlichen Temperaturen lokal unterschiedliche Wärmedehnungen verursachen, was wieder innerhalb der Pressenplatte zu diese verformenden Spannungen führt.
Unterschiedliche Temperaturen in einer Pressenplatte entstehen durch interne oder externe Einflüsse an einer Presse. Unter externe Einflüsse kann beispielsweise ein Klimawechsel in einer Werkshalle durch ein geöffnetes Hallentor und damit verbundenen Luftströmungen gezählt werden. Interne Einflüsse sind zum Bespiel ein Wechsel der Produktionsparameter, Herstellung eines anderen Produktes, Leerlauf der Presse, oder ähnliches, was zu einer geänderten Wärmeentnahme aus der Pressenplatte führt.
Um die aus den Presskräften resultierenden Verformungen zu reduzieren wurden die Pressenplatten durch Versehen mit entsprechenden Ober- oder Untergurten biegesteifer ausgebildet. Allerdings hatte diese Konstruktion dann den Nachteil, dass sich die eigentlichen Pressenplatten aufgrund ihrer Beheizung stärker als die nicht beheizten starr mit ihnen verbundenen Gurte dehnten, was wiederum die unerwünschte Verformung der Platten aufgrund von Temperaturunterschieden verstärkte. Um dies zu verhindern, wurde beispielsweise in der DE 16 53 002 A vorgeschlagen, auch die Ober- bzw. Untergurte auf die gleiche Temperatur zu bringen wie die eigentliche Pressenplatte, um durch diese sogenannte Gegenheizung die Planebenheit der Pressenplatten weiter gewährleisten zu können.
Alternativ zu dieser Vorgehensweise wurde insbesondere im Bereich von kontinuierlich arbeitenden Pressen vorgeschlagen, die Anzahl von quer zur Produktionsrichtung nebeneinander angeordneten Pressenstempeln an den Pressenplatten zu erhöhen, um damit eine über die Fläche der Pressenplatte gleichmäßigere Krafteinleitung zu gewährleisten und so die gewünschte Planebenheit zu erzielen. Die Pressenstempel können bei entsprechender Anordnung und Einstellung auch dazu dienen die Pressenplatte entsprechend den Anforderungen zu verbiegen. Nachteilig an diesen Möglichkeiten ist aber der hohe anlagentechnische Aufwand (Hydraulikzylinder, Steuer- und Regelungstechnik).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, die Steuerbarkeit der beheizbaren Pressenplatten bezüglich ihrer Verbiegung respektive hinsichtlich ihrer Planebenheit zu verbessern. In vorteilhafter Weise soll damit auf sich ändernde Produktionsparameter oder externe Einflüsse reagiert werden können. In Erweiterung der Aufgabe soll ein Verbund aus zumindest zwei Pressenplatten derart steuerbar sein, dass diese das gewünschte Produkt in seinen Anforderungen an Maßhaltigkeit genauer abbilden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Pressenplatte dadurch gelöst, dass bei einer beheizbaren Pressenplatte wie oben beschrieben in wenigstens einer Ebene mehrere Thermoelemente angeordnet sind, die unabhängig voneinander betreibbar sind.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die Verwendung von mehreren Thermoelementen, die unabhängig voneinander betreibbar sind, in dieser Ebene lokal begrenzt auf einen Bereich Wärme ab- oder insbesondere zugeführt werden kann, so dass die in diesem Bereich demgemäß lokal auftretende Ausdehnung (bei Wärmezufuhr) oder Kontraktion (bei Wärmeabfuhr) gezielt dazu genutzt werden kann, um innerhalb der genannten Ebene Ausdehnungen oder Kontraktionen zu bewirken, die dann zu einer demgemäß im Wesentlichen lokal auftretenden Verformung der Pressenplatte führen.
Unter Thermoelementen werden im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung insbesondere ein oder mehrere miteinander gekoppelte Kanäle verstanden, die beispielsweise durch ein Thermoöl durchströmt werden. Es ist aber auch möglich, statt eines Thermoöles hier eine Kühlflüssigkeit durch die genannten Kanäle zu leiten.
Auch können statt einer Beheizung über ein Thermoöl oder ein ähnliches Fluid auch elektrische Heiz- oder Kühlelemente vorgesehen sein bzw. sind weitere alternative Temperierungsmittel denkbar.
Vorzugsweise liegt die wenigstens eine Ebene mit den mehreren unabhängig voneinander betreibbaren Thermoelementen in einem dem Pressgut abgewandten Bereich der Pressenplatte. Damit kann zwischen dieser Ebene und dem Pressgut die andere wenigstens ein Thermoelement aufweisende, beheizbare Ebene angeordnet werden, über die kontinuierlich und großflächig Wärmenergie an das Pressgut abgegeben wird. Üblicherweise sorgt dieser großflächige und kontinuierliche Transfer der Wärmeenergie zu einer ungeplanten und ungewollten Verbiegung der Pressenplatte.
Bei dieser Ausgestaltung wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die Wärmeenergie für die Abgabe an das Pressgut der dem Pressgut zugewandten Seite der Pressenplatte entnommen wird. Demgemäß wird durch diese Seite eine hohe Energiemenge geführt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Thermoelemente wie oben beschrieben als mit Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbare Kanäle ausgebildet sind, sind diese Kanäle, die in zwei benachbarten Ebenen angeordnet sind, im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufend. Dies hat den Vorteil, dass die Steuerbarkeit der Planebenheit durch den unabhängigen Betrieb von Thermoelementen in der einen Ebene den Wärmeeintrag durch die Thermoelemente in der anderen Ebene nicht in unerwünscht starker Weise beeinflusst oder beeinträchtigt.
In diesem Zusammenhang wird insbesondere für kontinuierlich arbeitende Pressen der oben beschriebenen Gattung (Doppelbandpressen) vorgeschlagen, die genannten Kanäle der dem Pressgut zugewandten Ebene quer zu einer Produktionsrichtung dieser Presse verlaufen zu lassen. Demgemäß verlaufen dann die als Thermoelemente fungierenden Kanäle in dem Pressgut abgewandten Bereich parallel zu dieser Produktionsrichtung. Hierbei ist es insbesondere möglich die Pressenplatten derart zu verbiegen, dass die Planparallelität, insbesondere in einer Kalibrierzone gegen Ende respektive des Auslaufes der kontinuierlich arbeitenden Presse, zwischen der oberen und der unteren Pressenplatte gewährleistet ist, um ein ebenes Produkt zu erhalten. In vorteilhafter Weise kann man darüber das Dickenprofil des fertigen Produktes über die Breite (quer zur Produktionsrichtung) positiv beeinflussen.
Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die Kanäle, die von Thermoöl oder Kühlmittel durchströmt werden, als Bohrungen in die Pressenplatten eingebracht werden. Unter fertigungstechnischen Aspekten wird aber für eine bevorzugte Ausführungsform vorgeschlagen, die Kanäle als zunächst nutenartig gefräste Rillen in einer Platte auszugestalten, die erst nachträglich mit einem Deckel zu abgedichteten Kanälen ausgebildet werden. Hierdurch kann die Fertigbarkeit der beheizbaren Pressenplatte verbessert werden. Eine derartige Pressenplatte ist beispielsweise mit der DE 10 2008 015 995 A1 bekannt geworden, die insbesondere das Elektronenstrahlschweißen zum Verbinden des Deckels mit der Platte vorschlägt.
Alternativ wird auch vorgeschlagen, die Pressenplatte als Sandwichplatte auszubilden aus mehreren, insbesondere zwei Thermoplatten, wobei jede Thermoplatte dann als eine Ebene anzusehen ist, die mit Thermoelementen versehen wird. Besonders bevorzugt kann in diesem Zusammenhang zwischen den beiden Thermoplatten ein Mittel zur Verbesserung des Wärmetransfers, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, angeordnet werden. Die Aufgabe für das Verfahren wird dadurch gelöst, dass in wenigstens einer Ebene mehrere Thermoelemente angeordnet sind, die unabhängig voneinander betreibbar sind und zur Einstellung einer Verbiegung in wenigstens einem Thermoelement eine unterschiedliche Temperatur eingestellt wird.
Hierzu kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Temperaturen in der Ebene mit den mehreren Thermoelementen in einem Bereich auf der dem Pressgut abgewandten Seite der Pressenplatten eingesteuert wird.
Insbesondere bevorzugt ist die Verwendung von Wegmesssystemen für die Pressenplatte und/oder den Pressspalt und/oder außerhalb einer Presse die Verwendung von Dickenmessgeräten für das fertige Produkt, wobei ermittelte Messwerte in einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung für die Verbiegung der Pressenplatte über eine Veränderung der Temperatur und/oder des Druckes in zumindest einem Thermoelement, vorzugsweise mittels eines Thermoelements in einem pressgutfernen Bereich zumindest einer Pressenplatte verwendet werden.
Ein weiterer Anwendungsfall der Erfindung wären warmumformende Pressenwerkzeuge in einer Presse oder die plattenförmige Aufspannvorrichtung (Pressenplatte) für das Werkzeug selbst. Der Hersteller der Werkzeuge berücksichtigt im Normalfall den Temperaturverzug seines Werkzeuges und wird das Werkzeug so gestalten, dass es im vorgesehenen Temperaturfenster die optimalen Ergebnisse liefern kann. Im Zusammenspiel mit einer zugehörigen Presse ergeben sich aber Probleme durch den Wärmetransfer vom Werkzeug in die Pressenaufspannung respektive den Pressenrahmen der Presse. Auch hier kann die Erfindung benutzt werden, um beispielsweise eine Pressenplatte, hier in der Funktion als Aufspannplatte für ein Werkzeug, durch gezielte differente Temperaturansteuerung hinsichtlich der Verbiegung so anzupassen, dass das Werkzeug optimale Ergebnisse bei der Umformung liefern kann. Eine reine Kühlung der aufspannenden Pressenplatte im werkzeugnahen Bereich wird dabei nicht genügen, da der Verzug der Pressenplatte durch den Übertritt der Wärmeenergie in die Pressenplatte bereits eintreten könnte. Insoweit greift auch hier die Erfindung, indem über einen gezielten Energieeintrag in die Pressenplatte auf der werkzeugfernen Seite einer Verbiegung entgegengesteuert wird.
Neben druckbeaufschlagenden Pressenplatten in Pressen oder Zuhaltevorrichtungen sind andere Anwendungsfälle denkbar in denen einzuhaltende Flächengeometrien unter Temperaturbeeinflussung eine Rolle spielen. Denkbar wären auch Bedampfungsplatten in Dampfpressen, die in einer ersten Ebene Dampfverteilbohrungen, analog einem Thermoelement, aufweisen, wobei die Dampfverteilbohrungen in Wirkverbindung mit Dampfaustrittsbohrungen in Richtung eines zu bedampfenden Werkstückes/Produktes stehen. Sollte das zu bedampfende Produkt ebenfalls Anforderungen an eine bestimmte Geometrie aufweisen, so kann ein Verbiegen der Bedampfungsplatte zu Ausschuss oder mangelnder Qualität führen. Beispielsweise finden sich derartige Bedampfungsplatten bei der taktweise Herstellung von hochfesten Werkstoffplatten oder aber im gegensätzlichen Bereich bei der kontinuierlichen Herstellung von niedrigdichten, insbesondere flexiblen, Wärmedämmplatten oder -matten. Gerade bei den letztgenannten ist kein oder nur geringer Druck notwendig um die Aushärtung des Bindemittels zu bewirken, aber eine planparallele Oberfläche ist dennoch wünschenswert um Normwerte einzuhalten oder die Nachbearbeitung des hergestellten Produktes (Fräsen, Schleifen) zu minimieren.
Auch dies versteht die Erfindung unter einer optimalen Steuerbarkeit der Pressenplatte zur Anpassung des Produktes an die vorgegebenen Produktionsparameter.
In vorteilhafter Weise könnte in einem bevorzugten weiteren Anwendungsfall die Steifigkeit von Heiz- und/oder Pressenplatten sogar durch geringeren Materialeinsatz verringert werden, da das Verbiegen der Platte im Produktionsmodus einkalkuliert und mit den erfindungsgemäßen Merkmalen korrigiert wird.
Es ist nun in vorteilhafter Weise möglich mit dem beschriebenen Verfahren und der Pressenplatte, durch gezielte Ansteuerung einzelner Thermoelemente eine Pressenplatte so anzusteuern, dass eine ungewollt auftretende Verformung zurückgeführt wird. Eine solche ungewollte Verformung kann beispielsweise auftreten, wenn lokal begrenzt eine zusätzliche Wärmeabfuhr an der Pressenplatte entsteht, sei es durch eine als Wärmesenke fungierende Inhomogenität im Pressgut oder aber durch andere lokal an der Pressenplatte extern oder intern auftretende lokale Prozessstörungen.
Neben ungewollten Inhomogenitäten im Pressgut, beispielsweise einer fehlerhaften Herstellung des Pressgutes mit unterschiedlichen Dichten, kann es aber auch im Herstellungsprozess sogar gewollt sein, unterschiedliche Dichten im Pressgut bewusst vorzusehen. Ein Beispiel für so ein Produkt mag eine Werkstoffplatte, hergestellt nach dem Verfahren der DE 10 2008 030 417 A1 sein. Hier wird bewusst zur Einsparung der Ressource Holz, nur in denen Bereichen einer späteren Werkstoffplatte genug Holz gestreut, in denen auch Beschläge oder Schrauben Verwendung finden sollen. Bei der Herstellung einer Werkstoffplatte nach diesem Verfahren wird bevorzugt in parallelen Streifen längs zur Produktionsrichtung unterstreut oder aus einem gleichmäßig gestreutem Pressgut Material wieder entnommen. Es kommt nun zu dem Effekt, dass die verschiedenen Bereiche als unterschiedliche Wärmesenken in der Presse dienen; eine Verformung der Pressenplatte ist somit nicht auszuschließen. Mit der geeigneten Anzahl an Thermoelementen, die die Verbiegung ausgleichen können, kann auf die teure Anordnung von doppeltwirkenden Hydraulikzylindern und eine entsprechend aufwendige Verschaltung von Hydraulikleitungen verzichtet werden.
Ein ähnlicher Effekt kann sich auch einstellen, wenn wie aus DE 10 2010 001 650 A1 bekannt, die Ränder eines Pressgutes bewusst überstreut werden um eine höhere Dichte zu erzeugen, damit die an den Schmalflächen austretenden Reaktionsgase oder Dampf zum einen kein Material mitreißen können und zum anderen einen höheren Druck im reagierenden Teil des Pressgutes aufbauen können. Auch hier kann es über die Wärmesenken zu einem unkontrollierbaren Verzug der Pressenplatte 7, 8 kommen, insbesondere auch dann, wenn eine Pressenplatte 7, 8 steifer im Pressenrahmen der Presse eingebunden ist als die andere.
In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass es aus der Praxis bekannt ist unterschiedliche Produktbreiten in die Presse zu fertigen, so dass mal mehr oder weniger freier Rand an der Pressenplatte nicht mit Material belegt wird. In diesem Falle kommt es ebenfalls zu unterschiedlich starker Wärmeentnahme aus der Pressenplatte und entsprechenden Verbiegungen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt diese Verbiegungen mit hydraulischen Kurzhubzylindern auszuregeln und ggfs. die Pressenplatte aktiv zu verbiegen. Es hat sich aber herausgestellt, dass sich die Hydraulik großvolumiger Hydraulikzylinder nicht so fein regeln lassen kann wie die vorgeschlagene Einsteuerung einer Verbiegung über die Temperaturdifferenz. Insbesondere weist das so vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Pressenplatte allein physikalisch bedingt eine deutlich höhere Steifigkeit aus als ein Weg/Druck gesteuerter Hydraulikzylinder mit entsprechender Fluidfüllung.
Es erfolgt somit im schlimmsten Falle die Herstellung eines Produktes mit unebener Oberfläche oder unkontrollierter Randabweichung, so dass in der Endfertigung höhere Kosten beim Abschleifen entstehen oder das Produkt sogar als Ausschuss deklariert werden muss. Über geeignete Wegmesssysteme an den Pressenplatten oder geeignete Produktmesssysteme in der Endfertigung kann man Veränderungen am Pressgut überprüfen und Regelstrecken oder Steuerungssysteme einbinden, die die Thermoelemente in den pressgutfernen Bereichen der Pressenplatten entsprechend steuern um die notwendige Anpassung der Pressenplatten einzustellen respektive einzuregeln.
Die vorgeschlagenen Anwendungsfälle sind aus einer Vielzahl an Möglichkeiten ausgewählt und sollen den Kern der Erfindung wiederspiegeln, aber nicht die Anwendung begrenzen. Insbesondere können verschiedene Arten an Thermoelementen, wie zum Beispiel beheizbare Fluidkanäle, Dampfdruckkanäle, Widerstandsheizungen, Kühlvorrichtungen kombiniert sein, um die Lehre der Erfindung zu verwirklichen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt:
1 die schematische Draufsicht auf Thermoelemente in einer Pressenplatte,
2 die schematische Ansicht eines Thermoelements der Pressenplatte nach 1 von unten,
3 die schematische Pressenplatte nach 1 und 2 im Querschnitt quer zur Produktionsrichtung,
4 die schematische Schnittdarstellung zweier Pressenplatten mit einem dazwischen angeordnetem Pressgut in einem idealen Anwendungsfall,
5 die schematische Schnittdarstellung nach 4 mit einer konkaven Ausbildung des Pressgutes,
6 die schematische Schnittdarstellung nach 4 mit einer konvexen Ausbildung des Pressgutes und
7 die schematische Schnittdarstellung nach 4 mit einer einseitigen Ausbildung des Pressgutes.
Wie bereits ausgeführt, kann die Pressenplatte mehrere Ebenen an Thermoelementen aufweisen. In den nachstehenden Ausführungsbeispielen finden sich aus Gründen der zeichnerischen Übersichtlichkeit nur zwei Ebenen. Die Thermoelemente sollten vorzugsweise flächig und/oder parallel zu den Flächenseiten der Pressenplatte angeordnet sein. Im Folgenden werden die Bereiche/Ebenen der Thermoelemente wie folgt unterschieden: die Thermoelemente im Bereich R sind pressgutferner als die Thermoelemente im Bereich V. Insbesondere übernehmen die Thermoelemente im Bereich V vorzugsweise die Flächenheizung der Pressenplatte zur Übertragung der Wärmeenergie in das Pressgut, wohingegen die Thermoelemente im Bereich R Wärmeenergie zu- oder abführen um die Verbiegung der Pressenplatte respektive die Planparallelität einer pressgutseitigen Oberfläche und/oder besonders bevorzugt die Planparallelität zweier Oberflächen mit den Bereichen V zweier Pressenplatten mit dazwischenliegendem Pressgut einzusteuern. In der Regel wird vorgesehen sein, dass im pressgutnahen Bereich V eine gleichförmige Temperatur zur Herstellung des Produktes vorgesehen ist, die den Haupteintrag der Wärmeenergie in das Produkt bewirkt, wohingegen im pressgutfernen Bereich R bevorzugt nur so viel Energie eingebracht werden soll, um die beabsichtigte Biegung der Pressenplatte einzusteuern.
Im Ausführungsbeispiel wird im Weiteren direkt Bezug auf die spezielle bevorzugte Ausführungsform für eine Anwendung in einer kontinuierlich arbeitenden Presse zur Herstellung von Werkstoffplatten oder ähnlichen flächigen Produkten Bezug genommen. Die vorgeschlagenen Pressenplatten können aber auch in Taktpressen oder anderen Anwendungsfällen verwendet werden, die eine definierte Form einer Heiz- und/oder Pressenplatte benötigen, gleich in welcher Ausgestaltung, planar oder geometrisch entsprechend gebogen oder anderweitig angepasst.
In der 1 erkennt man eine Pressenplatte 1 in der Draufsicht. An der hier zu erkennenden Oberseite, im pressgutfernen Bereich R, sind drei Thermoelemente 2, 3, 4 angebracht, bei denen es sich im hier dargestellten Beispiel um meanderförmig gefräste Nuten handelt, die abschließend zugedeckelt wurden, um damit Kanäle zu erzeugen, durch die ein Heiz- oder Kühlmedium geführt werden kann. Alternativ hätten wie oben beschrieben andere Thermoelemente eingesetzt oder auch z. B. Bohrungen mit geeigneten Anschlüssen Verwendung finden können.
Die hier dargestellte Pressenplatte 1 kann beispielsweise in einer kontinuierlich arbeitenden Presse eingesetzt werden. Dann könnte die Erstreckung der genannten Kanäle der Thermoelemente 2, 3, 4 im Wesentlichen parallel zu der Produktionsrichtung 5 dieser kontinuierlich arbeitenden Presse respektive der herzustellenden Produkte angeordnet sein.
2 zeigt eine Unteransicht, also im Bereich R einer Pressenplatte 1, ein Thermoelement 6. Dies ist in einer zweiten Ebene eingearbeitet und von der oben genannten ersten Ebene mit den Thermoelemente 2, 3, 4 beabstandet angeordnet.
Dabei liegt vorzugsweise die Haupterstreckung der Kanäle des Thermoelementes 6 orthogonal zu der Produktionsrichtung 5 einer kontinuierlich arbeitenden Presse, in die die Pressenplatte 1 eingesetzt werden kann. Dem Fachmann ist dabei bewusst, dass bei Pressen bevorzugt zwei gegenüberliegende Pressenplatten zur Anwendung kommen, wie es in den späteren Figuren noch zu sehen sein wird.
3 zeigt einen Schnitt durch die Pressenplatte 1 der 1 und 2, worin die unterschiedlichen Ebenen der Thermoelemente 2 bis 4 und 6 mit den Bereichen R und V dargestellt sind. Ein nicht dargestelltes Pressgut würde sich demnach auf der Seite befinden, auf der die Produktionsrichtung 5 eingezeichnet ist, die vom Betrachter aus gesehen in die Zeichenebene hineinführt.
Wesentlich ist jetzt, dass wie in den 1 bis 3 zu erkennen ist, die in der 1 zu erkennende Thermoelemente 2, 3, 4 des Bereiches R jeweils unabhängig voneinander über differente Anschlüsse betreibbar sind. Es ist also möglich, durch die Kanäle der Thermoelemente 2 oder 4 ein Medium mit einer anderen Temperatur zu leiten als durch den Kanal des Thermoelementes 3.
In den 4 bis 7 ist schematisch das Zusammenspiel von zwei Pressenplatten 7, 8 dargestellt, wobei die Auswirkungen von unterschiedlichen Temperaturen der Thermoelemente auf die Pressenplatten anhand der entstehenden Geometrie des Pressgutes 9 dargestellt werden sollen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Differenz der Temperatur T mittels unterschiedlich starker Striche in entsprechendem räumlichen Bezug zur Ebene der Thermoelemente vereinfacht dargestellt. Insbesondere soll mit dieser Darstellung kein absoluter Wert sondern die relativen Unterschiede der benachbarten Thermoelemente respektive der Heizplatte hinsichtlich ihrer Temperatur dargestellt werden. Zur besseren Übersichtlichkeit wurden die Einzelelemente Pressgut und Pressenplatten in den 4 bis 7 nicht auf Kontakt, sondern beabstandet gezeichnet, insbesondere um anhand der Geometrie des Pressgutes die Reaktion der Pressenplatten auf die unterschiedliche Ansteuerung der Thermoelemente zu verdeutlichen.
In der 4 erkennt man zwei Pressenplatten 7 und 8, zwischen denen sich eine Schicht Pressgut 9 befindet. Bei diesem Pressgut kann es sich um das Material für Spanplatten, MDF-Platten oder OSB-Platten handeln. Im Wesentlichen also Holz-Partikel und ein Bindemittel. Aber auch anderes Material, was einer Flächenpressung und/oder Flächenheizung bedarf, kann dazwischen angeordnet werden. In dieses Pressgut 9 wird Wärme eingeführt, um das im Pressgut vorhandenen Bindemittel zu einer Abbindereaktion zu bringen. Um die Wärme zuzuführen sind dabei die Pressenplatten 7 und 8 mittels Thermoelementen 10 und 11 auf eine höhere Temperatur bringbar, wobei in den hier dargestellten Beispielen die Thermoelemente 10 und 11 durch Kanäle in Form von Bohrungen gebildet werden. Diese Bohrungen verlaufen im hier dargestellten Beispiel jeweils parallel zueinander. Sie sind dabei in zwei Ebenen angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu dem Pressgut 9 verlaufen und zwar einmal in einem dem Pressgut zugewandten Bereich V und andererseits in einem dem Pressgut abgewandten Bereich R der Pressenplatten 7, 8.
Während die Bohrungen im pressgutnahen Bereich V zu einem gemeinsamen Thermoelement 10 respektive 11 zusammen gekoppelt sind, sind die Bohrungen in den dem Pressgut abgewandten Bereich R jeweils gruppenweise zusammengefasst, wobei im hier dargestellten Beispiel die jeweils zu einer Gruppe zusammengefassten Bohrungen das gleiche Bezugszeichen haben, im vorliegenden Fall wären das die Thermoelemente 12, 13, 14 in der Pressenplatte 7 oben und die Thermoelemente 15, 16, 17 in der Pressenplatte 8 unten.
Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Thermoelemente 10 und 11 auf den pressgutzugewandten Seiten der Pressplatten 7 und 8, jeweils auf einer gleichmäßigen Temperatur gehalten werden, während die Thermoelemente 12–17 auf den dem Pressgut jeweils abgewandten Seiten der Pressenplatten 7 und 8 andere Temperaturen haben können.
In den nachfolgenden 5 bis 8 werden für die Thermoelemente 11 bis 17 nicht mehr die einzelnen Bohrungen markiert, sondern die verschiedenen Thermoelemente 11 bis 17 sind mittels Ellipsen als zusammengehörig gekennzeichnet, die entsprechende mittels Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
In 5 wird nun dargestellt, dass bei einer oben liegenden Pressenplatte 7 die in dem Pressgut abgewandten Bereich R außen liegende Thermoelemente 12 bzw. 14 auf eine niedrigere Temperatur eingestellt werden als das Thermoelement 13, das auf der dem Pressgut abgewandten Seite der Pressenplatte 7 im mittleren Bereich angeordnet ist. All diese Temperaturen sind dabei etwa gleich bzw. niedriger als die Temperaturen in dem dem Pressgut 9 zugewandten Bereich der Pressenplatte 7, in dem das dort vorhandene Thermoelement 10 für eine gleichmäßige Temperatur über die gesamte Flächenseite der Pressenplatten 7 sorgt. Aufgrund der sich derart innerhalb der Pressenplatte einstellenden unterschiedlichen Temperaturen biegt sich die oben liegende Pressenplatte 7 an ihren Rändern leicht nach oben. Dadurch wird auch die Oberseite des Pressgutes 9 sich im Außenbereich in gleicher Weise leicht nach oben wölben.
In gleicher Weise lässt sich bei der unterhalb des Pressgutes 9 angeordneten Pressenplatte 8 durch eine entsprechende Temperatureinstellung bei den dort außenliegenden Thermoelementen 15 und 17 bzw. dem mittig liegenden Thermoelement 16 eine Wölbung der Außenbereiche nach unten und damit eine entsprechende Wölbung der Unterseite des Pressgutes 9 ebenfalls nach unten bewirken. Es ergibt sich somit ein konkav geformtes Pressgut 9. Strichliert ist die ursprüngliche Dicke des Pressgutes 9 dargestellt um die Verbiegungen der Pressenplatten 7, 8 besser zu verdeutlichen.
Werden andererseits die jeweils außen liegenden Gruppen 12 und 14 bzw. 15 und 17 auf einer höheren Temperatur gehalten als die mittig liegenden Gruppen 13 bzw. 16, wie dies in der 6 dargestellt ist, so werden sich die Außenbereiche der Platten 7, 8 durch die thermische Verformung aufeinander zu bewegen. Während in dem in der 5 dargestellten Beispiel das sich ergebende Pressgut 9 also Ränder hat, die dicker sind als sein Mittelbereich, wird bei einem Betrieb von Pressenplatten 7, 8 gemäß der 6 das Pressgut Ränder haben, die dünner sind als sein Mittelbereich, das Pressgut 9 sich also im Querschnitt konvex verformen.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, wie in der 7 gezeigt, die Thermoelemente 14 bzw. 17, die hier jeweils am rechten Rand der Pressenplatten 7, 8 dargestellt sind, bei einer höheren Temperatur zu betreiben als die Thermoelemente 13 und 16, die im mittleren Bereich sind, und als die Thermoelemente 12, 15, die links dargestellt sind. Diese links liegenden Thermoelemente 12, 15 haben dabei wiederum eine niedrigere Temperatur als die mittig liegenden Thermoelemente 13 bzw. 16. Bei einer derartigen Ansteuerung der Thermoelemente 12–17 wird ein gepresstes Produkt erzielt, bei dem einseitig ein Rand vorhanden ist mit einer Dicke, die geringer ist als die Dicke des Pressgutes in der Mitte, während der andere Rand dicker ist als diese mittlere Dicke.
Grundsätzlich ist es also nun möglich, die Aufbiegungen der beheizbaren Pressenplatten 7, 8 durch eine entsprechende Einstellung der Temperatur in den Thermoelementen 12–17 so zu wählen, dass auch spezifisch gewünschte Durchbiegungen über die gesamte Breite des erzeugten Pressgutes 9 erhalten werden.
In 8 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Pressenplatte dargestellt, die als Bedampfungsplatte 20 in Dampfpressen eingesetzt werden könnte. Dazu finden sich einer ersten Ebene Dampfverteilbohrungen 18, analog einem Thermoelement, wobei die Dampfverteilbohrungen 18 in Wirkverbindung mit Dampfaustrittsbohrungen 19 in Richtung eines zu bedampfenden Pressgutes (nicht dargestellt) stehen. Die Dampfverteilbohrungen 18 können als Thermoelement alleine wirken oder in einer gleichen oder weiteren Ebene ein zusätzliches Thermoelement (nicht dargestellt) aufweisen, dass für die Flächenheizung der Bedampfungsplatte 20 respektive des Pressgutes vorgesehen ist. Ein zusätzliches Thermoelement für den Dampfeintrag wird vorgesehen sein, wenn beispielsweise in einer Taktpresse unterschiedliche Dampf-/Druck-/Heizzyklen gefahren werden. Auch wird der Bereich V die primäre Heizwirkung bewirken und über die drei nicht näher benannten Thermoelemente im Bereich R können Verbiegungen der Bedampfungsplatte 20 bewirkt oder behoben werden, um das gewollte Produkt hinsichtlich seiner Endgeometrie zu fertigen.
Insgesamt bietet die Erfindung somit eine Möglichkeit, die Pressenplatten in sich zu verstellen, so dass damit eine weitere Möglichkeit gegeben ist, um die gewünschte Planebenheit eines zu pressenden Produktes zu erreichen.
Im Übrigen ist insbesondere vorgesehen, die Thermoelemente im Bereich R als Dampfdruckbereiche vorzusehen, in denen nicht nur der Dampf und damit die Temperatur verändert wird, sondern auch über die Druckregelung des Dampfes in den einzelnen Thermoelementen die Verbiegung der Pressenplatte eingesteuert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Pressenplatte
2: Thermoelement
3: Thermoelement
4: Thermoelement
5: Produktionsrichtung
6: Thermoelement
7: Pressenplatte
8: Pressenplatte
9: Pressgut
10: Thermoelement
11: Thermoelement
12: Thermoelement
13: Thermoelement
14: Thermoelement
15: Thermoelement
16: Thermoelement
17: Thermoelement
18: Dampfverteilbohrungen
19: Dampfaustrittsbohrungen
20: Bedampfungsplatte
R: Bereich
V: Bereich
T: Temperatur (im Verhältnis)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1653002 A [0006]
DE 102008015995 A1 [0017]
DE 102008030417 A1 [0026]
DE 102010001650 A1 [0027]

Claims

Pressenplatte mit Thermoelementen (2, 3, 4, 6; 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) zur Temperierung auf wenigstens zwei Ebenen der Pressenplatte (1, 7, 8, 20), dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Ebene mehrere Thermoelemente (2, 3, 4; 12, 13, 14, 15, 16, 17) angeordnet sind, die unabhängig voneinander betreibbar sind.
Pressenplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ebene in einem Bereich (R) auf der dem Pressgut (9) abgewandten Seite der Pressenplatten (1; 7, 8) liegt.
Pressenplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoelemente (2, 3, 4; 10–17) mit Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbare Kanäle sind.
Pressenplatte gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (2, 3, 4; 6), die in den benachbarten Ebenen angeordnet sind, orthogonal zueinander verlaufen.
Pressenplatte gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenplatte für eine kontinuierlich arbeitende Presse respektive kontinuierlich bewegtes Pressgut vorgesehen ist und die Kanäle der Thermoelemente (6) der dem Pressgut (9) zugewandten Seite quer zu einer Produktionsrichtung (5) verlaufen.
Pressenplatte gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbaren Kanäle (2, 3, 4; 10–17) nutenartig gefräste Rillen sind, die mit einem Deckel zu abgedichteten Kanälen ausgebildet sind.
Pressenplatte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Sandwichplatte ausgebildet ist aus Thermoplatten, bei der jede Thermoplatte eine Ebene ist.
Verfahren zur Einstellung der Verbiegung einer Pressenplatte mit Thermoelementen in zumindest zwei Ebenen, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Ebene mehrere Thermoelemente (2, 3, 4; 12, 13, 14, 15, 16, 17) angeordnet sind, die unabhängig voneinander betreibbar sind und zur Einstellung einer Verbiegung in wenigstens einem Thermoelement (2, 3, 4; 12, 13, 14, 15, 16, 17) eine unterschiedliche Temperatur eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Temperaturen in der Ebene mit den mehreren Thermoelementen (2, 3, 4; 12, 13, 14, 15, 16, 17) in einem Bereich (R) auf der dem Pressgut (9) abgewandten Seite der Pressenplatten (1; 7, 8) eingesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle aufweisenden Thermoelemente (2, 3, 4; 10–17) mit Heiz- oder Kühlmedium, vorzugsweise mit Öl oder mit Dampf, beaufschlagt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (2, 3, 4; 6), die in den benachbarten Ebenen angeordnet sind, orthogonal zueinander verlaufen.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressenplatte für eine kontinuierlich arbeitende Presse respektive kontinuierlich bewegtes Pressgut vorgesehen ist und die Kanäle der Thermoelemente (6) der dem Pressgut (9) zugewandten Seite quer zu einer Produktionsrichtung (5) verlaufen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Presse Wegmesssysteme für die Pressenplatte und/oder den Pressspalt und/oder außerhalb der Presse Dickenmessgeräte für das fertige Produkt angeordnet sind und über eine Steuer- oder Regelungsvorrichtung die Verbiegung der Pressenplatte über eine Veränderung der Temperatur und/oder des Druckes in zumindest einem Thermoelement, vorzugsweise mittels eines Thermoelements in einem pressgutfernen Bereich (R) zumindest einer Pressenplatte, steuert oder regelt.