-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Pressmaschine für Kunstharz
enthaltende Werkstücke sowie ein Pressmaschinensystem,
bei dem die Pressmaschine angewendet wird.
-
Hintergrund
-
Wenn
z. B. ein mehrschichtiges Substrat in einem Thermopressverfahren
mit einem Werkstück mit geschichteten vorimprägnierten
Fasern (Prepreg) und Kupferfolie erzeugt wird, indem das Werkstück nur
kurzzeitig durch Thermopressen verformt wird, härtet das
Prepreg nicht vollständig aus, und die Form und/oder Eigenschaften
des Produkts können sich langzeitig ändern. Deshalb
wird vorzugsweise ein Aushärtungsprozess angewendet, d.
h. das mehrschichtige Substrat wird nach der Formung in dem Thermopressprozess
relativ lange einer Wärmebehandlung unterzogen, um es vollständig
auszuhärten und zu stabilisieren, wie es die
Japanische Patentanmeldung Nr. 2006-290734 beschreibt.
Das Härtungsverfahren wird z. B. durch Eingeben des geformten
mehrschichtigen Substrats in einen Ofen ausgeführt oder
das Substrat wird zwischen Heizplatten angeordnet und gepresst (d.
h. Härtungspressen).
-
Bei
den Härtungspressen wird das mehrschichtige Substrat erhitzt,
indem es die Heizplatten direkt berührt. Im Vergleich mit
einer Aushärtung in einem Ofen ist das Härtungspressen
vorteilhaft, weil es (1) in relativ kurzer Zeit durchführbar
ist und dabei die Wärme schnell auf das mehrschichtige
Substrat übertragen wird, und weil (2) die Deformation
des Substrats bei dem Aushärten vermieden werden kann.
-
Die
Prozesszeit für ein hinreichendes Aushärten ist
einige Male länger als die Prozesszeit für das
Formen. Wenn der Aushärtungsprozess nach dem Formen kontinuierlich
in derselben Pressmaschine ausgeführt wird, wird diese
relativ kostspielige Pressmaschine für lange Zeit belegt,
und die Betriebskosten nehmen zu. Wenn optimale Temperaturbedingungen
für die Formpresse und die Härtungspresse unterschiedlich
sind, kann ein und dieselbe Pressmaschine nicht für beide
Zwecke eingesetzt werden, da zum Absenken der Temperatur der Heizplatten
der Pressmaschine Zeit erforderlich ist. Da der Härtungsprozess
keinen hohen Druck benötigt, kann eine billige und kleine
Pressmaschine verwendet werden. Daher ist der Einsatz einer separaten Pressmaschine
für das Aushärten zusätzlich zu der Formpresse
vorteilhaft. Bisher werden daher eine Einständer-Formpresse
und eine Einständer-Härtungspresse zu einem Tandem-Pressmaschinensystem
verbunden.
-
Wie
vorstehend beschrieben, erfordert das Härtungspressen aber
eine Prozesszeit, die ein Mehrfaches der Prozesszeit der Formpresse
ist, und die Zahl der mehrschichtigen Substrate, die pro Zeiteinheit
herstellbar sind, wird durch die Prozesszeit der Härtungspresse
bestimmt. Deshalb wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Formpresse
gering gehalten, und der Einsatz der Pressmaschine zum Aushärten
kann das System nicht wirksam verbessern.
-
Es
ist möglich, mehrere Einständer-Pressmaschinen
als Härtungspresse für eine Formpresse einzusetzen,
um die Arbeitsgeschwindigkeit der Formpresse zu erhöhen.
Ein solches System hat aber einen großen Raumbedarf für
die Härtungspressen und ist nicht so vorteilhaft hinsichtlich
der Kosten für den Einsatz der Härtungspressen.
-
Es
ist auch möglich, eine Mehrständer-Pressmaschine
als Härtungspresse vorzusehen, so dass die Zahl der damit
verarbeiteten Substrate gleich oder größer als
die Zahl der mit der Formpressmaschine während der für
den Härtungsprozess erforderlichen Zeit verarbeiteten Substrate
ist.
-
Bei
dem vorstehenden System ist aber eine Lagereinrichtung zur zeitweisen
Lagerung einer Anzahl Substrate erforderlich. Da ferner die Temperatur der
Substrate während der Lagerung sinkt, sollte die Härtungspresszeit
verlängert werden. Während die Substrate ohne
Pressung gelagert werden (d. h. die Form der Substrate wird nicht überwacht),
härtet das Kunstharz durch Restwärme weiter aus,
und es können Deformationen der Dicke und/oder Form der mehrschichtigen
Substrate auftreten.
-
Zweck
der Erfindung ist eine Lösung des vorstehenden Problems,
und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Pressmaschine und
ein verbessertes Pressmaschinensystem anzugeben, wobei das Produktionsvolumen
pro Zeiteinheit hoch gehalten werden kann, auch wenn die Zeit für
den Aushärtungsprozess länger als für
den Formprozess ist. Zur Lösung dieser Aufgabe hat eine Pressmaschine
nach der Erfindung eine erste Pressplatte und eine zweite Pressplatte,
die vertikal übereinander angeordnet sind, zumindest eine
Zwischenpressplatte zwischen der ersten Pressplatte und der zweiten
Pressplatte, einen Pressplattenantrieb zum Aufwärts- und
Abwärtsbewegen der zweiten Pressplatte und eine Steuerung
zum Schalten zwischen einem Förderbetrieb und einem Pressbetrieb,
wobei in dem Förderbetrieb zwei vertikal benachbarte Pressplatten
aus den Zwischenpressplatten, der ersten Pressplatte und der zweiten
Pressplatte ausgewählt werden und der Zwischenraum des
ausgewählten Pressplattenpaars vergrößert
wird, so dass ein Werkstück in/aus dem Zwischenraum bewegbar
ist, in dem Pressbetrieb durch Bewegen der zweiten Pressplatte eine
Kompressionslast auf das zwischen den Pressplatten angeordnete Werkstück
ausgeübt wird, und die Steuerung das in dem Förderbetrieb
auszuwählende Pressplattenpaar in vorbestimmter Folge immer
dann schaltet, wenn sie aus dem Pressbetrieb in den Förderbetrieb
schaltet.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Konfiguration kann die Pressmaschine
ein Werkstück mit dem Schalten des Zwischenraums zwischen
den Pressplatten pressen, in den das Werkstück eingeführt wird.
Wenn ein Werkstück zwischen einem Pressplattenpaar angeordnet
ist, kann ein weiteres Werkstück zwischen zwei andere Pressplatten
eingeführt werden. Somit kann die Zeit, während
der das gepresste Werkstück von der Pressmaschine ausgegeben
wird, kürzer sein als die Presszeit. Auch wenn die Zeit
zum Befördern des Werkstücks von einem vorhergehenden
Prozess (z. B. einem Thermoformprozess) kürzer ist als
die zum Pressen des Werkstücks erforderliche Zeit (d. h.
Härtungspressen zum Aushärten des Werkstücks)
wird es bei einer ausreichenden Zahl der Zwischenpressplatten möglich,
ein Werkstück ohne Verzögerung zwischen die Pressplatten
einzuführen und das Pressen zu beginnen, so dass das Produktionsvolumen
der Werkstücke pro Zeiteinheit hoch gehalten wird.
-
Wahlweise
kann die Pressmaschine so ausgebildet sein, dass sie eine Plattenhalterung
hat, die eine Zwischenpressplatte oder die erste Pressplatte auf
einer vorbestimmten Höhe hält, und der Zwischenraum
kann vergrößert werden, indem die Plattenhalterung
so gesteuert wird, dass die obere Pressplatte festgehalten wird,
während die zweite Pressplatte abwärts bewegt
wird.
-
Beispielsweise
sind an den Seiten der Zwischenpressplatten und an einer Seite der
ersten Pressplatte horizontale Öffnungen ausgebildet. Die Plattenhalterung
kann einen in vorbestimmter Höhe stationären Teil
mit einem Stab haben, der in den stationären Teil hinein
und aus ihm heraus bewegbar und mit einem Antrieb versehen ist.
Wenn der Stab aus dem stationären Teil hervorsteht und
in die Öffnung einer Pressplatte eingesetzt ist, ist die
Pressplatte über dem zu vergrößernden
Zwischenraum fixiert.
-
Wie
vorstehend beschrieben, können eine Pressmaschine und ein
Pressmaschinensystem realisiert werden, wobei das Produktionsvolumen
der Werkstücke pro Zeiteinheit hoch gehalten werden kann,
auch wenn die zum Härtungspressen erforderliche Zeit länger
als die Zeit für das Formpressen ist.
-
Kurzbeschreibung der beigefügten
Zeichnungen
-
1 ist
ein Blockdiagramm der Konfiguration eines Pressmaschinensystems.
-
2 ist
eine Seitenansicht einer Thermoformpressmaschine.
-
3 ist
ein Querschnitt A-A aus 2.
-
4 zeigt
die Seitenansicht einer Härtungspresse und einer Kaltpresse.
-
5A ist
ein Querschnitt B-B aus 4.
-
5B ist
ein Querschnitt B-B aus 4 mit einem Rückförderer.
-
6 ist
eine Vorderansicht der Härtungspresse.
-
7 ist
eine Seitenansicht eines ersten Förderers gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
8 ist
ein Flussdiagramm des Betriebs der Härtungspresse bei dem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
- 1
- Pressmaschinensystem
- 100
- Thermoformpresse
- 110
- Feststehende
Heizplatte
- 120
- Bewegliche
Heizplatte
- 150
- Vakuumbehälter
- 160
- Fördereinheit
- 162
- Trägerfilm
- 164
- Aufwickelrolle
- 166
- Abwickelrolle
- 200
- Härtungspresse
- 211
- Obere
Heizplatte
- 212
- Untere
Heizplatte
- 221
- Erste
Zwischenheizplatte
- 222
- Zweite
Zwischenheizplatte
- 223
- Dritte
Zwischenheizplatte
- 224
- Vierte
Zwischenheizplatte
- 252
- Schieber
- 262
- Tisch
- 270
- Heizplattenhalter
- 272
- Zylinder
- 274
- Stab
- 280
- Zirkulationseinheit
- 300
- Kaltpresse
- 322
- Obere
Kühlplatte
- 324
- Untere
Kühlplatte
- 400
- Erster
Förderer
- 410
- Schiene
- 420
- Beweglicher
Rahmen
- 430
- Saugnapf
- 500
- Zweiter
Förderer
- S
- Mehrschichtiger
Körper
- P
- Förderplatte
-
Eingehende Beschreibung
-
Unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird nun ein
Pressmaschinensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. 1 zeigt
das Blockdiagramm eines Pressenmaschinensystems 1 als Ausführungsbeispiel.
Das Pressmaschinensystem 1 dient zum Formen eines mehrschichtigen
Substrats durch Heißpressen eines Körpers aus
einem mehrschichtigen CCL (kupferkaschiertes Laminat), Kupferfolie
und Prepreg.
-
Das
Pressmaschinensystem 1 nach der Erfindung hat eine Thermoformpresse 100,
die Wärme und Druck auf einen mehrschichtigen Körper
ausübt, um einen Formprozess auszuführen, eine
Härtungspresse 200, die einen Aushärtungsprozess
für den geformten mehrschichtigen Körper ausführt,
und eine Kaltpresse 300, die ein mehrschichtiges Substrat
nach dem Aushärtungsprozess abkühlt.
-
Das
Pressmaschinensystem 1 enthält ferner einen ersten
Förderer 400 zum Fördern des mehrschichtigen,
in der Thermoformpresse 100 geformten Körpers
zu der Härtungspresse 200 und einen zweiten Förderer 500 zum
Fördern des mehrschichtigen Körpers zu der Kaltpresse 300 nach
dem Härtungsprozess in der Härtungspresse 200.
Das Pressmaschinensystem 1 hat ferner eine Steuerung 600,
die den Betrieb des gesamten Systems steuert.
-
Es
werden nun die Eigenschaften der Thermoformpresse 100 beschrieben. 2 zeigt
eine Seitenansicht der Thermoformpresse 100, und 3 ist
ein Querschnitt längs der Linie A-A in 2.
Die Thermoformpresse 100 ist so aufgebaut, dass sie einen
mehrschichtigen Körper S zwischen einer stationären
Heizplatte (untere Platte) 110 und einer beweglichen Heizplatte
(obere Platte) 120 hält und durch Bewegen der
beweglichen Heizplatte 120 zu der stationären
Heizplatte 110 hin einen Druck auf den mehrschichtigen
Körper S ausübt. Die stationäre Heizplatte 110 und
die bewegliche Heizplatte 120 werden so erhitzt, dass sie
eine Temperatur über der Härtungstemperatur des
wärmehärtbaren Harzes in dem Prepreg des mehrschichtigen
Körpers S haben.
-
An
der Oberseite der beweglichen Heizplatte 120 ist ein Pressenkopf 130 befestigt.
Am oberen Teil des Pressenkopfes 130 ist eine Spindelmutter 132 vorgesehen,
mit der das untere Ende einer Kugelgewindespindel 142 gekoppelt
ist. Am oberen Ende der Kugelgewindespindel 142 befindet
sich ein Motor 144 zu deren Antrieb. Durch den Motor 144 wird
die Kugelgewindespindel 142 gedreht, und der Pressenkopf 130 und
die bewegliche Heizplatte 120 können aufwärts
und abwärts bewegt werden. Durch Drehen des Motors 144 wird
also der mehrschichtige Körper S zwischen den Heizplatten 110 und 120 gepresst. Wie
vorstehend beschrieben, haben die Heizplatten 110 und 120 eine
Temperatur über der Härtungstemperatur des wärmehärtbaren
Harzes in dem Prepreg (d. h. höher als die Glasübergangstemperatur
des nicht gehärteten Prepreg-Harzes), und durch das Pressen
mit den Heizplatten 110 und 120 wird das Harz
des Prepregs erweicht und in enge Berührung mit der Kupferfolie
und/oder dem CCL an dem Prepreg gebracht. Wenn das Härten
des Prepreg bis zu einem gewissen Grad fortschreitet, wird die Form
des mehrschichtigen Körpers S nach dem Anheben der beweglichen
Heizplatte 120 beibehalten.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel wird das Pressen des mehrschichtigen
Körpers S mit der Thermoformpresse 100 in einem
Vakuumbehälter 150 durchgeführt. Dieser
ist mit einer Vakuumpumpe 156 und einem Ventil 158 versehen.
Durch Schließen des Ventils 158 und Betätigen
der Vakuumpumpe 156 wird der Vakuumbehälter 156 evakuiert.
Durch Öffnen des Ventils 158 wird der Druck in
dem Vakuumbehälter 158 auf Atmosphärendruck
zurückgeführt.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel wird der mehrschichtige Körper
S mit einer Fördereinheit 160 in das Innere des
Vakuumbehälters 150 eingeführt und aus
ihm herausgeführt. Die Fördereinheit 160 hat
einen Trägerfilm 162, eine Aufwickelrolle 164 stromabwärts
des Vakuumbehälters 150 (d. h. links in der Zeichnung)
in Förderrichtung (von rechts nach links in der Zeichnung)
und eine Abwickelrolle 166 stromaufwärts (d. h.
rechts in der Zeichnung) der Förderrichtung. Der in Förderrichtung
stromaufwärtige Teil des Trägerfilms 162 ist
auf die Abwickelrolle 162 aufgewickelt, und der in Förderrichtung
stromabwärtige Teil ist auf die Aufwickelrolle 164 aufgewickelt.
Durch Antreiben der Aufwickelrolle 164 zum Aufwickeln des Trägerfilms 162 und
durch Antreiben der Abwickelrolle 166 zur Abgabe des Trägerfilms 162 wird
dieser in Förderrichtung bewegt. Der mehrschichtige Körper
S wird vor dem Pressen in der Thermoformpresse 100 auf
der stromaufwärtigen Seite vor der Presse auf den Trägerfilm 162 gebracht.
Dann wird der Trägerfilm 162 durch Antrieb der
Aufwickelrolle 164 und der Abwickelrolle 166 bewegt
und der mehrschichtige Körper S in den Vakuumbehälter 150 befördert.
Der mehrschichtige Körper S wird nach dem Pressen in der
Thermoformpresse 100 150 durch Bewegen des Trägerfilms 162 in
stromabwärtiger Richtung aus dem Vakuumbehälter
herausbefördert. Durch die Aufwickelrolle 164 und
die Abwickelrolle 166 wird der Trägerfilm 162 gespannt,
so dass er während der Auflage des mehrschichtigen Körpers
S nicht nach unten durchhängt.
-
Der
Vakuumbehälter 150 hat einen oberen Teil 152 und
einen unteren Teil 154. Der obere Teil 152 ist
so aufgebaut, dass er in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
mit einem nicht dargestellten Antrieb bewegt werden kann. Ferner
läuft, wie die Zeichnung zeigt, der Trägerfilm 162 durch
einen Zwischenraum zwischen dem oberen Teil 152 und dem
unteren Teil 154 des Vakuumbehälters 150 und
einen Zwischenraum zwischen der stationären Heizplatte 110 und
der beweglichen Heizplatte 120. Wenn der obere Teil 152 abwärts
bewegt wird, kommen die Oberseite und die Unterseite des Trägerfilms 162 in
engen Kontakt mit dem oberen Teil 152 und dem unteren Teil 154,
so dass die Heizplatten 110 und 120 und der mehrschichtige
Körper S zwischen ihnen in dem Vakuumbehälter 150 nach
aussen abgedichtet sind. Wenn der mehrschichtige Körper
S mit der Thermoformpresse 100 gepresst wird, wird er auf
der stationären Heizplatte 110 angeordnet, der
Vakuumbehälter 150 abgedichtet, das Innere des
Vakuumbehälters 150 mit der Vakuumpumpe 156 evakuiert
und dann die bewegliche Heizplatte 120 zum Pressen des
mehrschichtigen Körpers S in dem Vakuum bewegt. Es sei bemerkt,
dass zwischen dem Außenumfang des Pressenkopfes 130 und
dem Innenumfang des oberen Teils 152 des Vakuumbehälters 150 eine
Dichtung 155 vorgesehen ist, um einen Luftdurchgang zwischen
diesen Teilen zu verhindern.
-
Für
die Heizplatten
110 und
120 ist jeweils ein nicht
dargestellter Heizer vorgesehen, mit dem die Platten
110 und
120 auf
eine konstante Temperatur über der Wärmehärtungstemperatur
des Prepregs erhitzt werden. Die Oberfläche der beweglichen
Heizplatte
110 ist mit einem Mechanismus ähnlich
einem in der
Japanischen Patentschrift
3 847 633 beschriebenen Heizplattenmantel versehen. An
der Rückseite der Oberfläche der Heizplatte, die
aus relativ dünnem und flexiblem Metall besteht, ist über
die gesamte Fläche ein Innenraum ausgebildet. Durch Einwirken
von Druck auf eine Flüssigkeit in dem Innenraum wird die
gesamte Oberfläche des mehrschichtigen Körpers
S, wegen des hydrostatischen Drucks der homogenen Flüssigkeit
und der Flexibilität der Oberfläche der Heizplatte
gleichmäßig mit der Heiztemperatur und mit Druck
beaufschlagt. Es sei bemerkt, dass die Härtungspresse nach
dem Ausführungsbeispiel wegen des relativ geringen Drucks
diese Funktion unter Verwendung eines Gasdrucks anstelle eines Öldrucks
erfüllt. Als Druckgas wird geheizte Trockenluft oder Dampf
verwendet. Ferner kann eine konstante Menge des Druckgases in dem Innenraum
der Heizplatte strömen, um die Temperatur der Oberfläche
der Heizplatte während des Pressens konstant zu halten.
Mit einem solchen Heizplattenmantel ist es möglich, jeden
Teil am Umfang winziger und komplizierte Schaltungsmuster, die in
die Kupferfolie geätzt sind, mit Harz zu füllen.
Ein derart erzeugtes mehrschichtiges Substrat hat also gut stabile
Eigenschaften.
-
Nun
wird der Aufbau der Härtungspresse 200 beschrieben. 4 zeigt
eine Seitenansicht der Härtungspresse 200 und
der Kaltpresse 300. 5A ist
der Schnitt längs der Linie B-B in 4. Wie die Zeichnungen
zeigen, hat die Härtungspresse eine obere Heizplatte 211,
eine erste Zwischenheizplatte 221, eine zweite Zwischenheizplatte 222,
eine dritte Zwischenheizplatte 223, eine vierte Zwischenheizplatte 224 und
eine untere Heizplatte 212, die in Aufwärts-/Abwärtsrichtung
so angeordnet sind, dass bis zu fünf mehrschichtige Körper
S jeweils zwischen zwei benachbarten Heizplatten angeordnet werden können. Über
der oberen Heizplatte 211 ist ein Pressenkopf 231 vorgesehen,
und unter der unteren Heizplatte 212 ist eine Tischplatte 232 angeordnet.
An der Unterseite der Tischplatte 232 ist ein Motor 242 angeordnet.
An der Welle des Motors 242 ist eine Kugelmutterspindel 244 koaxial
und nach unten stehend befestigt, so dass sie mit dem Motor 242 gedreht
werden kann. An dem unteren Ende der Ku gelmutterspindel 244 ist
eine Mutter 246 vorgesehen. Diese ist an dem Rahmen 202 der
Härtungspresse befestigt. Deshalb kann die Tischplatte 232 mit
dem Motor 242 aufwärts und abwärts bewegt
werden. Wenn der mehrschichtige Körper S in der Härtungspresse 200 gepresst
wird, wird die Tischplatte 232 aufwärts bewegt.
Wenn die Tischplatte 232 und die untere Heizplatte 212 unmittelbar über
der Tischplatte 232 aufwärts bewegt werden, werden
durch die Bewegung der unteren Heizplatte 212 die vierte
Zwischenheizplatte 224, die dritte Zwischenheizplatte 223,
die zweite Zwischenheizplatte 222, die erste Zwischenheizplatte 221 und
die obere Heizplatte 211 aufwärts bewegt. Schließlich
berührt dann die Oberseite der oberen Heizplatte 211 die
Unterseite des Pressenkopfes 231. In diesem Zustand wird
der Motor eingeschaltet, so dass die Tischplatte 232 weiter
aufwärts bewegt wird, und die mehrschichtigen Körper
S werden zwischen dem Pressenkopf 231 und der Tischplatte 232 über
die Heizplatten 211, 212, und 221 bis 224 gepresst.
-
Da
der Härtungsprozess keinen hohen Pressdruck erfordert,
ergibt sich ein hinreichender Pressdruck nur durch das Gewicht der
oberen Heizplatte 211. In diesem Fall muss kein Pressen
zwischen der Tischplatte und dem Pressenkopf durch die Antriebskraft
des Motors und Anschlagen der Oberseite der oberen Heizplatte 211 an
der Unterseite des Pressenkopfes 231 erzeugt werden. Deshalb kann
das Härtungspressen durch Stillsetzten der Hebebewegung
der Tischplatte ausgeführt werden, wenn die untere Heizplatte 212,
die Zwischenheizplatten 221 bis 224 und die obere
Heizplatte 211 übereinander stehen. Bei einer
solchen Konfiguration kann die Bewegungszeit der Tischplatte gekürzt
werden, und ferner kann der Stromverbrauch des Motors für
das Härtungspressen reduziert werden.
-
Die
Heizplatten 211, 212 und 221 bis 224 werden
mit nicht dargestellten inneren Heizvorrichtungen erwärmt.
Deshalb werden die mehrschichtigen Körper S zwischen den
Heizplatten der Härtungspresse 200 erhitzt, wenn
sie zwischen ihnen gepresst werden.
-
Es
wird nun die Anordnung der mehrschichtigen Körper S zwischen
den Heizplatten der Härtungspresse 200 und das
Entfernen der mehrschichtigen Körper S von den Heizplatten
beschrieben. Bei dem Ausführungsbeispiel werden die mehrschichtigen
Körper S vor dem Härtungsprozess auf einen Tisch 262 gebracht,
der sich stromaufwärts (d. h. rechts in der Zeichnung)
bezüglich der Förderrichtung (von rechts nach
links in 4) vor den Heizplatten der Härtungspresse 200 befindet.
Eine Förderplatte P wird auf den Tisch 262 gebracht,
und jeder mehrschichtige Körper S wird mit dem ersten Förderer 400 (siehe 1)
von dem Trägerfilm 162 auf die Förderplatte
P auf dem Tisch 262 befördert.
-
Auf
dem Tisch 262 ist ein Schieber 252 angeordnet.
Dieser wird mit einem nicht dargestellten Motor in Förderrichtung
(von rechts nach links in 5A) bewegt
und mit einer Schiene 252 geführt, die in der
Mitte der Tischbreite auf der Tischplatte des Tisches 262 angeordnet
ist. Mit dem Schieber 252 werden die Förderplatte
P und der darauf befindliche mehrschichtige Körper S zu
einer Stelle zwischen den Heizplatten geschoben. Der Schieber 252 ist zwischen
einer Ruheposition (in der Zeichnung durchgezogen dargestellt) an
der vorderen stromaufwärtigen Seite des Tischs 262 und
einer Betriebsposition (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt)
an der vorderen stromaufwärtigen Seite der Heizplatten
bewegbar. Wenn sich der Schieber 252 von der Ruheposition
in die Betriebsposition bewegt, wird die Förderplatte P
von dem Tisch 262 abgeschoben.
-
Gemäß dem
Ausführungsbeispiel können die Förderplatten
P und die darauf liegenden mehrschichtigen Körper S auf
eine der Zwischenheizplatten 221 bis 224 und die
untere Heizplatte 212 geschoben werden. Hierzu kann die
Oberseite einer gewünschten Zwischenheizplatte 221 bis 224 und
der unteren Heizplatte 212 in die Höhe der Oberseite
des Tisches 262 bewegt werden. Ferner kann die Unterseite
der oberen Heizplatte 211 und der Zwischenheizplatten 221 bis 224 in
einer vorbestimmten Höhe über der Oberseite des
Tisches gehalten werden. Mit dieser Konfiguration, bei der die Oberseite
einer gewünschten Heizplatte (d. h. einer der Heizplatten 212 und 221 bis 224)
die Höhe der Oberseite des Tisches 262 hat und
die Unterseite der Heizplatte unmittelbar über der gewünschten
Heizplatte (d. h. obere Heizplatte 211 oder eine der Zwischenheizplatten 221 bis 224)
auf der vorbestimmten Höhe ist, wird zwischen der Oberseite
der gewünschten Heizplatte und der Unterseite der unmittelbar
darüberliegenden Heizplatte ein Zwischenraum gebildet,
in den die Förderplatte P und der mehrschichtige Körper
S eingeschoben werden können,. In diesem Zustand werden
die Förderplatte P und der darauf liegende mehrschichtige
Körper S durch Betätigen des Schiebers auf die gewünschte
Heizplatte geschoben. Ferner wird, falls ein weiterer mehrschichtiger
Körper S (für den der Härtungsprozess
beendet ist) zwischen der gewünschten Heizplatte und der
Förderplatte P' liegt, die Förderplatte P' auf
die stromabwärtige Seite (d. h. links in der Zeichnung)
durch die Förderplatte P geschoben, die durch den Schieber
von der stromaufwärtigen Seite her eingeschoben wird. Dies
bedeutet, dass durch Betätigen des Schiebers 252 der mehrschichtige
Körper S, der noch nicht gehärtet wurde, zwischen
die Heizplatten geschoben werden kann und der mehrschichtige Körper
S, dessen Härtung beendet ist, zwischen den Heizplatten
herausgeschoben werden kann. Es sei bemerkt, dass ein Teil der Förderplatte
P an der in Förderrichtung stromabwärtigen Kante
aufwärts gebogen ist, so dass die Förder platte
P, die mit dem Schieber 252 zwischen die Heizplatten geschoben
wurde, die Förderplatte P' zwischen den Heizplatten leicht
kontaktieren kann (d. h. die Förderplatte P' wird sicher
ausgeschoben).
-
Die
Förderplatte P', die zwischen den Heizplatten herausgeschoben
wird, und der darauf liegende mehrschichtige Körper S werden
mit dem zweiten Förderer 500 an der in Förderrichtung
stromabwärtigen Seite der Härtungspresse 200 zu
einer Stelle zwischen einer oberen Kühlplatte 322 und
einer unteren Kühlplatte 324 der Kaltpresse 300 geschoben.
Dann wird die obere Kühlplatte 322 abwärts bewegt,
und der mehrschichtige Körper S wird zusammen mit der Förderplatte
zwischen den beiden Kühlplatten gepresst. In den Kühlplatten 322 und 324 sind
Kanäle vorgesehen, in denen Kühlmittel, z. B. Kühlwasser,
zirkuliert, und die Temperatur der Kühlplatten 322 und 324 wird
auf weitgehend Raumtemperatur gehalten. Deshalb wird der mehrschichtige Körper
S durch das Pressen zwischen den Kühlplatten 322 und 324 gekühlt.
Nach dem Pressen in der Kaltpresse 300 wird die Förderplatte
P mit dem zweiten Förderer 500 stromabwärts
befördert. Dann wird der mehrschichtige Körper
S von der Förderplatte P abgenommen und für einen
nächsten Prozess (z. B. einen Prozess zum Beschalten der
Oberfläche der Kupferfolie) transportiert. Die Förderplatte
P, von der der mehrschichtige Körper S abgenommen wurde, wird
von der stromabwärtigen Seite (siehe 5B) mit
der Zirkulationseinheit 280 auf den Tisch 262 (siehe 4, 5A)
zurückgeführt. Dies kann ein Bandförderer
sein.
-
Eine
Heizplattenhalterung zum Halten der oberen Heizplatte 211 und
der Zwischenheizplatten 221 bis 224 in jeweils
vorbestimmter Höhe wird nun beschrieben. 6 ist
eine Vorderansicht der Härtungspresse 200 (in 4 von
rechts gesehen). In 6 sind die Tische 262 und
der Schieber 252 nicht dargestellt, um die Heizplattenhalterung übersichtlich darzustellen.
-
Wie 6 zeigt,
sind beiderseits der Breite der Heizplatten (d. h. in der Zeichnung
in horizontaler Richtung) Heizplattenhalter 270 vorgesehen,
die jeweils einen Zylinder 272 und einen Stab 274 haben, der
in Richtung der Breite nach innen steht. Wie 4 bis 6 zeigen,
sind auf jeder Seite in Querrichtung einer jeden oberen Heizplatte 211 und
der Zwischenheizplatten 221 bis 224 jeweils ein
Lochpaar H in Förderrichtung (d. h. in Richtung auf die Zeichenebene)
vorgesehen (d. h. Jeweils vier Löcher H in einer Heizplatte).
Deshalb sind vier Heizplattenhalter 270 vorgesehen.
-
Der
Zylinder 272 des Heizplattenhalters 270 ist an
dem Rahmen 202 mit einer Trägersäule 276 befestigt.
Ferner steht ein Stab 274 in Querrichtung aus dem Zylinder 272 nach
innen. Der Stab 274 ist beweglich zwischen einer Fixierposition
(in 6 gezeigt) ausserhalb des Zylinders 272 und
in dem Loch H der Heizplatte und einer Rückzugsposition,
in der er nach außen gezogen ist, so dass er dann nicht
indem Loch H der Heizplatte sitzt. Der Stab 274 wird zwischen
der Fixierposition und der Rückzugsposition durch einen
Antrieb des Heizplattenhalters 270 bewegt. Der Antrieb
wird durch Öldruck, Luftdruck oder elektromagnetisch betätigt.
-
Wie
bereits beschrieben, ist der Zylinder 272 des Heizplattenhalters
unbeweglich montiert. Deshalb wird der Stab 274 durch Bewegen
von der Rückzugsposition in die Fixierposition in das Loch
H der Heizplatte eingesetzt, wenn die Tischplatte 232 zur Ausrichtung
der Höhe des Stabs 274 auf die Heizplatte bewegt
wird. Dadurch werden die Heizplatte, in die der Stab 274 eingesetzt
ist, und andere Heizplatten sowie die mehrschichtigen Körper
S über der betrachteten Heizplatte durch den Heizplattenhalter 270 getragen.
Aus diesem Zustand bewegt sich die Heizplatte (Heizplatten) unter
der betrachteten Heizplatte, in die der Stab 274 eingesetzt
ist, durch Abwärtsbewegen der Tischplatte 232 von
der betrachteten Heizplatte weg, und es wird ein Zwischenraum gebildet.
-
Es
wird nun der erste Förderer 400 beschrieben. 7 zeigt
eine Seitenansicht mit dem Trägerfilm 162 und
dem Tisch 262 an der Vorder- und der Rückseite,
in Förderrichtung gesehen, des ersten Förderers 400.
Der erste Förderer 400 hat eine Schiene 410 in
Förderrichtung, einen beweglichen Rahmen 420 von
der Schiene 410 nach unten abstehend und zwischen einer
Position über dem Trägerfilm 162 und
einer Position über dem Tisch 262 beweglich, und
Saugnäpfe 430, die von dem beweglichen Rahmen 420 nach
unten abstehen.
-
Die
Saugnäpfe 430 sind mit einer nicht dargestellten
Vakuumpumpe verbunden. Durch deren Betätigung können
Substanzen im Bereich einer Saugöffnung der Saugnäpfe 430 angezogen
werden. Durch Bewegen des beweglichen Rahmens 420 über den
mehrschichtigen Körper S auf dem Trägerfilm 262 und
anschließendes Einschalten der Vakuumpumpe wird der mehrschichtige
Körper S durch die Saugnäpfe 430 angesaugt
und angehoben. Dann wird der mehrschichtige Körper S durch
Bewegen des beweglichen Rahmens 420 in die Position über den
Tisch 162 an der stromabwärtigen Seite und Abschalten
der Vakuumpumpe freigegeben und auf der Förderplatte P
auf dem Tisch 162 angeordnet. Wie zuvor wird der mehrschichtige
Körper S von der Thermoformpresse 100 zur Härtungspresse 200 befördert.
-
Es
wird nun der Formprozess für den mehrschichtigen Körper
S in dem Pressmaschinensystem beschrieben. 8 ist ein
Flussdiagramm des Härtungsprozesses in der Härtungspresse 200 (siehe 4).
Der in diesem Flussdiagramm dargestellte Prozess wird ausgeführt,
wenn die Steuereinheit 600 des Pressmaschinensystems 1 (1)
den Motor 242 (4) und den Heizplattenhalter 270 (5A und 6)
steuert. Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel die
Presszeit des mehrschichtigen Körpers S in der Thermoformpresse 100 (2)
fünf Minuten, und daher wird der geformte mehrschichtige Körper
S dem Tisch 262 (4) der Härtungspresse 200 mit
dem ersten Förderer 400 in Abständen
von fünf Minuten zugeführt.
-
Beim
Start des Prozesses wird zunächst Schritt S1 ausgeführt.
Dabei wird die Tischplatte 232 der Härtungspresse 200 abwärts
bewegt, um die Höhe der vierten Zwischenheizplatte 224 und
des Heizplattenhaltes 270 (6) einzustellen.
Dann werden die Stäbe 274 des Heizplattenhalters 270 in die
Fixierposition gebracht und in die Öffnungen H der vierten
Zwischenheizplatte 224 eingeführt. Dann wird die
Tischplatte 232 abwärts bewegt, so dass die Oberseite
der unteren Heizplatte 211 und die Oberseite des Tisches 262 aufeinander
ausgerichtet sind. In diesem Zustand ist ein Zwischenraum zwischen der
Oberseite der unteren Heizplatte 211 und der Unterseite
der vierten Zwischenheizplatte 224 vorhanden. Dann treibt
die Steuerung den Schieber 252 zum Bewegen des mehrschichtigen
Körpers S von dem Tisch 262 in den Zwischenraum.
Der Prozess geht dann zu Schritt S2.
-
In
Schritt S2 bewegt der Prozess die Tischplatte 232 aufwärts,
so dass der mehrschichtige Körper S auf der unteren Heizplatte 211 die
vierte Zwischenheizplatte berührt. Dann bewegt der Prozess die
Stäbe 274 des Heiz plattenhalters 270 in
die Rückzugsstellung, so dass sie aus den Löchern
H der vierten Zwischenheizplatte herausgezogen sind. Dann wird die
Tischplatte 232 weiter aufwärts bewegt, so dass
der mehrschichtige Körper S durch den Pressenkopf 231 und
die Tischplatte 232 über die Heizplatten für
fünf Minuten gepresst wird. Danach geht der Prozess zu
Schritt S3.
-
In
Schritt S3 wird die Tischplatte 232 der Härtungspresse 200 abwärts
bewegt, so dass die Höhen der dritten Zwischenheizplatte 223 und
des Heizplattenhalters 270 (6) übereinstimmen.
Dann wird die Tischplatte 232 abwärts bewegt,
um die Höhe der Oberseite der vierten Zwischenheizplatte 224 und der
Oberseite des Tisches 262 anzugleichen. In diesem Zustand
ist ein Abstand zwischen der Oberseite der vierten Zwischenheizplatte 224 und
der Unterseite der dritten Zwischenheizplatte 223 gebildet.
Dann treibt der Prozess den Schieber 252 zum Bewegen des
mehrschichtigen Körpers S von dem Tisch 262 in den
Zwischenraum. Der Prozess geht dann zu Schritt S4.
-
In
Schritt S4 bewegt der Prozess die Tischplatte 232 aufwärts,
so dass der mehrschichtige Körper S auf der vierten Zwischenheizplatte 224 die
dritte Zwischenheizplatte 223 berührt. Die Stäbe 274 des
Heizplattenhalters 270 werden dann in die Rückzugsstellung
bewegt, so dass sie aus den Löchern H der dritten Zwischenheizplatten 223 herausgezogen sind.
Der Prozess bewegt dann die Tischplatte 232 aufwärts,
so dass der mehrschichtige Körper S durch den Pressenkopf 231 und
die Tischplatte 232 über die Heizplatten für
fünf Minuten gepresst wird. Der Prozess geht dann zu Schritt
S5.
-
In
Schritt S5 bewegt sich die Tischplatte 232 der Härtungspresse 200 abwärts,
so dass die Höhen der zweiten Zwischenheizplatte 222 und
des Heizplattenhalters 270 (6) angeglichen
werden. Dann bewegt der Prozess die Stäbe 274 des
Heizplattenhalters 270 und führt sie in die Löcher
H der zweiten Zwischenheizplatte 222 ein. Der Prozess bewegt
dann die Tischplatte 232 so, dass die Oberseite der dritten
Zwischenheizplatte 223 und die Oberseite des Tisches 262 in
gleicher Höhe liegen. In diesem Zustand ist ein Abstand
zwischen der Oberseite der dritten Zwischenheizplatte 223 und
der Unterseite der zweiten Zwischenheizplatte 222 gebildet.
Dann treibt der Prozess den Schieber 252 zum Bewegen des
mehrschichtigen Körpers S von dem Tisch 262 in den
Zwischenraum. Der Prozess geht dann zu Schritt S6.
-
In
Schritt S6 bewegt der Prozess die Tischplatte 232 aufwärts,
so dass der mehrschichtige Körper S auf der dritten Zwischenheizplatte 223 die
zweite Zwischenheizplatte 222 berührt. Der Prozess
bewegt dann die Stäbe 274 des Heizplattenhalters 270 in
die Rückzugsstellung, so dass sie aus den Löchern H
der zweiten Zwischenheizplatte 222 herausgezogen sind.
Dann wird die Tischplatte 232 aufwärts bewegt,
so dass der mehrschichtige Körper S durch den Pressenkopf 231 und
die Tischplatte 232 über die Heizplatten für
fünf Minuten gepresst wird. Der Prozess geht dann zu Schritt
S7.
-
In
Schritt S7 bewegt sich die Tischplatte 232 der Härtungspresse 200 abwärts,
so dass die Höhen der ersten Zwischenheizplatte 221 und
des Heizplattenhalters 270 (6) angeglichen
werden. Dann bewegt der Prozess die Stäbe 274 des
Heizplattenhalters 270 und führt sie in die Öffnungen
H der ersten Zwischenheizplatte 221 ein. Dann wird die
Tischplatte 232 so bewegt, dass die Oberseite der zweiten Zwischenheizplatte 222 und
die Oberseite des Tisches 262 gleiche Höhe haben.
In diesem Zustand ist ein Abstand zwischen der Oberseite der zweiten
Zwischenheizplatte 222 und der Unterseite der ersten Zwischenheizplatte 221 gebildet.
Der Prozess treibt dann den Schieber 252 zum Bewegen des
mehrschichtigen Körpers S von dem Tisch 262 in
den Zwischenraum. Der Prozess geht dann zu Schritt S8.
-
In
Schritt S8 wird die Tischplatte 232 aufwärts bewegt,
so dass der mehrschichtige Körper S auf der zweiten Zwischenheizplatte 222 die
erste Zwischenheizplatte 221 berührt. Der Prozess
bewegt dann die Stäbe 274 des Heizplattenhalters 270 in
die Rückzugsstellung, so dass sie aus den Öffnungen
H der ersten Zwischenheizplatte 221 herausgezogen sind.
Dann wird die Tischplatte 232 aufwärts bewegt, so
dass der mehrschichtige Körper S durch den Pressenkopf 231 und
die Tischplatte 232 über die Heizplatten für
fünf Minuten gepresst wird. Der Prozess geht dann zu Schritt
S9.
-
In
Schritt S9 bewegt sich die Tischplatte 232 der Härtungspresse 200 abwärts,
so dass die Höhen der oberen Heizplatte 211 und
des Heizplattenhalters 270 (6) angeglichen
werden. Dann werden die Stäbe 274 des Heizplattenhalters 270 in
die Öffnungen H der oberen Heizplatte 211 eingeführt.
Der Prozess bewegt dann die Tischplatte 232 weiter, so
dass die Oberseite der ersten Zwischenheizplatte 221 und die
Oberseite des Tisches 262 aufeinander ausgerichtet sind.
In diesem Zustand ist ein Abstand zwischen der Oberseite der ersten
Zwischenheizplatte 222 und der Unterseite der oberen Heizplatte 221 gebildet.
Der Prozess treibt dann den Schieber 252 zum Bewegen des
mehrschichtigen Körpers S von dem Tisch 262 in
den Zwischenraum. Dann geht der Prozess zu Schritt S10.
-
In
Schritt S10 bewegt der Prozess die Tischplatte 232 aufwärts,
so dass der mehrschichtige Körper S auf der ersten Zwischenheizplatte 222 die obere
Heizplatte 211 berührt. Dann bewegt der Prozess die
Stäbe 274 des Heizplattenhalters 270 in
die Rückzugsstellung, so dass sie aus den Öffnungen
H der oberen Heizplatte 211 herausgezogen sind. Der Prozess
bewegt dann die Tischplatte 232 aufwärts, so dass
der mehrschichtige Körper S durch den Pressenkopf 231 und
die Tischplatten 232 über die Heizplatten für
fünf Minuten gepresst wird. Dann geht der Prozess zu Schritt
S11.
-
In
Schritt S11 wird entschieden, ob die vorstehenden Schritte S1 bis
S10 wiederholt werden sollen. Diese Entscheidung kann der Benutzer über
eine nicht dargestellte Eingabevorrichtung treffen oder sie erfolgt
abhängig davon, ob die Zahl der Wiederholungen, aufgezeichnet
durch einen Zähler, einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
Wenn die Operation wiederholt wird (S11: Ja), kehrt der Prozess
zu Schritt 1 zurück, wird die Operation nicht wiederholt
(S11: Nein) wird der Prozess beendet.
-
Wird
die Operation in dem erneuten Schritt S1 wiederholt und ein neuer
mehrschichtiger Körper S in den Zwischenraum zwischen der
unteren Heizplatte 212 und der vierten Zwischenheizplatte 224 eingebracht,
wird der zuvor in dem Zwischenraum vorhandene mehrschichtige Körper
S herausgeschoben und mit dem zweiten Förderer 500 der
Kaltpresse 300 zugeführt.
-
Mit
der vorstehenden Routine wird ein mehrschichtiger Körper
in der Härtungspresse 200 fünfmal gepresst,
d. h. für insgesamt 25 Minuten. Andererseits kann die Härtungspresse 200 einen
Prozess ausführen, bei dem der mehrschichtige Körper
S nach dem Härten herausgezogen wird, und ein neuer mehrschichtiger
Körper S in Abständen von fünf Minuten
eingeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann also der Härtungspro zess für einen mehrschichtigen
Körper S ausreichend lange durchgeführt werden,
und in Abständen von fünf Minuten wird ein mehrschichtiger
Körper der Kaltpresse 300 zugeführt.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel sind vier Zwischenheizplatten
der Härtungspresse 200 vorgesehen, und der Härtungsprozess
wird gleichzeitig für fünf mehrschichtige Körper
S durchgeführt. Die Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt.
Beispielsweise kann eine Härtungspresse mit mehr Zwischenheizplatten
verwendet werden, wenn die für den Härtungsprozess
erforderliche Zeit länger ist.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel werden die Heizplatten 211, 212 und 221 bis 224 der
Härtungspresse 200 und die Heizplatten 110 und 120 der Thermoformpresse 100 jeweils
durch elektrothermische Heizvorrichtungen erhitzt. Es kann aber
auch in jeder Heizplatte eine erhitzte Substanz (z. B. Öl)
zirkuliert werden. Die elektrothermische Heizung in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel erzeugt keinen Öldampf und
kann somit in einem Reinraum eingesetzt werden.
-
Zusammenfassung
-
Es
ist eine Pressmaschine mit einer ersten Pressplatte und einer zweiten
Pressplatte vorgesehen, die vertikal übereiander angeordnet
sind. Die Pressmaschine enthält mindestens eine Zwischenpressplatte
zwischen der ersten Pressplatte und der zweiten Pressplatte, einen
Pressplattenantrieb zum vertikalen Bewegen der zweiten Pressplatte
und eine Steuerung zum Schalten zwischen einem Förderbetrieb
und einem Pressbetrieb. In dem Förderbetrieb wird ein Paar
vertikal benachbarter Pressplatten aus den Zwischenpressplatten,
der ersten Pressplatte und der zweiten Pressplatte gewählt,
und der Abstand zwischen dem gewählten Pressplattenpaar wird
vergrößert, so dass ein Werkstück in
den Zwischenraum hinein und aus ihm herausbewegt werden kann. In
dem Pressbetrieb wird eine Kompressionslast auf das Werkstück
zwischen den Pressplatten durch Bewegen der zweiten Pressplatte
ausgeübt. Die Steuerung schaltet das in dem Förderbetrieb zu
wählende Pressplattenpaar in vorbestimmter Folge immer
dann, wenn sie aus dem Pressbetrieb in den Förderbetrieb
schaltet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-290734 [0002]
- - JP 3847633 [0031]