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Die Erfindung betrifft eine Plattenpresse
zum flächigen
Verpressen tafelförmiger
Produkte unter Druck und Wärme,
wobei zumindest eine starre Heizplatte an das Produkt herangefahren
wird und diese Heizplatte im Inneren zumindest ein Kanalsystem mit einer
Vielzahl paralleler Einzelkanäle
aufweist, die von einem Heizmedium durchströmbar und an ihren Enden an
Sammelkanäle
angeschlossen sind.
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Derartige Plattenpressen werden insbesondere
zur Herstellung von Span-, Sperrholz- oder Faserplatten verwendet,
die ein- oder beidseitig mit Vergütungsfolien oder Furnieren
beschichtet werden sollen, ebenso aber auch zur Herstellung von
Chipkarten, elektrischen Leiterplatten oder zum Heißprägen ein-
oder mehrlagiger Produkte. Grundsätzlich geht es dabei darum,
die einzelnen Lagen durch thermisch reagierende Kleber miteinander
zu verbinden oder eine oder mehrere Lagen zu verformen. Dazu benötigt man
Heizplatten, die die erforderliche Prozesswärme in möglichst kurzer Zeit und mit
ausreichend gleichmäßiger, flächiger Temperatur-
und Druckverteilung auf das Produkt übertragen.
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Zur Erzielung einer möglichst
homogenen Temperaturverteilung haben die Heizplatten im Inneren
eine Vielzahl parallel verlaufender Einzelkanäle, die innerhalb oder außerhalb
der Platte an Sammelkanäle
angeschlossen sind. Beispiele hierfür sind in der
DE 1 653 270 ,
DE 1 653 185 ,
DE 1 653 312 und
DE 1 653 002 beschrieben.
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Bei den bisher bekannten Heizplatten
für Plattenpressen
sind die Strömungskanäle jeweils durch
Bohrungen hergestellt und an ihren Enden durch Stopfen verschlossen.
Dadurch ist die Heizplatte sehr stabil, der Herstellungsaufwand
für das Kanalsystem
ist aber außerordentlich
hoch, weil die Bohrungen sehr lang sein müssen, häufig in der Größenordnung
von 1 m Länge
und mehr.
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Es ist daher auch bekannt geworden,
die Kanäle
dadurch herzustellen, dass zwischen zwei dünnen Platten Zwischenstege
entsprechend dem gewünschten
Strömungsverlauf
positioniert und sodann mit den beiden Platten verschweißt werden.
Dieses Verfahren ist aber nur geringfügig kostengünstiger, außerdem neigen die geschweißten Platten
zum Verzug. Darüber
hinaus sind sie erheblich biegeweicher als ein gebohrtes Vollmaterial.
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Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, eine beheizbare Pressplatte zu
entwickeln, die sich einerseits durch hohe Stabilität, andererseits
aber durch günstigere Herstellungskosten
als bisher auszeichnet. Außerdem
sollen die Möglichkeiten
bezüglich
der Positionierung und des Verlaufes der Strömungskanäle verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Heizplatte parallel zur Plattenebene geteilt ist und aus
zumindest zwei Platten besteht, wobei die Teilungsebene so gelegt
wird, dass zumindest die Einzelkanäle tangiert oder geschnitten werden
und dass die zumindest zwei Platten nach Herstellung der Einzelkanäle aufeinandergelegt
und miteinander verbunden werden.
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Durch diese Aufteilung der Heizplatte
ist es nicht mehr notwendig, lange Bohrungen von der Stirnseite
in die Heizplatte einzubringen und danach zu verstöpseln, sondern
die quasi geöffnete
Platte kann direkt von der Teilungsebene aus bearbeitet werden,
indem die Strömungskanäle durch
Ausfräsen
von Nuten hergestellt werden. Diese Herstellungsweise ist erheblich
kostengünstiger
als bisher; zugleich erlaubt sie es, die Strömungskanäle nicht nur geradlinig, sondern
auch bogenförmig
herzustellen, was insbesondere an den Übergängen zwischen den Einzelkanälen und
den Sammelkanälen
strömungstechnische
Vorteile bietet und den Druckverlust verringert. Die Stabilität der kompletten
Heizplatte bleibt dabei in vollem Umfang gewahrt, weil im Gegensatz
zu den geschweißten
Platten mit Zwischenstegen von einem Vollmaterial ausgegangen wird.
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Außerdem ist es fertigungstechnisch
leicht möglich
die Kanalwände,
insbesondere den Boden, gezielt zu profilieren, insbesondere ein
Wellenprofil zu erzeugen, um Grenzschicht-Ablösungen und die Turbulenz zu
verstärken
und damit den Warenübergang
zu verbessern. Das Fräswerkzeug
braucht dazu nur quer zur Kanal-Längsrichtung hin und her bzw.
auf und ab pendeln.
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Wenn – wie meist üblich – auch die
Sammelkanäle
innerhalb der Heizplatte verlaufen, empfiehlt es sich, dass auch
sie von der Teilungsebene tangiert oder geschnitten werden, so dass
sie im gleichen Arbeitsgang wie die Einzelkanäle hergestellt werden können.
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Grundsätzlich können die Kanäle kongruent in
beiden Platten hergestellt werden, so dass sich erst beim Zusammenlegen
der beiden Platten der vollständige
Kanalquerschnitt einstellt. Meist ist es aber günstiger, die Kanäle nur in
einer Platte vorzusehen, so dass die andere Platte praktisch nur
noch als Deckel fungiert.
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Auch eine Aufteilung der Heizplatte
in mehr als zwei Platten kommt in Betracht, und zwar insbesondere
dann, wenn man nicht nur ein Kanalsystem zur Beheizung, sondern
außerdem
ein Kanalsystem zur Kühlung
vorsehen möchte.
Die Strömungskanäle sind
in diesem Fall vorzugsweise in den äußeren Platten angeordnet, um
die gewünschten
Temperaturänderungen
in der Produktnähe
zu erreichen und einen internen Wärme-Kurzschluss so niedrig
wie möglich
zu halten.
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Des weiteren bietet die Erfindung
die Möglichkeit,
in den Einzel- und/oder den Sammelkanälen zumindest teilweise Drosselstellen
vorzusehen, damit die Einzelkanäle
möglichst
jeweils von der gleichen Wärmemenge
beaufschlagt werden. Solche Drosselstellen lassen sich leicht durch
lokale Querschnittsverengungen – vorzugsweise
zu Beginn der Einzelkanäle – herstellen,
weil die Kanäle
vor dem Verbinden der beiden Platten beliebig konturiert werden
können.
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Der Querschnitt der Kanäle kann
wie bisher rund sein. Besonders günstig ist es jedoch, wenn zumindest
die Einzelkanäle
einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, da sich dadurch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung
an der Oberfläche
der Heizplatte erreichen lässt.
Dies gilt besonders dann, wenn die Einzelkanäle breiter als tief ausgeführt werden,
wobei mit der Breite die Erstreckung parallel zur Plattenebene gemeint
ist. Zweckmäßig sind
die Einzelkanäle
nur wenige Millimeter tief bei einer Breite von etwa 35 mm – 55 mm.
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Die Verbindung der einzelnen Platten
zur Bildung einer Heizplatte wird zumindest entlang dem Plattenaußenrand
durch Schweißen
hergestellt. Bei großen
Platten empfiehlt es sich außerdem,
zusätzliche
Verbindungen – lokal
oder flächig – innerhalb
des Randbereiches vorzusehen. Dies kann durch Schweißen, vorzugsweise
aber durch Zuganker erfolgen, die quer zur Plattenebene montiert
werden und die Platten zusammenpressen.
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Das Verfahren zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Heizplatte
ist dadurch gekennzeichnet, dass von zumindest zwei Platten ausgegangen wird
und dass in zumindest eine Platte die Einzelkanäle – gegebenenfalls auch die Sammelkanäle – eingeformt,
insbesondere eingefräst
werden, worauf dann die zumindest zwei Platten passend aufeinandergelegt
und miteinander verbunden werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles
und aus der Zeichnung selbst. Dabei zeigt
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1 die
Vorderansicht einer Mehretagen-Laminier-Presse;
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2 die
eine Platte einer Heizplatte;
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3 die
andere Platte für
die gleiche Heizplatte;
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4 einen
Schnitt längs
der Linie A-A in 2 in
vergrößerter Darstellung;
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5 einen ähnlichen
Schnitt, jedoch bei einer dreigeteilten Heizplatte;
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6 ein
Beispiel für
das Kanalsystem.
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In 1 erkennt
man einen im wesentlichen U-förmigen
Pressenrahmen 1 mit einer unteren Pressplatte 2 und
einer oberen Pressplatte 3. Zwischen beiden Pressplatten
befinden sich mehrere übereinander
angeordnete Heizplatten, von denen die untere und die obere Heizplatte 4 jeweils
zweiteilig ausgeführt
ist, während
die mittleren Heizplatten 5 jeweils dreiteilig sind. In
den Zwischenraum zwischen den Heizplatten werden jeweils die zu
laminierenden Produkte eingelegt und sodann durch Zusammenfahren
der beiden Pressplatten unter Wärme- und Druck-Einwirkung
laminiert. Dazu ist die untere Pressplatte 2 durch einen
Presszylinder 6 nach oben verfahrbar.
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1 stellt
lediglich ein Ausführungsbeispiel für den Einsatz
der erfindungsgemäßen Heizplatte dar.
Sie könnte
statt dessen ebenso bei einetagigen Pressen eingesetzt werden.
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Der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Heizplatte,
die übrigens
gleichermaßen
auch zur Kühlung
verwendet werden kann, ergibt sich aus den folgenden Figuren.
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2 zeigt
die Draufsicht auf die Teilungsebene desjenigen Plattenteils 4a,
der an seiner einen Oberseite das gesamte Kanalsystem enthält bestehend
aus einer Vielzahl parallel verlaufender Einzelkanäle 7,
die sich fast über
die gesamte Plattenfläche erstrecken
und an ihren Enden jeweils in quer verlaufende, nahe des Plattenrandes
angeordnete Sammelkanäle 8 münden. An
ihrem einen Ende haben die Einzelkanäle 7 jeweils eine
bei 7a angedeutete Drosselstelle in Form einer Querschnittsverengung. Dadurch
wird sichergestellt, dass alle Einzelkanäle 7 etwa von der
gleichen Menge des von einer Sammelleitung 8 kommenden
Wärmeträgers durchströmt werden.
Letztlich entscheidend ist dabei nicht die Durchströmmenge,
sondern die möglichst
gleich große
Wärmeabgabe
pro Flächeneinheit.
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Schließlich zeigt 2 noch die randständigen Anschlusskanäle 8a,
die in Verlängerung
der Sammelkanäle 8 angeordnet
sind, damit letztere an den Wärmeträgerkreislauf
angeschlossen werden können.
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Sämtliche
Kanäle
sind durch Einfräsungen
in der Teilungsebene der Platte 4a hergestellt.
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Die dazu passende Gegenplatte 4b ist
in 3 dargestellt. Man
sieht, dass sie keine Einzelkanäle
aufweist und somit nur als Deckplatte für die Einzelkanäle in der
anderen Platte 4a fungiert. Die Sammelkanäle 8 sind
hingegen auch in der Platte 4b angeordnet, und zwar deckungsgleich
zu den Sammelkanälen
in der Platte 4a, so dass beim Aufeinanderlegen beider
Platten ein geschlossenes Kanalsystem entsteht, das nur über die
Anschlusskanäle 8a Verbindung
nach außen
hat.
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Außerdem zeigen die 2 und 3 zahlreiche rasterartig angeordnete
Punkte 9. Dabei handelt es sich um Verbindungsstellen,
an denen die beiden Platten 4a und 4b miteinander
verbunden werden. Für
die konstruktive Ausbildung dieser Verbindungsstellen bieten sich
dem Fachmann unterschiedliche Möglichkeiten.
Im einfachsten Fall handelt es sich um Durchgangsbohrungen, über die
die beiden Platten miteinander verschraubt werden, gegebenenfalls über Zuganker.
Alternativ kann es sich aber auch um lokale Vertiefungen handeln,
die von der Plattenaußenseite
her eingebracht sind, also von der Rückseite der in 2 und 3 sichtbaren
Plattenseite, derart, dass die Platten im Bereich der Punkte 9 nur
eine relativ dünne
Wandstärke
aufweisen. Diese dünnwandigen
Bereiche können
nach dem Zusammenlegen der beiden Platten 4a und 4b von
außen
miteinander verschweißt
werden.
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Außerdem empfiehlt es sich, die
beiden Platten längs
ihres äußeren Umfanges
zu verschweißen.
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4 zeigt
einen Querschnitt längs
der Linie A-A in 2,
also längs
eines Sammelkanales 8. Bei der unteren Platte handelt es
sich um die Platte 4a, die alle Einzelkanäle 7 und
den überwiegenden Querschnitt
der Sammelkanäle 8 enthält, während die
obere Platte 4b für
die Einzelkanäle 7 nur
als Abdeckung fungiert, für
die Sammelkanäle 8 aber
noch einen gewissen Querschnitt zur Verfügung stellt. Wesentlich ist
dabei, dass der Querschnitt der Sammelkanäle 8 von der rechts
dargestellten Anschlussseite, also vom Anschlusskanal 8a ausgehend,
stetig abnimmt, weil von vorn nach hinten – in der Zeichnung also von
rechts nach links – immer
mehr Wärmeträger aus
der Sammelleitung in die Einzelkanäle 7 abfließt. Es kann
aber auch mit Sammelkanälen
mit konstantem Querschnitt gearbeitet werden, wenn eine einigermaßen gleichmäßige Beaufschlagung der
Einzelkanäle
sichergestellt ist.
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Vorzugsweise ist die Summe der Einzelkanal-Querschnitte – gegebenenfalls
gemessen an den Drosselstellen 7a – kleiner als der Sammelkanal-Querschnitt,
nämlich
nur etwa 70 % bis 90 % desselben.
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Die Einzelkanäle 7 haben rechteckigen Querschnitt,
wobei sie erheblich breiter als tief sind. Diese Geometrie ergibt
eine gleichmäßigere Temperatur
an der Oberfläche
der Heizplatte als bei runden Kanalquerschnitten.
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Außerdem erkennt man in 4 die entlang der Teilungsebene
der beiden Platten verlaufende Schweißnaht 10 am äußeren Umfang
sowie die Kontaktstellen 9, die hier als Durchgangsbohrungen
ausgebildet sind.
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5 zeigt
eine dreigeteilte Heizplatte mit zwei Trennebenen. Sie beruht auf
dem gleichen Prinzip wie zuvor beschrieben, gestattet es aber, die
Kanäle
weiter nach außen
zu legen, also näher
an die zu behandelten Werkstücke.
Sie bestehen aus zwei formgleichen äußeren Teilstücken 5a,
in denen jeweils die Einzelkanäle 7 und
ein Teil der Sammelkanäle 8 eingeformt
sind, und aus einer Zwischenplatte 5b, die den restlichen
Teil der Sammelkanäle 8 aufweist.
Alle drei Platten sind wieder durch eine Randverschweißung längs den
Trennebenen und durch Verschrauben an den Durchtrittsbohrungen 9 miteinander
verbunden.
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Die Zu- und Abfuhr des Heizmediums
zu bzw. von den Sammelkanälen 8 erfolgt über einen
für zwei übereinanderliegende
Sammelkanäle
gemeinsamen Anschlusskanal 8a, der die Zwischenplatte 5b vertikal
durchquert.
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6 zeigt
eine vorteilhafte Variante für
die Aufteilung des Kanalsystems in mehrere Felder. Wesentlich dabei
ist, dass die Einzelkanäle,
die ja maßgeblich
für die
Temperaturcharakteristik der Heizplatte verantwortlich sind, nicht über die
ganze Heizplattenlänge
durchlaufen, sondern dass hier mehrere parallel geschaltete Felder
nebeneinander angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich
um vier Felder A, B, C und D, die jeweils aus einer Vielzahl parallel
verlaufender Einzelkanäle 7 mit
den beiden zugehörigen
Sammelkanälen
bestehen. Dabei sind die Sammelkanäle 8', die für den Zulauf verantwortlich
sind, an eine gemeinsame Zulaufleitung 18, die anderen
Sammelleitungen 8",
die für
den Ablauf verantwortlich sind, an eine gemeinsame Ablaufleitung 28 angeschlos sen.
Die Zulaufleitung 18 und die Ablaufleitung 28 können ebenfalls
innerhalb der Heizplatte angeordnet sein, vorzugsweise parallel
zu den Einzelkanälen 7 und
nahe des äußeren Plattenrandes.
Durch eine derartige Parallelschaltung mehrerer aus Einzelkanälen und
Sammelkanälen
bestehenden Kanalsysteme ergibt sich auch für große Plattenflächen von
mehreren Quadratmeter Oberfläche
eine sehr homogene Temperaturverteilung.
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Zusammenfassend zeichnet sich die
Erfindung durch eine wesentlich kostengünstigere Fertigung der Kanäle gegenüber den
herkömmlichen Langlochbohrungen,
durch einen gleichmäßigeren Wärmefluss
zur Produktseite, eine bessere Temperaturverteilung über der
Heizfläche
und durch eine variable Feldaufteilung bei großen Heizflächen aus. Nicht zuletzt ergibt
sich auch ein deutlich geringerer Gesamt-Druckverlust, weil die
Kanalwände,
insbesondere an den Übergängen wesentlich
strömungsgünstiger
hergestellt werden können.
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Es liegt selbstverständlich im
Rahmen der Erfindung, die Kanäle
nicht mit einem Heizmedium, sondern einem Kühlmedium zu beaufschlagen oder ein
zusätzliches
Kanalsystem für
Kühlzwecke
in der Platte vorzusehen.