DE20103554U1 - Preßpolster für den Einsatz in Ein- oder Mehretagen-Heizpressen - Google Patents
Preßpolster für den Einsatz in Ein- oder Mehretagen-HeizpressenInfo
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Description
Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung Seite 1
Bez.: „Presspolster für den Einsatz in Ein- oder Mehretagen-Heizpressen" DB/MT 4884
28.02.2001
Anm.: Rheinische Filztuchfabrik GmbH, Nepomukmühle, 52222 Stolberg Vertreter: Bauer & Bauer, Patentanwälte, Am Keilbusch 4, 52080 Aachen
Die Erfindung betrifft ein Presspolster für den Einsatz in Ein- oder Mehretagen-Heizpressen, wobei das Presspolster ein textiles Flächengebilde aufweist.
"Derartige allgemein bekannte Presspolster bestehen entweder ausschließlich aus einem textlien Flächengebilde wie beispielsweise einem Gewebe (EP 0 735 949 Al, EP 0 493 630 Al), einem Gewirk (EP 1 033 237 Al) oder einem Vlies (DE-OS 26 27 442), jeweils aus hochtemperaturfesten Kunststoffäden sowie Metallfäden, oder aus einer Kombination aus einem textlien Flächengebilde mit einer einseitigen oder beidseitigen Beschichtung aus einem Kunststoffmaterial (DE-AS 23 19 593). In der Regel werden die Federungseigenschaften derartiger Presspolster mit Hilfe elastischer Eigenschaften entsprechender Kunststoffmaterialien wie z. B. Silikonelastomeren, Fluor-Silikonelastomeren oder Blendelastomeren aus Silikonkautschuken und Fluor-Silikonkautschuken oder anderen geeigneten synthetischen Gummimaterialien erzielt. Eine andere wesentliche Eigenschaft derartiger Presspolster, nämlich die Fähigkeit eine Wärmeleitung durch das Presspolster hindurch nicht allzusehr zu behindern, wird durch Verwendung von Metallen, insbesondere von Kupfer und seinen Legierungen oder auch Edelstahl erreicht. Das Metall kann entweder in Form von Fäden in das textile Flächengebilde eingebracht werden, wie z. B. in Form metallischer Kettfäden in einem gewebten Presspolster, oder auch in Form von Metallpulver, das beispielsweise dem elastomeren Kunststoffmaterial zugesetzt ist, verwendet werden. Üblich ist beispielsweise auch die Ummantelung eines Metallfadens, insbesondere einer Metallitze mittels eines elastomeren Kunststoffmaterials, dem bedarfsweise Metallpulver zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit zugesetzt wird. Derartige ummantelte Metallfäden kommen häufig als Schußfäden in gewebten Presspolstern zum Einsatz, da aufgrund des metallischen Seelenfadens die webtechnischen Verarbeitungseigenschaften trotz der Elastomerummantelung sehr gut sind.
In Einetagen-Heizpressen, die auch Kurztaktpressen genannt werden, werden in der Regel Holzwerkstoffplatten, wie beispielsweise Spanplatten, MDF- oder HDF-Platten mit Aminoplast-Harzfilmen unter Druck und Temperatur beschichtet, wobei das Aminoplastharz bis zu einem gewünschten Kondensationsgrad aushärtet. Auf diese Weise werden beispielsweise dekorative Oberflächen auf den vorgenannten Holzwerkstoffplatten erzeugt. Üblicherweise werden die Aminoplastharze gegen verchromte oder unverchromte Stahlpressbleche mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen gepreßt, wobei der Harzfilm nach Beendigung des
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Kondensationsvorgangs die Oberflächenstruktur des jeweiligen Pressblechs annimmt. Das Pressgut wird zwischen zwei Pressblechen angeordnet, die ihrerseits jeweils einer oberen und unteren Heizplatte zugeordnet sind, von der sie durch jeweils ein Presspolster getrennt sind.
Der Kondensationsgrad der Aminoplastharze wird bestimmt durch die Presstemperatur und » die Presszeit sowie den aufgebrachten Pressdruck. Die ausgebildete Oberfläche der Aminoplastharze soll nach dem Pressvorgang, je nach ihrem Einsatzzweck, unterschiedliche physi-' kaiische Eigenschaften aufweisen. So sind z. B. Kratzfestigkeit, Schlagfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Zigarettenglut, Abriebfestigkeit Beispiele für derartige Eigenschaften. Durch Variation der Parameter Presszeit und Presstemperatur während des Pressvorgangs werden die erzielbaren Eigenschaften der ausgehärteten Oberfläche des Harzfilms entscheidend beeinflusst.
Die Presszeit kann an den Pressenanlagen durch in die Steuerungen integrierte Zeitrelais nach Wunsch eingestellt werden, wobei nach Ablauf der Presszeit die Pressenanlage automatisch öffnet und die beschichtete Holzwerkstoffplatte ausgetragen wird. Die Einhaltung der erforderlichen Presszeit kann auf einfache Weise mittels einer mechanischen oder digitalen Stoppuhr jederzeit von außen während des Betriebs der Presse überprüft werden.
Die Presstemperatur wird in der Regel mittels eines Thermofühlers, der beispielsweise in der Mitte einer Heizplatte angeordnet ist, gemessen. Die Heizplatten sind mit mäanderförmig verlaufenden Kanälen durchzogen, durch die erhitztes Heizmedium, in der Regel Thermoöl, hindurch geleitet wird. Ausgehend von einer Sammelleitung für den Vorlauf des Heizmediums zweigen die Zuleitungen für eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Heizschlangen, das heißt Heizsegmenten, ab. Außer der Möglichkeit, die Presstemperatur mittels eines in die Heizplatte integrierten Fühlers zu messen, werden auch indirekte Temperaturmessungen in der Weise vorgenommen, daß einerseits die Vorlauftemperatur des Heizmediums und andererseits dessen Rücklauftemperatur bestimmt wird, woraus gewisse Rückschlüsse auf die am Pressblech vorliegenden Temperaturen gezogen werden können. Die vorstehend beschriebene Methode ist naturgemäß recht ungenau, da keine direkten Aussagen über die Temperatur am Pressblech möglich sind, wobei diese Temperatur letztlich für den Kondensationsgrad bei der Harzaushärtung entscheidend ist.
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Aus diesem Grunde ist es üblich, die Temperatur von Zeit zu Zeit am Pressblech selbst zu überprüfen, um den Zusammenhang zwischen tatsächlicher Presstemperatur - und einer bestimmten Presszeit - und dem gewünschten Kondensationsgrad zu ermitteln. Diese Überprü-•fung erfolgt in der Regel in der Weise, daß die Pressenanlage stillgesetzt wird und zwischen die Pressbleche ein oder mehrere mobile Thermofühler eingelegt werden. Nach der Messung . werden die Thermofühler wieder entfernt, weshalb eine exakte Messung bei laufender Produktion nicht möglich ist.
Da in den Heizplatten der Pressen die einzelnen Heizkanäle in Form von parallel geschalteten Segmenten angeordnet sind, kommt es häufig vor, daß einzelne Segmente durch Ablagerungen verengt sind und somit lediglich einen geringeren Durchfluß des Heizmediums gestatten. Hieraus resultiert wiederum eine geringere Wärmezufuhr zu dem betreffenden Segment, so daß eine ungleichmäßige Temperaturverteilung über die Heizplatte vorliegt. Dies führt wiederum zu einem ungleichmäßigen Kondensationsgrad des beschichteten Trägerwerkstoffs mit der Folge unterschiedlicher Oberflächenausbildungen bzw. Oberflächenqualitäten der Aminoplastharzfilme. Außerdem kann es bei den Holzwerkstoffplatten bei örtlich unterschiedlichen Presstemperaturen auch zu einem Plattenverzug nach dem Beschichtungsvorgang kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere die Möglichkeit zu schaffen, auch während des Betriebs der Pressenanlage die Temperatur des Pressblechs dauerhaft an beliebigen Orten über das Pressblech verteilt messen zu können.
Ausgehend von einem Presspolster der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das Presspolster mindestens ein Thermoelement eingearbeitet ist, dessen Zuleitungen im wesentlichen innerhalb der von dem Presspolster gebildeten Ebene verlaufen und über einen Rand des Presspolsters hinausgeführt sind.
Die Integration mindestens eines Thermoelements in das Presspolster ermöglicht es, die Temperaturmessungen während des laufenden Pressenbetriebs durchzuführen. Da die Thermoelemente vergleichsweise kostengünstig als handelsübliche Bauteile verfügbar sind, lassen sich
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die in der Regel viele Quadratmeter großen Presspolster bedarfsweise mit einer entsprechend großen Anzahl von Thermoelementen bestücken, so daß über die gesamte Ausdehnung der Heizplatte eine hinreichend genaue Bestimmung der Temperaturverteilung möglich ist. Die "Dicke des Thermoelements ist dabei geringer zu wählen als die minimale Dicke des Presspolsters in dessen komprimierten Zustand, das heißt im geschlossenen Zustand der Heizpresse.
- Aufgrund der elastischen Eigenschaften derartiger Presspolster findet gegebenenfalls eine problemlose Fließbewegung des Polstermaterials um das Thermoelement herum statt, wenn
' die Presse geschlossen und das Presspolster zwischen Heizplatte und Pressblech komprimiert wird. Vorzugsweise werden die Thermoelemente in der Nähe der Oberfläche des Presspolsters angeordnet, die im Betrieb des Presspolsters dem Pressblech zugewandt ist, da aufgrund besonders kurzer Wärmeleitungswege auf diese Weise die genauesten Aussagen über die letztlich maßgebliche Pressblechtemperatur möglich sind.
Da die Zuleitungen im wesentlichen innerhalb der von dem Presspolster gebildeten Ebene verlaufen, lassen sich die Thermoelemente an beliebiger Stelle des Presspolsters anordnen und die Zuleitungen im Spaltbereich zwischen der Heizplatte und dem Pressblech entlang und aus der Presse heraus führen. Weil die Zuleitungen über einen Rand des Presspolsters hinausgeführt sind, lassen sich nach der Montage des Presspolsters bequem die Verbindungen zwischen den Zuleitungen und der übrigen Meßausrüstung herstellen. Vorzugsweise sind die Enden der Zuleitungen der Thermoelemente mit Steckern versehen, die einen bequemen Anschluß an die pressenfeste Meßausrüstung beim Wechseln des Presspolsters nach Erreichen der Verschleißgrenze ermöglichen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Presspolster aus einem textlien Flächengebilde, insbesondere einem Gewebe, einem Gewirk oder einem Vlies besteht. Derartige Presspolster zeichnen sich durch ihre besonders große Flexibilität bei geringen Flächengewichten aus, wobei die vorgenannten Eigenschaften durch die Einbindung des mindestens einen Thermoelements - beispielsweise beim Herstellungsprozeß der Flächengebilde - in keiner Weise beeinträchtigt werden.
Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der Integration der Thermoelemente besteht darin, daß deren Zuleitungen in den Verbund der Fäden des textlien Flächengebildes eingearbeitet
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sind. Die Zuleitungen sind auf diese Weise auch über längere Strecken zwischen dem Thermoelement und dem Rand des Presspolsters hinreichend fixiert, so daß die Gefahr von Beschädigungen, beispielsweise während des Transports oder der Montage, äußerst gering sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presspolsters sind die Zuleitungen des mindestens einen Thermoelements in Form zusätzlicher Schußfäden oder Kettfäden in das textile Flächengebilde eingearbeitet. Besteht ein gewebtes Presspolster beispielsweise aus Messinglitzen in der Kette und mit Elastomermaterial ummantelten Kupferlitzen im Schuß, so läßt sich an den gewünschten Stellen innerhalb des Gewebes ein aus den Zuleitungen des Thermoelements und dem Thermoelement selbst bestehender zusätzlicher Schuß einbringen, der beim darauf folgenden Fachschluß mit den Kettfäden abgebunden wird.
Alternativ zu einer Einbindung der Zuleitungen in ein textiles Rächengebilde ist es gleichfalls möglich, daß das Thermoelement und die Zuleitungen in eine Beschichtung eingebettet sind, die auf das textile Flächengebilde aufgebracht ist. Die Einarbeitung der Thermoelemente kann in diesem Fall erst nach der beispielsweise webtechnischen Herstellung eines Stützgewebes erfolgen, nämlich dann, wenn dieses Stützgewebe mit einer Beschichtung aus einem Elastomermaterial versehen wird.
Um eine Beschädigung des Presspolsters während des Betriebs zu vermeiden, ist vorgesehen, daß das Thermoelement im wesentlichen innerhalb des Querschnitts des Presspolsters in dessen komprimierten Zustand angeordnet ist. Ein Überstand über die Oberfläche des Presspolsters, beispielsweise um einen direkten Kontakt zu der Heizplatte herzustellen, ist in unkomprimiertem Zustand so lange unschädlich, wie im komprimierten Zustand das Thermoelement in den Querschnitt des Presspolsters vollständig eindringen kann.
Die Erfindung weiter ausgestaltend wird weiter vorgeschlagen, daß die Zuleitungen mit einer hochtemperaturfesten Isolierung versehen sind. In diesem Fall ist es unschädlich, wenn die Zuleitungen zwischen denen eine Spannung anliegt, miteinander in Kontakt geraten. Ansonsten würde ein Kurzschluß zwischen den Zuleitungen eine Messung unmöglich machen. Es ist möglich, die Zuleitungen unmittelbar nebeneinander in einer gemeinsamen Ummantelung,
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ebenfalls aus einem hochtemperaturfesten Kunststoffmaterial, anzuordnen und in dieser Form in das Presspolster einzuarbeiten.
* Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß der Meßkopf des Thermoelements, bei dem eine Schweißverbindung zwischen den beiden Elementen aus verschiedenartigen Metallegierungen vorliegt, mit einer hoch temperaturfesten Schrumpffolie ummantelt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels eines Presspolsters das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Heizpresse und
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein mit einem Thermoelement versehenes Presspolster.
Eine in Figur 1 schematisch im Querschnitt dargestellte Heizpresse 1 besitzt zwei horizontal im Abstand zueinander angeordnete Heizplatten 2a und 2b, die jeweils mit einer Mehrzahl von senkrecht zu den Plattenebenen ausgerichteten hydraulischen Druckzylindern 3a und 3b versehen sind. Jeweils in geringem Abstand zu den Heizplatten 2a und 2b sind parallel hierzu ausgerichtete Pressbleche 4a, 4b angeordnet, zwischen denen eine zu beschichtende Holzwerkstoffplatte zusammen mit dem aufzubringenden Aminoplastharzfilm eingelegt werden kann. Jeweils zwischen einem Pressblech 4a, 4b und einer Heizplatte 2a, 2b ist ein Presspolster 5a, 5b angeordnet, das im geschlossenen Zustand der Presse sowohl den Druck als auch die Temperatur von den Heizplatten 2a, 2b auf die Pressbleche 4a, 4b und von dort auf das zu beschichtende Substrat übertragen muß.
In die beiden Presspolster 5a, 5b ist jeweils ein Thermoelement 6a, 6b integriert, das zusammen mit den Zuleitungen 7a,7b jeweils wie ein zusätzlicher Schußfaden in das aus einem Gewebe mit einer Tuchbindung bestehende Presspolster 5a, 5b eingebunden ist.
Wie sich aus Figur 2 ergibt, besteht das exemplarisch betrachtete Presspolster 6a der oberen Heizplatte 2a aus Kettfäden 8 in Form von Messinglitzen und Schußfäden 9, die um einen aus Kupferlitze bestehenden Fadenkern 10 herum mit einer Ummantelung 11 aus einem elastome-
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ren Kunststoffmaterial, beispielsweise Silikonelastomer oder Silikon-Fluorelastomer, versehen sind.
'Wenn bei der webtechnischen Herstellung des Presspolsters 6a eine Stelle erreicht ist, die mit einem Thermoelement 6a versehen werden soll, wird dieses mit seinen gegeneinander isolierten Zuleitungen 7a als zusätzlicher Schußfaden mit der gewünschten Länge eingetragen. Erst nach dem Eintrag dieses Zusatzschusses erfolgt der Fachschluß der Webmaschine, wodurch eine Abbindung durch die Kettfäden 8 erfolgt. Anstelle der in Figur 2 exemplarisch dargestellten Tuchbindung ist gleichfalls eine Leinwandbindung oder eine Kreuzkörperbindung oder eine andere geeignete Bindungsart möglich.
Die die Kettfäden 8 bildenden Messinglitzen bestehen aus sieben Einzeldrähten mit einem Durchmesser von jeweils 0,2 mm. Die Fadenkerne 10 der Schußfäden 9 bestehen aus 8 Einzeldrähten Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,2 mm. Der Außendurchmesser des aus Elastomermaterial bestehenden Fadenmantels 11 beträgt 1,5 mm. Hingegen beträgt der Durchmesser der Zuleitungen 7a des Thermoelements 6a lediglich 1,0 mm. Die größte Längserstreckung des mit einer hochtemperaturfesten Schrumpffolie ummantelten Messkopfs des Thermoelements 6a beträgt etwa 1,2 mm. Um einen Kurzschluß zwischen den Zuleitungen 7a zu vermeiden, sind diese mit einer hochtemperaturfesten Isolierung versehen.
Aus Figur 2 wird deutlich, daß die Zuleitungen 7 a des Thermoelements 6a parallel zu den Schußfäden 9, d. h. innerhalb der von dem Presspolstergewebe gebildeten Ebene verlaufen. In Figur 1 verlaufen die Schußfäden der Presspolster 6a und 6b senkrecht zur Zeichnungsebene, so daß die Abschnitte der Zuleitungen 7a die parallel zu den Schußfäden verlaufen, nicht sichtbar sind. Dargestellt sind erst die senkrecht hierzu verlaufenden Abschnitte 7a' und 7b', die bereits außerhalb der Spalte zwischen die Heizplatten 2a, 2b und den Pressblechen 4a,4b liegen. Die aus dem Presspolster 6a,6b über dessen Ränder hervorstehenden Abschnitte der Zuleitungen 7a,7b können an geeigneten Bauteilen der Presse fixiert und zu der zugehörigen Meßausrüstung geführt werden.
Bei den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Thermoelementen 6a, 6b handelt es sich um solche des Typs „NickelChrom-Nickel" (NiCr-Ni), die handelsübliche Standardbauteile darstellen.
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Alternativ ist jedoch auch die Verwendung anderer Thermoelement-Typen, wie beispielsweise Cu-Cu-Ni, Fe-CuNi, NiCr-CuNi, NiCrSi-NiSi, PtRhl3-Pt, PtRhIO-Pt, PtTh30-Pt, möglich.
' Maßgeblich ist eine hinreichende Temperaturfestigkeit sowie möglichst eine Beständigkeit gegenüber Hydraulikölen.
Claims (8)
1. Presspolster (5a, 5b) für den Einsatz in Ein- oder Mehretagen-Heizpressen, wobei das Presspolster (5a, 5b) ein textiles Flächengebilde aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in das Presspolster (5a, 5b) mindestens ein Thermoelement (6a, 6b) eingearbeitet ist, dessen Zuleitungen (7a, 7b) im wesentlichen innerhalb der von dem Presspolster (5a, 5b) gebildeten Ebene verlaufen und über einen Rand des Presspolsters (5a, 5b) hinausgeführt sind.
2. Presspolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Presspolster (5a, 5b) aus einem textilen Flächengebilde, insbesondere einem Gewebe, einem Gewirk oder einem Vlies, besteht.
3. Presspolster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (7a, 7b) in den Verbund der Fäden des textilen Flächengebildes eingearbeitet sind.
4. Presspolster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (7a, 7b) in Form zusätzlicher Schußfäden (9) oder Kettfäden (8) in das textile Flächengebilde eingearbeitet sind.
5. Presspolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (6a, 6b) und die Zuleitungen (7a, 7b) in eine Beschichtung eingebettet sind, die auf das textile Flächengebilde aufgebracht ist.
6. Presspolster nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (6a, 6b) im wesentlichen innerhalb des Querschnitts des Presspolsters (5a, 5b) in dessen komprimierten Zustand angeordnet ist.
7. Presspolster nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (7a, 7b) mit einer hochtemperaturfesten Isolierung versehen sind.
8. Presspolster nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf des Thermoelements (6a, 6b) mit einer hochtemperaturfesten Schrumpffolie ummantelt ist.
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