DE4221899C2 - Druckaufnehmende Isolierplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckaufnehmende Isolierplatte, umfassend einen formstabilen Plattenkörper aus wärmebeständigem Material.

Eine solche Isolierplatte ist aus der DE-PS 27 24 056 bekannt. Die Platte besteht aus einer Deck- und einer Grundplatte, die flexibel aufeinander abgestützt sind, wobei der Zwischenraum zwischen der Deck- und der Grundplatte flüssigkeits­ dicht begrenzt und mit einer niedrig schmelzenden Metall-Legierung gefüllt ist. Das Arbeitsprinzip der Isolierplatte beruht im wesentlichen darauf, daß der flüssigkeitsgefüllte Zwischenraum sein Volumen unter den Betriebsbedingungen im wesentlichen beibehält, wobei die Isolierplatte in Vulkanisierpressen zur An­ wendung gelangt, in die gleichzeitig eine Vielzahl von einzelnen Formwerkzeu­ gen eingesetzt werden. Da die Formwerkzeuge fertigungstechnisch bedingt voneinander abweichende Höhen aufweisen, die zu maßlichen Abweichungen der Preßteile führen, ist es erforderlich, daß diese Abweichungen durch die Verwendung der Isolierplatten ausgeglichen werden. Die vorbekannte Isolier­ platte soll durch ihre ausgeglichene Schließkraft für sämtliche eingesetzte Formwerkzeug maßliche Abweichungen vermeiden. Die Ausgleichsplatte ist be­ vorzugt zwischen den Heizaggregaten und den Formwerkzeugen der Vulkani­ sierpresse angeordnet, woraus sich eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit über die gesamte Arbeitsfläche sowohl hinsichtlich der Werkzeugtemperaturen als auch hinsichtlich der einzelnen Werkzeugschließkräfte ergeben soll.

Aus der DE-OS 23 19 289 ist eine Isolierplatte bekannt, die aus einer Ober­ platte, einer druckfesten Einlage und einer Unterplatte besteht. Die Oberplatte und die Unterplatte weisen jeweils eine ebene Oberfläche auf und überdecken die druckfesten Einlagen.

Generell ist anzumerken, daß die Isolierplatten einerseits hochwärmebeständig sein müssen und andererseits mechanischen Belastungen, bevorzugt Druckbela­ stungen von Pressen oder Spritzmaschinen standhalten müssen. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die vorbekannten Plattenkörper wenig be­ friedigende Gebrauchseigenschaften aufweisen. Um einen guten Kompromiß aus diesen beiden Anforderungen zu erzielen, ist der Werkstoff derart beschaffen, daß er eine gute Wärmebeständigkeit bis ca. 300°C aufweist und gleichzeitig dem auftretenden Druck standzuhalten vermag. Eine Wärmebeständigkeit bis ca. 300°C ist jedoch für viele Anwendungsfälle nicht ausreichend, so daß hoch hitzebeständige Werkstoffe gewünscht werden, die außerdem die in den Vulka­ nisierpressen auftretenden mechanischen Drücke aufnehmen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckaufnehmende Isolierplatte der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sie eine wesentlich höhere Wärmebeständigkeit aufweist und gleichzeitig die in den Vulkanisierpressen auftretenden Drücke aufzunehmen vermag.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 ge­ löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß der Plattenkörper in Druckbelastungsrichtung zumindest eine Durchbrechung aufweist und daß die Durchbrechung während der bestimmungsgemäßen Verwendung einen den Druck nahezu vollständig aufnehmenden Bolzen umfangsseitig umschließt. Hierbei ist von Vorteil, daß der Plattenkörper aus einem hoch wärmebeständigen Material bestehen kann, ohne daß Rücksicht auf die mechanische Belastbarkeit genommen zu werden braucht. Daraus ergibt sich eine Wärmebeständigkeit von bis zu 1000°C, wobei die Isolierplatte Drücke von 50 t und mehr aufnehmen kann.

Der Plattenkörper kann beispielsweise aus Kalzium-Silikat bestehen, während die druckaufnehmenden Bolzen bevorzugt aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Bei der Verwendung derartiger Bolzen ist von Vorteil, daß sie eben­ falls hoch hitzebeständig sind und eine Isolierung bewirken. Ferner weisen der­ artige Bolzen gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften und eine gute Form­ beständigkeit auch während einer langen Gebrauchsdauer auf.

Im Hinblick auf die Vermeidung von Spannungen zwischen dem Plattenkörper und dem darin angeordneten Bolzen, können die Durchbrechungen den Bolzen mit umfangsseitigem Abstand umschließen. Außerdem ist diese Ausgestaltung auch in fertigungstechnischer Hinsicht von Vorteil, da auf genaue Passungen verzichtet werden kann und dadurch die Toleranzen großzügiger gewählt werden können. Eine in wirtschaftlicher Hinsicht günstige Herstellbarkeit ist dadurch bedingt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Durchbre­ chungen und der Bolzen ein aneinander angepaßtes Profil aufweisen können. Der Bolzen kann beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein. Sowohl der Bolzen als auch die ebenfalls zylindrische Durchbrechung sind einfach herstellbar.

Im Hinblick auf eine vereinfachte Montage können die Profile von Bolzen und Durchbrechung die Form einer Verliersicherung aufweisen. Der Bolzen kann bei­ spielsweise T-förmig gestaltet und in einer T-förmigen Durchbrechung angeord­ net sein. Hierbei ist von Vorteil, daß vor dem Einsetzen des Plattenkörpers in die Werkzeugmaschine die Bolzen von einer Seite in die Durchbrechungen ein­ gesetzt werden können, ohne daß sie die Durchbrechung hindurchrutschen.

Neben einem T-förmigen Querschnitt können die Bolzen beispielsweise zylindri­ sch und in zumindest einem Teilbereich ihrer axialen Erstreckung eine sich ko­ nisch in axialer Richtung erweiternde Mantelfläche aufweisen, die in einer Durchbrechung entsprechenden Profils angeordnet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß vor der Montage des Plattenkörpers in die Werkzeugmaschine eine genaue zentrische Zuordnung des Bolzens innerhalb der Durchbrechung gewährleistet ist. Verkantungen des Bolzens innerhalb des Plattenkörpers können bei Druck­ beaufschlagung der Isolierplatte während der bestimmungsgemäßen Verwendung dadurch zuverlässig vermieden werden.

Der Plattenkörper kann auf den in Druckbelastungsrichtung einander gegenüberliegenden Oberflächen jeweils mit einer im Bereich der Durchbrechungen ausgesparten, vakuumdichten Folienbeschichtung aus elastisch nachgiebigem Material versehen sein, wobei der Bolzen in Druckbelastungsrichtung eine etwas geringere Ausdehnung aufweist, als die Ausdehnung der Durchbrechung in gleicher Richtung. Bevorzugt ist der Bolzen 0,02 bis 0,15 mm größer, als die Dicke des Platten­ körpers. Der Plattenkörper kann mit der Folienbeschichtung eine Gesamtdicke aufweisen, die 0,05 bis 0,4 mm größer ist, als die Ausdehnung des Bolzens in gleicher Richtung. Dadurch ist gewährleistet, daß einerseits eine ausgezeichnete vakuumdichte Zuordnung des Preßwerkzeuges durch die elastisch nachgiebige Folienbeschichtung gewährleistet ist und andererseits der Plattenkörper nur sehr geringen Druckbelastungen ausgesetzt ist. Der Stempel beispielsweise einer Presse fährt in diesem Falle zunächst an die Folienbeschichtung, verformt diese elastisch und erzielt dadurch gleichzeitig eine vakuumdichte Verbindung, bis er anschließend an dem Bolzen aus keramischem Werkstoff zur Anlage kommt. Der Bolzen nimmt den gesamten Druck nahezu vollständig auf. Hierbei ist von Vorteil, daß die Gebrauchsdauer des Plattenkörpers wesentlich vergrößert ist und Brüche des Plattenkörpers nicht auftreten.

Die erfindungsgemäße Isolierplatte weist nur einen extrem geringen Verschleiß auf, wodurch die Standzeiten erheblich vergrößert werden können. Außerdem ist durch die druckaufnehmenden Bolzen stets eine Planlage der Isolierplatte gewährleistet, wodurch die Endprodukte eine stets gleichbleibende Güte aufweisen. Des weiteren ist von Vorteil, daß der Werkstoff für den Plattenkörper in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstiger ist, da er ausschließlich eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen muß, da mechanische Belastungen, die auf ihn einwirken, vernachlässigbar sind.

Die Folienbeschichtung kann beispielsweise aus Glimmer bestehen, wobei der Glimmer durch einen Haftvermittler adhäsiv mit den Oberflächen des Plattenkörpers verbunden ist. Glimmer weist in diesem Anwendungsfall besonders günstige Gebrauchseigenschaften auf, da die Folienbeschichtung neben einer hohen Hitzebeständigkeit auch elastisch nachgiebige Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweisen muß.

Die beanspruchte Isolierplatte kann beispielsweise in einem Vulkanisierwerkzeug oder in einer Presse verwendet werden, beispielsweise zur Herstellung von Dichtringen aus polymerem Werkstoff.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Zeichnungen verdeutlicht, die Ausführungsbeispiele zeigen.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer druckaufnehmenden Isolierplatte gezeigt, wobei die Durchbrechung und der Bolzen zylindrisch ausgeführt sind.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Durchbrechung und der Bolzen weisen einen jeweils T-förmigen Querschnitt auf, wobei der Plattenkörper auf den einander zugewandten Seiten mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist.

In Fig. 3 ist ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Isolierplatte gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2, wobei die Durchbrechung und der Bolzen trichterförmig ausgebildet sind.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist jeweils eine druckaufnehmende Isolierplatte 1 gezeigt, die aus einem formstabilen Plattenkörper 2 besteht. In diesen Ausführungsbeispielen besteht der Plattenkörper 2 jeweils aus Kalziumsilikat. Davon abweichende Werkstoffe, die ebenfalls eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen, können ebenfalls zur Anwendung gelangen. In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils nur ein Ausschnitt aus der Isolierplatte 1 in quergeschnittener Darstellung gezeigt. In Druckbelastungsrichtung 3 weist der Plattenkörper 2 eine Durchbrechung 4 auf, die einen Bolzen 5 umfangsseitig umschließt. In Abhängigkeit von dem aufzunehmenden Druck sind bevorzugt mehrere Bolzen 5 innerhalb des Plattenkörpers 2 angeordnet. Die Bolzen 5 bestehen aus einem keramischen Werkstoff.

In Fig. 1 ist eine Isolierplatte 1 gezeigt, die besonders einfach und in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstig herstellbar ist. Der Plattenkörper 2 weist in Druckbelastungsrichtung 3 eine Höhe auf, die die Höhe des Bolzens 5 gering­ fügig überschreitet. Bevorzugt hat der Plattenkörper 2 eine Dicke, die 0,01 bis 0,1 mm größer ist, als die Axialerstreckung des zylindrischen Bolzens 5. Bei Druckbeaufschlagung durch das Werkzeug, in dem die Isolierplatte 1 zur Anwendung gelangt, verformt sich der Plattenkörper 2 im Bereich seiner Ober­ fläche 2.1, 2.2 elastisch, so daß der Bolzen 5 als Druckbegrenzer zur Anwendung gelangt. Durch die elastische Verformung der Oberflächen 2.1, 2.2 des Plattenkörpers 2 können das zur Anwendung gelangende Werkzeug und der Plattenkörper 2 vakuumdicht aneinander festgelegt sein. Ein Druck, der größer ist, als der Druck, der zu vakuumdichten Verbindung von Preßwerkzeug und Plattenkörper 2 gebraucht wird, lastet nicht auf dem Plattenkörper 2. Diesen Druck nimmt der Bolzen 5 auf.

In Fig. 2 und Fig. 3 ist der Bolzen 5 für die Montage der Isolierplatte 1 verliergesichert innerhalb des Plattenkörpers 2 gehalten. Der Bolzen 5 liegt vor der Montage des Plattenkörpers 2 mit einem im wesentlichen ringförmigen Vorsprung auf einem ringförmigen Absatz innerhalb der Durchbrechung 4 auf. In den Fig. 1, 2 und 3 ist zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Isolierplatte 1 eine Zuordnung von Bolzen 5 und Plattenkörper 2 zueinander dargestellt, der in der Praxis nicht auftritt. Anhand der Darstellung, die in den Fig. 1, 2 und 3 gewählt wurde, ist jedoch besonders gut zu erkennen, daß der Bolzen berührungsfrei innerhalb der Durchbrechung angeordnet ist und dadurch die hohen Drücke der Werkzeugmaschine aufzunehmen vermag, ohne daß der Plattenkörper gebrauchsdauerverringernden Druckbelastungen ausgesetzt ist.

Die Ausgestaltung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausgestaltung aus Fig. 2 durch eine abweichende Form vom Bolzen 5 und Durchbrechung 4. Der Bolzen 5 weist in einem Teilbereich seiner axialen Erstreckung einen sich konisch erweiternden Durchmesser auf. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, daß sich der Bolzen 5 bei Druckentlastung des Plattenkörpers 2 immer wieder selbsttätig innerhalb der Durchbrechung 4 zentriert. Bei erneuter Druckbeaufschlagung in Druckbelastungsrichtung 3 werden dadurch Verkantungserscheinungen verhindert und eine zuverlässige Planlage der Isolierplatte 1 erreicht. Der konische Teil des Bolzens 5 schließt mit der Symmetrieachse des Bolzens 5 in diesem Beispiel einen Winkel von 45° ein. Davon abweichende Winkel, insbesondere spitzere Winkel, sind ebenfalls denkbar.

Bevorzugt weist der zur Anwendung gelangende Bolzen 5 im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen kleinsten Durchmesser auf, der 0,3 bis 3,0, bevorzugt 0,5 bis 2,0 mal so groß ist, wie die Dicke der Isolierplatte 1. Durch dieses Verhältnis ist sichergestellt, daß die Flächenpressung bei Druckbeauf­ schlagung des Bolzens 5 keine Werte annimmt, die den Bolzen 5 schädigen könnten und dadurch zu einer vorzeitigen Zerstörung der Isolierplatte 1 und damit zu einem Ausfall der Werkzeugmaschine führen könnte.

Die erfindungsgemäße Isolierplatte 1 weist gute Gebrauchseigenschaften hinsichtlich einer außerordentlich guten Wärmeisolierung und einer guten Beständigkeit gegen Druckbelastungen auf.

Claims (11)

1. Druckaufnehmende Isolierplatte, umfassend einen formstabilen Plattenkörper aus wärmebeständigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkörper (2) in Druckbelastungsrichtung (3) zumindest eine Durchbrechung (4) aufweist und daß die Durchbrechung (4) während der bestimmungsgemäßen Verwendung einen den Druck nahezu vollständig aufnehmenden Bolzen (5) umfangsseitig umschließt.

2. Isolierplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Platten­ körper (2) aus Kalzium-Silikat besteht.

3. Isolierplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) aus einem keramischen Werkstoff besteht.

4. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) den Bolzen (5) mit umfangsseitigem Abstand um­ schließt.

5. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) und der Bolzen (5) ein aneinander angepaßtes Profil aufweisen.

6. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bol­ zen (5) zylindrisch ausgebildet ist.

7. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bol­ zen (5) einen T-förmigen Querschnitt aufweist.

8. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) in Druckbelastungsrichtung (3) eine Ausdehnung auf­ weist, die 0,01 mm bis 0,1 mm größer ist, als die Ausdehnung des Bolzens (5) in gleicher Richtung.

9. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkörper (2) auf den in Druckbelastungsrichtung (3) einander gegen­ überliegenden Oberflächen (2.1, 2.2) jeweils mit einer im Bereich der Durchbrechungen (4) ausgesparten, vakuumdichten Folienbeschichtung (6) aus elastisch nachgiebigem Material versehen ist, daß der Bolzen (5) in Druckbelastungsrichtung (3) eine Ausdehnung aufweist, die 0,02 mm bis 0,15 mm größer ist, als die Ausdehnung der Durchbrechung (4) in gleicher Richtung und daß der Plattenkörper (2) mit der Folienbeschichtung (6) eine Gesamtdicke aufweist, die 0,05 mm bis 0,4 mm größer ist, als die Aus­ dehnung des Bolzens (5) in gleicher Richtung.

10. Isolierplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbe­ schichtung (6) aus Glimmer besteht und daß der Glimmer durch einen Haftvermittler adhäsiv mit den Oberflächen (2.1, 2.2) des Plattenkörpers (2) verbunden ist.

11. Isolierplatte nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Vulkanisierwerkzeug.