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Membranformpresse
Beschreibung Die Erfindung betrifft
eine Membranformpresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Eine derartige Membranformpresse ist in der Hauptanmeldung P 29 04
067.3 beschrieben. Mit ihr kann eine Dekorschicht, in der Regel ein Furnier stück
in kraftschlüssiger enger Anlage an einem Werkstück gehalten werden, bis die zwischen
Werkstück und Dekorschicht liegende Klebstoffuge abgebunden hat Durch die vorliegende
Erfindung soll eine Membranformpresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so
weitergebildet werden, daß das Werkstück bei weiterhin einfachem Pressenaufbau von
beiden Seiten her mit einer Dekorschicht versehen werden kann.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Membranformpresse
gemäß Anspruch 1.
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Auch bei der vorliegenden Erfindung kann die Presse im wesentlichen
wie eine übliche Etagenpresse aufgebaut sein.
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Das Werkstück umgebende druckfeste Hauben sind auch bei der vorliegenden
Erfindung nicht erforderlich. Die Abdichtung des erfindungsgemäß vorgesehenen zweiten
Druckraumes erfolgt ebenfalls durch festes Einspannen der zugeordneten Membran unter
Verwendung der von der Schließzylinderanordnung der Presse bereitgestellten Kraft,
durch welche nun sowohl die der ersten Pressenplatte zugeordnete Membran als auch
die der zweiten Pressenplatte zugeordnete Membran fest zwischen jeweils ihren Dichtrahmen
und eine gegenüber liegende starre Dichtfläche gedrückt werden Das Beschicken der
erfindungsgemäßen Membranformpresse
ist genauso einfach möglich
wie bei der Presse nach der Hauptanmeldung. Das Werkstück wird zusammen mit den
auf es aufgebrachten Dekorschichten, insbesondere Furnierstücken, in die Presse
hineingelegt, wobei es bei der Presse nach der Hauptanmeldung direkt auf die erste
Pressenplatte zu liegen kommt, während es bei der Presse nach der vorliegenden Erfindung
auf die der ersten Pressenplatte zugeordnete Membran zu liegen kommt.
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Die erfindungsgemäße Presse läßt sich unter geringem apparativem Mehraufwand
gegenüber der Presse nach der Hauptanmeldung herstellen. Man benötigt nur einen
zweiten Dichtrahmen sowie eine zweite Membran. Der Dichtrahmen hat in Aufsicht gesehen
im wesentlichen die gleiche Querschnittsgeometrie wie der schon bei der Presse bei
der Hauptanmeldung vorgesehene Dichtrahmen. Insbesondere kann man zwei genau gleiche
Dichtrahmen verwenden, welche an der ersten bzw. der zweiten Pressenplatte fluchtend
angeordnet werden.
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Damit fallen für den weiteren Dichtrahmen keine zusätzlichen Konstruktionskosten
an; er kann auch aus denselben Teilen hergestellt werden. Man kann also für den
weiteren Dichtrahmen insbesondere einen schon auf Lager liegenden Ersatzdichtrahmen
verwenden oder umgekehrt einen weiteren Dichtrahmen als Ersatzdichtrahmen auf Lager
nehmen, wenn aus Marktgründen die Fertigung vom beidseitigen Furnieren von Werkstücken
auf das einseitige Furnieren von Werkstücken umgestellt werden soll.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen
angegeben.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist sichergestellt,
daß sich die beiden Membranen in praktisch symmetrischer Weise gegen die Unterseite
und die Oberseite des Werkstückes legen, insbesondere dann, wenn man durch
eine
geeignete Trageinrichtung sicherstellt, daß die Mittelebene des Werkstückes mit
der Stoß stelle zwischen den Dichtrahmen und Membranen in vertikaler Richtung fluchtet.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist dann von Vorteil,
wenn die Presse rasch vom beidseitigen Furnieren auf das einseitige Furnieren umgestellt
werden soll. Die der ersten Pressenplatte zugeordnete Membran braucht bei dieser
Ausführungsform nämlich nicht mechanisch an der unteren Pressenplatte fixiert zu
werden, sie wird bei geschlossener Presse durch die von den Schließzylindern ausgeübte
Kraft und bei geöffneter Presse durch das Gewicht des Dichtrahmens in ihrer Lage
gehalten. Der Dichtrahmen selbst kann rasch und leicht entfernt und eingesetzt werden.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist sichergestellt,
daß der Dichtrahmen für die erste Pressenplatte auch bei rauher Behandlung und seitlichen
Stößen in der mit dem Dichtrahmen der zweiten Pressenplatte fluchtenden Lage gehalten
wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß hierfür nur eine verhältnismäßig kleine
Zahl von Spannmitteln notwendig ist.
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Verwendet man gemäß Anspruch 5 eine Trageinrichtung; so kann man einerseits
die Mittelebene des Werkstückes in eine solche vertikale Lage bringen, daß das Anlegen
der beiden Membranen gegen die Unterseite und die Oberseite des Werkstückes im wesentlichen
symmetrisch erfolgt. Außerdem stellt die Trageinrichtung sicher, daß die der ersten
Pressenplatte zugeordnete Membran nie flächig an der ersten Pressenplatte anliegt,
so daß diese Membran bei Druckbeaufschlagung stetig und ruckfrei angehoben wird.
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Eine Trageinrichtung, wie sie im Anspruch 6 angegeben ist, hat den
Vorteil, daß sich zwischen den einzelnen Stützen
noch kleine Membrandurchhänge
bilden können, welche später dann in etwas zurückspringende Oberflächenabschnitte
des Werkstückes hineingezogen werden können.
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Dabei begünstigt die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6
eine leichte Verschiebbarkeit der der ersten Pressenplatte zugeordneten Membran
auf den Stützen, was ebenfalls ein Nachziehen von Membranmaterial in zurückspringende
Oberflächenabschnitte des Werkstückes erleichtert.
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Verwendet man eine Trageinrichtung, wie sie im Anspruch 8 oder im
Anspruch 9 angegeben ist, so kann das Werkstück über einen großen Anteil seiner
Unterseite flächig abgestützt werden, was. eine besonders sichere Lagerung ermöglicht.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird zusätzlich
erreicht, daß durch die Trageinrichtung beim Einlegen des Werkstückes in die Presse
etwa auftretende Stöße gut aufgenommen werden.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist einerseits
sichergestellt, daß sich zwischen den beiden Membranen keine Lufttaschen bilden;
etwa zwischen den beiden Membranen zunächst eingeschlossene Luft kann durch den
Spalt zwischen den beiden einander gegenüber liegenden Dichtrahmen zunächst noch
entweichen, bevor die Dichtrahmen voll kraftschlüssig gegeneinander gedrückt werden.
Außerdem kann bei Verwendung einer Steuereinrichtung gemäß Anspruch 11 bei Bedarf
noch etwas Membranmaterial von der Außenseite des Dichtrahmens zu dessen Innenseite
gezogen werden, um zurückspringende Oberflächenabschnitte und Winkel des Werkstückes
zu überdecken.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei-
spielen
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläute-rt. In dieser zeigen:
Fig. 1: eine Aufsicht auf die Vorderseite einer Membranformpresse zum beidseitigen
Furnieren von Holzteilen, gezeigt in der Offenstellung, wobei den Pressenplatten
zugeordnete Dichtrahmen und ein Werkstück im Schnitt wiedergegeben sind; Fig. 2:
einen Schnitt durch die Pressenplatten und die Dichtrahmen der Membranformpresse
nach Fig. 1 im Schließzustand, wobei zusätzlich eine abgewandelte Trageinrichtung
für das Werkstück gezeigt ist; und Fig. 3: einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 2, wobei
jedoch eine abgewandelte Anordnung der unteren Membran und eine weiter abgewandelte
Trageinrichtung für das Werkstück gezeigt ist.
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Fig. 1 zeigt eine Membranformpresse zum beidseitigen Furnieren von
Möbelteilen, welche mehrere senkrecht zur Zeichenebene hintereinander angeordnete
Rahmenplatten 10 aufweist, die durch Traversen 12 verbunden sind. Die Rahmenplatten
10 haben jeweils eine rechteckige oeffnung 14.
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Von den Rahmenplatten 10 ist eine sich durch die oeffnungen 14 erstreckende
obere beheizte Pressenplatte 16 fest getragen. Eine untere beheizte Pressenplatte
18 erstreckt sich ebenfalls durch die Öffnungen 14, ist aber in vertikaler Richtung
verstellbar und hierzu von den Kolbenstangen hydraulischer Schließzylinder 20 getragen.
Am Rand der oberen Pressenplatte 16 ist eine insgesamt mit 22 bezeichnete Membran
befestigt, welche bei geöffneten Pressenplatten sackartig von der oberen Pressenplatte
t6 nach unten hängt.
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Im Inneren des durch die Membran 22 begrenzten Raumes ist ein Dichtrahmen
56 angeordnet, welcher durch nicht näher gezeigte Befestigungsmittel fest mit der
oberen Pressenplatte 16 verbunden ist.
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An der unteren Pressenplatte 18 ist ein weiterer Dichtrahmen 56' befestigt,
welcher in Schließrichtung der Presse gesehen die gleiche Querschnittsform hat wie
der Dichtrahmen 56 und mit diesem fluchtet.
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Über den Dichtrahmen 56' ist eine weitere Membran 22' lose hinweggeführt,
welche an ihrem Rand an der unteren Pressenplatte 18 festgelegt ist. Dieses Festlegen
braucht ebenso wie bei der Membran 22 nur ein mechanisches Fixieren sicherzustellen
und keine druckfeste Verbindung zu sein.
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Innerhalb des Dichtrahmens 56' sind auf der unteren Pressenplatte
18 Tragzapfen 24 befestigt, welche kugelförmige obere Endabschnitte haben und mit
diesen an der Unterseite der Membran 22' angreifende, ein über dieser liegendes
Werkstück 50 abstützen.
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Das Werkstück 50 besteht aus einem aus einer Spanplatte gefertigten
Kern 52, welcher mit Klebstoff beschichtet ist und auf seiner Oberseite und seiner
Unterseite mit einem Furnierstück 54 bzw. 54' versehen ist; Die Furnierstücke 54,
54' sind etwas breiter als der Kern 52, sodaß sie durch Druckbeaufschlagung der
Membranen 22 und 22' bei aufeinander zu bewegten Dichtrahmen 56 und 56' in bei den
Enden des Kernes 52 vorgesehene Auskehlungen hineingedrückt werden können unddiese
dann überdecken.
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Zum Andrücken der Furnierstücke 54 an den Kern 52 wird die Oberseite
der Membran 22 und die Unterseite der Membran 22' mit Druckluft beaufschlagt. Hierzu
sind der bei geschlosse-
ner Presse durch die obere Pressenplatte
16, den Dichtrahmen 56 und die Oberseite der Membran 22 begrenzte Druckraum58 sowie
der durch den Dichtrahmen 56', die Pressenplatte 18 und die Membran 22' begrenzte
Druckraum 58' über eine Leitung 60 und ein 3/2-Magnetventil 62 sowie eine steuerbare
Drossel 64 mit einer Druckluftquelle 66 verbindbar.
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Das Magnetventil 62 ist durch Federkraft in die in Fig. 1 wiedergegebene
Stellung vorgespannt, in welcher die Leitung 60 mit der Atmosphäre verbunden ist.
Die Drossel 64 ist in den Zustand maximaler Drosselung vorgespannt und kam durch
Druckbeaufschlagung auf kleinere Drosselung eingestellt werden. Hierzu kann die
Drossel 64 z.B. als entsprechendes Drosselventil ausgebildet sein, dessen Ventilkörper
durch Federkraft in eine. Endstellung vorgespannt ist und durch Druckbeaufschlagung
seiner einen Stirnfläehe -in entgegengesetzter Richtung bewegbar ist.
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Die Steuerklemme der Drossel 64 ist an eine Verteilerleitung 68 angeschlossen,
über welche die Schließzylinder 20 mit Druck beaufschlagt werden. Den erforderlichen
Druck stellt eine Hydraulikdruckpumpe 70 bereit, welcher ein Druckregler 72 zugeordnet
ist. Die Förderlei£ung 74 der Druckpumpe 70 ist über ein 3/2-Magnetventil 76 und
über ein 2/2-Drosselmagnetventil 78 mit der Verteilerleitung 68 verbunden.
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Die Ansteuerung der Magnetventile 76 sowie 62 und 78 erfolgt durch
eine Steuerschaltung 80. Diese erregt das Magnetventil 76 nach einem vorgegebenen
Zeitprogramm. Der Beginn der Erregung der Magnetventile 62 und 78 erfolgt unter
Steuerung durch einen Biegefühler 82, z.B. einen Dehnungsmeßstreifen, welcher auf
die Außenseite der Membran 22 in dem außerhalb des Dichtrahmens 56 liegenden Randabschnitt
aufgebracht ist. Die Beendigung der Erregung der
Magnetventile
62 und 78 erfolgt wieder unter Zeitsteuerung.
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Die oben beschriebene Membranformpresse arbeitet folgendermaßen: Ein
Werkstück 50 wird auf die Tragzapfen 24 aufgelegt. Nun wird die Steuerschaltung
80 durch Betätigung eines Startknopfes 86 angestoßen. Diese schaltet dann das Magnetventil
76 auf Durchlaß, und über das Magnetventil 78 fließt Hydrauliköl zunächst ungedrosselt
zur Verteilerleitung 68; die untere Pressenseite 18 wird nun rasch angehoben.
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Kommt die Oberseite des Werkstückes 50 oder bei sehr flachen Werkstücken
die obere Stirnfläche des Dichtrahmens 56' in Anlage an die sackartig von der oberen
Pressenplatte 16 nach unten hängende Membran 22, so wird letztere zunehmend nach
oben gedrückt. Bei diesem Nachobendrücken der in der Praxis 4 bis 5 mm dicken, aus
elastischem Gummi gefertigten Membran wird auch der außerhalb des Dichtrahmens 56
liegende Randabschnitt auf Biegung beansprucht. Dabei liefert der Biegefühler 82
ein zunehmendes Ausgangssignal.
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Stellt die Steuerschaltung 80 fest, daß dieses Ausgangssignal einen
vorgegebenen Wert überschreitet (dieser ist so eingestellt, daß die Membranen den
durch die Dichtrahmen 56, 56' begrenzten Spalt unter verhältnismäßig geringem Spiel
durchsetzen), so werden die beiden Magnetventile 62, 68 erregt. Nun wird der Verteilerleitung
68 eine geringere Menge Hydraulikflüssigkeit zugeführt, die Schließbewegung der
Presse wird also verlangsamt fortgesetzt. Zugleich werden die Druckräume 58, 58'
über die Leitung 60 langsam mit Druckluft beaufschlagt. Da durch die Unterseite
des Dichtrahmens 56 und die Oberseite der Membran 22 bzw. die Oberseite des Dichtrahmens
56' und die Unterseite der Membran 22' schon Spaltdichtstellen vorgegeben sind,
führt die geringe Druckbeaufschlagung des Druckraumes 58 zu ei-
nem
Nachziehen von Membranmaterial zur Innenseite der Dichtrahmen 56, 56. Beim Aufblasen
der Membranen 22 und 22' zwischen diesen herausverdrängte Luft kann ohne weiteres
zur Außenseite abströmen, da. zwischen den Dichtrahmen und den Membranen noch keine
großen Schließkräfte wirken.
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Wenn die Presse vollständig geschlossen worden ist, steigt der Druck
in der Verteilerleitung 68 an. Die Drossel 64 wird durch das an ihr anstehende ebenfalls
ansteigende Drucksignal zunehmend geöffnet, so daß die Druckräume 58, 58' nun zunehmend
mit Druck beaufschlagt werden. In jedem Moment ist aber wegen des Vorsehens der
steuerbaren Drossel 64 sichergestellt, daß die durch die Druckbeaufschlagung der
Druckräume 58, 58' erhaltene Gesamtkraft in Offnungsrichtung der Presse kleiner
ist als die durch die Schließzylinder 20 bereitgestellte Gesamtkraft in Pressenschließrichtung.
Durch die hohe Druckbeaufschlagung der Druckräume 58, 58t wird ein festes Andrücken
der Membranen 22, 22' und damit auch der unter ihnen liegenden Furnierstücke 54,
54' an den Kern 52 sichergestellt.
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Fig. 2 zeigt die Membranformpresse nach Fig. 1 in geschlossenem Zustand
und nach Voller Druckbeaufschlagung der Druckräume 58, 58'. Man erkennt, daß beide
Membranen 22 und 22' fest zwischen die einander gegenüber liegenden Stirnflächen
der Dichtrahmen 56 und 56' eingepreßt sind und dort die Abdichtung der Druckräume
58 und 58' gegen die Umgebung unter der von den Schließzylindern 20 bereitgestellten
hohen Pressenschließkraft erfolgt. Es ist also nicht notwendig, die Ränder der Membranen
22, 22' strömungsmitteldicht an den Pressenplatten 16, 18 zu befestigen.
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Durch die Druckbeaufschlagung haben sich die Membranen 22, 22' eng
an die Form des Kernes 52 angepaßt und dabei die Furnierstücke 54, 54' in enge kraftschlüssige
Anlage an
die Oberfläche des Kernes 52 gebracht. Die Membranformpresse
verbleibt in der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung so lange, bis die Klebstoffuge
zwischen Kern und Furnierstücken unter Druck und Wärmeeinwirkung abgebunden hat.
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Ublicherweise liegen diese Abbindezeiten für geläufige Klebstoffebei
etwa 8 bis 10 Minuten. Man erkennt, daß beim gleichzeitigen beidseitigen Furnieren
somit eine ganz erhebliche Zeitersparnis sichergestellt wird. Außerdem haben beide
Klebstoffugen genau die gleiche Wärme- und Druckbehandlung mitgemacht, und man kann
auch beidseitig mit Auskehlungen versehene Werkstücke in der Membranformpresse unter
Verwendung von Schmelzklebern furnieren. Würde man beide Seiten derartiger Werkstücke
nacheinander in einer nur eine Membran aufweisenden Membranformpresse furnieren,
so bestünde die Gefahr, daß beim Aufbringen des zweiten Furnierstückes und der hierbei
erfolgenden Erwärmung das zuerst aufgebrachte Furnier sich im Bereich von Auskehlungen
des Kernes teilweise wieder ablöst, da der Schmelzkleber wieder weich wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Tragzapfen 24 nach Fig.
1 durch einen Tragkörper 26 ersetzt, welcher die Form einer auf den Kopf gestellten
flachen Schale hat und aus Drahtgeflecht besteht. Damit ist das Werkstück 50 flächig
abgestützt, und trotzdem ist ein praktisch unbehinderter Zugang der Druckluft zur
Unterseite der Membran 22' gegeben.
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Denselben Effekt erreicht man bei der Ausführungsform nach Fig. 3
durch einen flachen, plattenförmigen Tragkörper 28, welcher aus schwammartigem,
hochporösem Material besteht.
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In diesem sind Naturfasern wie Sisal o. dgl. in Wirrlage ähnlich wie
in Filz angeordnet und durch eine dünne Kautschukschicht an ihren Überkreuzungspunkten
fixiert. Ein
solches Material verbindet eine hohe Porosität und
ein gutes Tragvermögen. Außerdem ist dieses Material etwas nachgiebig, sodaß das
Werkstück bei unachtsamem Einbringen in die Presse nicht beschädigt wird.
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Da die Membranen 22 und 22' mit gleichem Druck beaufschlagt sind,
heben sich die durch Druckbeaufschlagung auf das Werkstück 50 ausgeübten Kräfte
gegenseitig heraus, sodaß die Tragkörper 24, 26 und 28 nur so stabil zu sein-brauchen,daß
sie das Gewicht des Werkstückes 50 aufnehmen-können.
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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Anbringung der unteren Membran 22'.
Diese liegt mit ihrem äußeren Randabschnitt zwischen der Unterseite des Dichtrahmens
46' und'der Oberseite der Pressenplatte 18. Um eine zu starke Knickbildung an der
Innenseite des Dichtrahmens 56' zu verhindern, ist in den Dichtrahmen 56' ein Abstützrahmen
30 fest eingesetzt, welcher unten eine bogenförmige Abstützfläche für die Membran
22' aufweist.
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Der Dichtrahmen 56' kann bei dieser Ausführungsform zugleich durch
sein Gewicht die untere Membran 2.2' an der Pressenplatte 18 mechanisch festlegen
und bleibt infolge seines Gewichtes auch in der ihm einmal gegebenen, mit dem Dichtrahmen
56 fluchtenden Stellung liegen, ohne das er unbedingt mit der unteren Pressenplatte
18 durch mechanische Befestigungsmittel verbunden werden müßte.
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Man erkennt, daß bei dieser Ausführungsform die Membranen 22 und 22'
an den Dichtstellen zur Umgebung stets zwischen zwei metallische Flächen eingespannt
sind. Man erkennt ferner, daß man bei der Anordnung der unteren Membran 22' gemäß
Fig. - 3 an der unteren Pressenplatte 18 an einer Membranformenpresse keinerlei
aufwendige Änderungen vornehmen muß, wenn vom einseitigen Furnieren auf das zweiseitige
Furnieren
umgestellt wird. Man braucht nur die Membran 22 aufzulegen und den Dichtrahmen mit
Hilfe eines Hebezeuges auf sie abzusenken, wobei vor dem vollständigen Absenken
überschüssiges Membranmaterial zur Innenseite des Dichtrahmens 56' gezogen wird,
damit es dort später zum eventuellen Nachziehen in Auskehlungen und Winkel zur Verfügung
steht.
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Für rauhe Einsatzbedingungen der Ausführungsform nach Fig.3 kann die
Membran 22' mit nicht näher gezeigten kleinen Durchbrechungen versehen sein, durch
welche-Gewindebolzen zum Positionieren und Verspannen des Dichtrahmens 56' mit der
Pressenplatte 18 unter geringem Spiel hindurchgeführt werden können, wie im linken
Teil von Fig. 3 bei 32 angedeutet ist.
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Die Ausführungsformen nach den Fign. 2 und 3 arbeiten genauso wie
es unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon oben erläutert wurde.
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