DE202017103294U1

DE202017103294U1 - Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken

Info

Publication number: DE202017103294U1
Application number: DE202017103294.9U
Authority: DE
Original assignee: Hymmen GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Hymmen GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-09-03
Anticipated expiration: 2027-06-01

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken aus einem Holzwerkstoff, mit einem umlaufenden Stahlband (1), das an eine Oberfläche des Werkstückes anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein digital angesteuerter Druckkopf (3) zum berührungslosen Auftrag von Trennmittel auf das Stahlband (1) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betriffte eine Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Nach dem Stand der Technik werden in kontinuierlichen Doppelbandpressen mit zwei Stahlbändern unter Druck und Temperatureinwirkung Produkte hergestellt. Dies können z.B. Spanplatten, MDF-/HDF-Platten oder Kunststoffplatten aus unterschiedlichen Kunststoff-/Füllstoffgemischen (z.B. DE 103 37 591 ) sein. Trennmittelschichten, die auf die Prozessoberfläche eines Stahlbandes aufgetragen werden, um Anhaftungen des produzierten Produktes zu vermeiden, nehmen mit fortschreitendender Einsatzdauer an Trennwirkung ab. Diese Trennschichten müssen während des laufenden Prozesses durch Auftragen von frischen Trennmitteln erneuert werden. Aktuell wird dies mit Schwämmen, Rakeln, Sprühanlagen, etc. direkt auf die Stahlbandoberfläche durchgeführt.
Die oben gennannten Auftragsverfahren und entsprechende Vorrichtungen führen zu unterschiedlichen Problemen, bedingt durch die jeweilige Auftragsart. Bei berührendem Auftrag entstehen Schlieren, die sich auf der Produktoberfläche abbilden können. Bei sprühenden Auftragsvorrichtungen mit Spritzdüsen entsteht ein Sprühnebel, der besonders bei lösemittelbasierenden Trennmitteln eine gesundheitliche Gefährdung des Personals und eine entsprechende zusätzliche Investition in eine angemessene Absaugung und Nachbereitung der kontaminierten Luft erforderlich macht.
Alle betrachteten Auftragsprinzipien haben außerdem noch eine sehr ungenaue Dosierung des Trennmittels gemeinsam. Des Weiteren gehen bei diesen Auftragsprinzipien erhebliche Trennmittelmengen ungenutzt verloren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken zu schaffen, die einen verbesserten Auftrag von Trennmitteln ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Werkstückenumfasst ein umlaufendes Stahlband, das an eine Oberfläche des Werkstückes direkt und unter Zwischenschaltung einer Materiallage anlegbar ist wobei mindestens ein digital angesteuerter Druckkopf zum berührungslosen Auftrag von Trennmittel auf das Stahlband vorgesehen ist. Dadurch kann die Auftragsmenge und die Auftragsposition des Trennmittels fein dosiert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden durch den Einsatz geeigneter Digitaldruckköpfe, wie z.B. vom Typ Xaar 1003 oder Typ RICOH Gen 5, lösemittelbasierende oder wässerige Trennmittel auf das Stahlband kontinuierlich aufgetragen. Dabei kann ein einlzelner Druckbalken mit einer Vielzahl von Druckköpfen über die gesamte Arbeitsbreite von beispielsweise mindestens 2.200 mm zum Einsatz kommen. Alternativ kann auch eine Einheit mit weniger Druckköpfen (z.B. über eine Breite von nur 150 mm) verwendet werden, die sich im laufenden Betrieb quer zur Förderrichtung des Stahlbandes hin- und her bewegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird mit Bezug auf 1 beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel zeigt.
In einer möglichen Ausführungsform wird ein Kunststoffgranulat 5 auf eine vorgezogene Unterbandverlängerung einer Doppelbandpresse aufgestreut, die ein umlaufenes Stahlband 1 aufweist. Das lose Kunststoffgranulat wird der Doppelbandpresse zugeführt und verpresst. Dabei läuft das Stahlband 1 mit einer Geschwindigkeit von 1-10 m/min und einem Pressdruck zwischen 10bar und 30bar, insbesondere 20 bar. An dem Stahlband ist benachbart eine Heivorrichtung vorgesehen, mittels der das Stahlband 1 erhitzt wird, um auf eine Prozesstemperatur zwischen 150°C und 250°C, insbesondere 200 °C erhitzt zu werden.
In einer Halterung 4 benachbart zu dem Stahlband 1 sind mehrere digitale Druckköpfe 3 angeordnet, die ein Trennmittel in Form von Tröpfchen 7 auf das obere Stahlband 1 aufbringen. Eine gleiche Einheit kann optional auch an dem unteren Stahlband 1 angeordnet sein, das um eine Umlenkwalze 8 geführt ist. Die Tröpfchengröße ist vorzugsweise kleiner 1nL. Die Schichtdicke des aufgetragenen Trennmitels ist vorzugsweise kleiner als 8my, insbesondere kleiner 1my (0,001mm).
Über eine elektronische Steuerung 6 wird eine genau definierte Menge von Trennmittel über die Druckköpfe 3 aufgebracht, und zwar variabel in der Verteilung links/rechts in Durchlaufrichtung als auch abhängig von anderen Messgrö-ßen, wie z.B. der Stahlbandtemperatur, der Geschwindigkeit, einer gemessenen Restmenge von Trennmittel auf dem Stahlband, etc.
Alternativ kann der Auftrag des Trennmittels auch im Multi Pass Verfahren erfolgen. Mittels eines Digitaldruckkopfs 3 wird dann ein geeignetes Trennmittel aus der zum Verarbeitungsprozess zugewandten Seite des Stahlbands 1 aufgetragen. Die Position der Digitaldruckkopfes 3 befindet sich vorzugsweise über dem Umfang der Walze 3 welche das Stahlband 1 antreibt oder umlenkt, und welche in Kombination mit einer weiteren Walze das endlose Stahlband 1 spannt und den Lauf des Stahlbands 1 steuert. Der Digitaldruckkopf 3 wird von einer Halterung 4 über dem sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegenden Stahlbandes 1 positioniert. Während des Trennmittelauftrags fährt der Digitaldruckkopf oszillierend über das Stahlband 1 und trägt da Trennmittel berührungslos auf. Dabei ist die Geschwindigkeit der Oszillation, Größe des Digitaldruckkopfs 3 und die Geschwindigkeit des Stahlbands 1 so abgestimmt, um das Stahlband 1 auf der Oberfläche vollflächig oder zumindest in den gewünschten Bereichen zu benetzen. Die Auftragsmenge lässt sich entsprechend der Möglichkeiten der elektronischen Steuerung 6, lokal auf die Erfordernisse anpassen und beeinflussen. Die aufgetragene Trennmittelschicht verliert im Laufe der Produktion an Trennwirkung. Mittels einer entsprechenden elektronischen Steuerung 6 wird die Digitaldruckkopf 3 abhängig von der jeweiligen Trennwirkung der vorheraufgetragenen Trennmittels aktiviert.
Die Auftragsmenge von Trennmittel kann sowohl mit Single Pass als auch im Multi Pass Verfahren variiert werden, beispielsweise kann im Randbereich des Stahlbandes eine größere Auftragsmenge an Trennmittel aufgebracht werden als in einem mittleren Bereich.
Bei der Verwendung von Trennmittel bei schnell laufenden Prozessen wird ein Digitaldruckknopf 3 als Single Pass-Ausführung eingesetzt. Dabei werden eine Anzahl von digitalen Druckköpfen 3 nebeneinander auf einem Halter 4 positioniert, so dass die Digitaldruckköpfe 3 die gesamte Arbeitsbreite des Stahlbandes 1 abdecken. Der Auftrag des Trennmittels erfolgt im Single Pass-Verfahren durch alle Druckköpfe 3 gleichzeitig, wobei die Druckköpfe 3 im Auftragsprozess still stehen und sich nur das Stahlband 1 bewegt. Auch im Single Pass-Verfahren lässt sich über die elektronische Steuerung 6 ein Druckprofil entsprechend der Erfordernisse des Prozesses auftragen.
Folgende Vorteile besitzt die erfindungsgemäßen Vorrichtung:

• Der Trennmittelauftrag als Verteilungsprofil über die Arbeitsbreite durch digitale Steuerung ist zeitlich sehr variabel möglich
• Der Sprühnebel eines Digitaldruckkopfes ist erheblich geringer als bei herkömmlichen Spritzdüsen
• Keine Schlierenbildung durch Berührungen des Auftragswerks und des Stahlbandes
• Eine über die Arbeitsbreite angepasste Dosierung ist möglich (z.B. in der Mitte ein höherer Auftrag als am Rand (digitales Breitenprofil)
• Trennmitteleinsparung und dadurch Kostenreduktion durch genauere Dosierung

Statt Kunsttoffgranulat können auch andere Werkstücke verpresst werden. Beispielsweise können plattenförmige Holzwerkstoffen, wie Spanplatten oder MDF-Platten hergestellt werden. Bei Holzwerkstoffen kann das Material auf der Oberfläche des Stahlbandes während der Verpressung anhaften.
Je nach zu verpressendem Material können unterschiedliche Trennmittel eingesetzt werden. Bei Composite-Anwendungen müssen verchromte Oberflächen vor Anhaftungen von PET, PEEK sowie PA Materialien durch eine Trennmittelschicht geschützt werden. Typisch sind glasfaser- oder karbonfaserverstärkte Organoblechprodukte für KFZ- und Luftfahrtanwendungen sowie Plattenware aus Thermoplasten als Gelege, Gewebe non-woven und Granulaten sowie aus Kombinationen aus den beschriebenen Formen der Ausgangsmaterialien.
Statt der wasserbasierenden Trennmittel können auch lösemittelbasierende Trenmittel eingesetzt werden, beispielweise mit semipermanenten Polymeren als Trennschicht.
Die Basis der Trennmittel kann wässrig oder lösemittelbasiert sein. Die Trennwirkung wird durch das Zusammenspiel von Oberflächenadditiven, wie 915WB, 913WB oder Silikonen (Loctite B15 und Loctite 770NC) erhalten. Silikon freie Trennmittel können optional ebenfalls eingesetzt werden, wobei die Kompatibilität zu den zu trennenden Teilen gewährleitet sein muss.

Die nachfolgende Tabelle 1 enthälte Auflistung möglicher Inhaltsstoffe für das Trennmittel, die beliebig kombiniert werden können, wobei optional auch einzelne Bestandteile weggelassen werden können:

Systematischer Name	Typische Konzentration	%
Kohlenwasserstoffe, C7 - C9, Isoalkane	60-80	Gew%
Di-n-butylether	80-100	Gew%
Naphtha (Erdöl), leichte Alkylat-, Naphtha, niedrig siedend, modifiziert	10-20	Gew%
PDMS Polymer	1-5	Gew%
Ethanol	1-5	Gew%
2-Butoxyethanol	1-5	Gew%
Propan-2-ol	1-5	Gew%
Poly(oxy-1,2-ethanediyl), .alpha.-decyl- .omega.-hydroxy-	1-5	Gew%
Alkohole, C12-14, ethoxyliert	1-3	Gew%
Dodecylbenzolsulfonsäure, Verbindung mit 1-Aminopropan-2-ol (1:1)	1-5	Gew%
Docusatnatrium	1-3	Gew%

Bezugszeichenliste

1: Stahlband
2: Walze
3: Digitaldruckkopf
4: Halterung
5: zugeführtes Produkt zur Doppelbandpresse
6: elektronische Steuerung
7: Tröpfchen
8: Umlenkwalze

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

DE 10337591 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Herstellen von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken aus einem Holzwerkstoff, mit einem umlaufenden Stahlband (1), das an eine Oberfläche des Werkstückes anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein digital angesteuerter Druckkopf (3) zum berührungslosen Auftrag von Trennmittel auf das Stahlband (1) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Druckkopf sich über die gesamte Breite des Stahlbandes (1) erstreckt und stationär angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Druckkopf sich im Betrieb quer zur Förderrichtung des Stahlbandes (1) hin und her bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels dem minestens einen Druckkopf ein Auftrag über eine Vielzahl kleinster Tröpfchen von jeweils weniger als 1 nL auf das Stahlband aufbringbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist, mittels der der mindestens eine Druckkopf (3) gekühlt werden kann, insbesondere um im Betrieb trotz Wärmeabstrahlung des Stahlbandes nicht über 50 °C erwärmt zu werden.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, mittels der das Stahlband (1) beheizbar ist, insbesondere auf eine Betriebstemperatur von mehr als 120 °C.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe (3) ein wässriges Trennmittel auftragen.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckköpfe (3) ein lösemittelhaltiges Trennmittel auftragen.