DE4233622A1 - Membranpreßverfahren und Membranpresse, insbesondere zur Durchführung des Membranpreßverfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranpreßverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 sowie eine Membranpresse, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 2.

Membranpressen moderner Bauart sind auf der Grundlage von Flachpressen gebaut und entwickelt worden.

Dabei weisen die Membranpressen entsprechend des Standes der Technik einen ähnlichen Aufbau auf, d. h. sie weisen Rahmenbleche auf, in die Druckzylinder eingehängt sind, die eine obere Heizplatte mit Druck beaufschlagen.

Desweiteren sind Rückholzylinder vorgesehen, die die obere Heizplatte zum Öffnen der Presse anheben.

Die untere Heizplatte ist fest mit den Rahmenblechen verbunden. Ein umlaufender Innendruckrahmen ist dabei unterhalb der oberen Heizplatte angeordnet und bildet die erforderliche Membrankammer, damit höhere Werkstücke in diese eintauchen können. Eine Membran schließt die Membrankammer ab. Als Membran werden gummielastische Materialien verwandt.

Hier ist anzumerken, daß es auch Membranpressen gibt, die ohne eine derartige Membran arbeiten, d. h. bei derartigen Membranpressen wird die Membrankammer nach Schließen der Presse durch die auf das Werkstück aufzubringende Folie abgeschlossen, so daß auch hier zwei Kammern entstehen, d. h. eine sogenannte Membrankammer und ein sogenannter Werkstückraum.

Wird ein Werkstück auf einem Sockel mit Hilfe einer Bestückungseinrichtung in die Presse eingefahren, so wird das Membranaggregat, bestehend aus der oberen Heizplatte, dem Innendruckrahmen und der Membran auf das Werkstück gesenkt, nachdem das Werkstück vorher mit einem Klebstoff beschichtet wurde und eine thermoplastische Folie, Furnier oder ähnliches Beschichtungsmaterial auf das Werkstück aufgelegt wurde.

Wie bereits oben dargelegt, ist es jedoch auch möglich die Membrane durch die Folie selbst zu ersetzen.

Anschließend wird über ein Kanalsystem Druckluft in den Membranraum eingebracht, die je nach Verfahren vorher aufgeheizt wird oder erst im Membranraum auf entsprechende Betriebstemperatur gebracht wird. Die Druckluft bewirkt, daß sich die Membran an die Konturen des Werkstücks anpreßt und somit auch das dazwischen liegende Beschichtungsmaterial gegen die Klebstoffuge auf dem Werkstück drückt.

Bei Membranpressen ohne Membran, d. h. bei Ersatz der Membran durch die Folie selbst, wird diese unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung einer Membran durch die Druckluft an das zu beschichtende Werkstück angepreßt, wobei ein derartiges Verfahren eine Vielzahl von entsprechenden Problemen und Nachteilen mit sich bringt.

Entsprechend des Standes der Technik wird die erforderliche Wärme zur Plastifizierung der Thermoplastfolien, zur Aktivierung des Klebstoffes und zur notwendigen Vernetzung, durch Strahler, flexible Heizmatten oder aufgeheizte Konvektionsluft von oben her aus dem Membranraum auf die Membran aufgebracht, so daß die Wärme dann von der Oberseite der Membran zu deren Unterseite wandern muß um dadurch der Folie die notwendige Wärme zuzuführen.

Dabei kommt es je nach Dicke der Membran und Art des Membranwerkstoffes zu einem Temperaturabfall von 40 bis 50%.

Bei Membranpressen ohne eine entsprechende Membran wird zur Aufheizung bzw. Vorbereitung der Folie diese an die obere Heizplatte durch Anlegen eines Vakuums im Membranraum und gleichzeitigem Anlegen eines Überdrucks im Werkstückraum entsprechend vorbereitet, wobei auch dieses Verfahren eine Vielzahl von Nachteilen mit sich bringt, da es häufig zu Rissen der Folie und damit Verlusten der gesamten Charge kommt.

Um bei den zuvor beschriebenen Membranpressen mit Membran eine ausreichend hohe Temperatur an die Thermoplastfolie, zur entsprechenden Plastifizierung, sowie eine ausreichend hohe Temperatur an die Klebstoffuge bzw. den aufgebrachten Klebstoff, zu dessen Aktivierung und Vernetzung zu bringen, muß die Oberseite der Membran mit hohen Temperaturen beaufschlagt werden.

Da sich die Lebensdauer der Membran mit höher werdenden Temperaturen verkürzt und dadurch die zu erwartende Verdrängung der heute überwiegend verwendeten PVC-Folien durch andere Thermoplaste in Zukunft Temperaturen erfordern, die 20 bis 30°C über dem heutigem Niveau liegen, wird sich die Lebensdauer der Membran sich für die Zukunft noch weiter verkürzen, wenn wie zuvor geschildert die Wärmezuführung in bisheriger Weise beibehalten werden sollte.

Der Anteil der Kosten der Membranen am Maschinenstundensatz liegt heute um etwa 20%, so daß schon aus heutiger Sicht die relativ kurze Lebensdauer der Membranen wesentlich zu einer Verminderung der Wirtschaftlichkeit der Membranen beiträgt und dies umso mehr, als zu erwarten ist,daß sich die Lebensdauer der Membranen bei gesteigerten Temperaturanforderungen noch verkürzt.

Desweiteren führt die heute übliche Methode die Wärme durch die Membran an die thermoplastische Folie und den Klebstoff heranzuführen, und die damit einhergehende zeitliche Verzögerung der Wärmezufuhr zu einer Erhöhung bzw. zu unnötig langen Preßzyklen, so daß die Wirtschaftlichkeit der Membranpresse eine entsprechende Verminderung erfährt.

Desweiteren wird, wie bereits dargelegt, Druckluft verwendet, um Membran und Folie an die Konturen des Werkstückes zu pressen. Diese Druckluft wird über Wärmetauscher aufgeheizt oder aber die Wärme wird bei anderen Verfahren über Wärmestrahler oder Heizmatten erzeugt und am Ende des Preßzyklus abgeblasen. Dabei geht nicht nur die teure Druckluft verloren, sondern auch die in ihr erhaltene unter hohem Energieaufwand erzeugte Wärme.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Membranpreßverfahren und eine Membranpresse, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, zu schaffen, das die sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit, insbesondere hohe Verminderung des Energieaufwandes Verminderung der Störanfälligkeit und Verminderung von Verschleiß bedingten Ausfallzeiten auszeichnet und dies bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit, hoher Betriebssicherheit und großem Qualitätsstandard.

Diese Aufgabe wird bei einem Membranpreßverfahren der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 gelöst. Desweiteren wird die Aufgabe durch eine Membranpresse, insbesondere durch eine Membranpresse zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Patentanspruch 1, der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 2 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens die zur Aktivierung sowie Vernetzung des Klebstoffes und Plastifizierung der thermoplastischen Folie oder thermoplastischen Furniere oder des sonstigen thermoplastischen Materials notwendige Wärme unmittelbar durch Luftkonvektion an den Klebstoff und die Folie oder das Furnier oder das sonstige thermoplastische Material herangeführt wird und das Preßverfahren anschließend durchgeführt wird, wird der bisher zeitraubende Umweg über die Membran vermieden und der Thermoplastfolie und Klebstoffuge die notwendige Wärme direkt zugeführt, so daß die hohe Wärmebelastung der Oberseite der Membran entfällt und dadurch die Lebensdauer der Membran erheblich verlängert wird.

Hinzu kommt, daß es nicht notwendig ist, wie bei Membranpressen ohne gesonderte Membran, die thermoplastische Folie direkt mit der Heizplatte in Kontakt zu bringen, so daß dadurch der Gefahr einer Beschädigung der Folie wirksam begegnet wird und desweiteren die für eine Aktivierung des Klebstoffes notwendige Wärme nicht über die Folie an den Klebstoff herangebracht werden muß, sondern direkt an den Klebstoff ohne Umweg herangebracht wird.

Dadurch daß die Wärme entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Umwege an die notwendigen Stellen herangeführt wird, werden die Preßzyklen entsprechend verkürzt, so daß die Wirtschaftlichkeit erhöht wird.

Ist eine Membranpresse, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, bei der die Einrichtung zur Steuerung der Druckverhältnisse im Werkstückraum ein wenigstens zwei separate Luftzu- und/oder Abführungen aufweisendes über Öffnungen mit dem Werkstückraum in Verbindung stehendes Kanalsystem aufweist und ist das Kanalsystem mit Luftdruckregelzylindern in Wirkungseingriff stehend gekoppelt, so wird dadurch die Möglichkeit geschaffen das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache aber praktikable Art und Weise durchzuführen.

Es wird weiterhin eine Membranpresse bereit gestellt, mit deren Hilfe der aufzubringenden Folie und dem auf dem Werkstück befindlichen Klebstoff die erforderliche z B. erhitzte Druckluft zugeführt werden kann, ohne daß diese nach der Beschichtung in die Umgebungsluft abgeblasen werden muß und damit die eingebrachte Energie gänzlich verloren geht und dadurch bei erneutem Preßzyklus die dann verwandte Druckluft erneut wieder aufgeheizt werden muß.

Ist das Kanalsystem wenigstens teilweise in der ersten Heizplatte angeordnet, so wird dadurch die Möglichkeit geschaffen die zuzuführende atmosphärische Luft oder Druckluft aufzuheizen ohne daß eine gesonderte Heizeinrichtung von Nöten ist sondern vielmehr die vorhandene Heizplatte die zuzuführende Luft aufheizt und gleichzeitig dadurch sicher stellt, daß schon vom Beginn der Zuführung an entsprechend aufgeheizte Luft ansteht und nicht erst zunächst einmal im Kanalsystem erkaltete Luft in den Werkstückraum eingebracht wird.

Weist die Einrichtung zur Steuerung der Druckverhältnisse in der Kammer ein wenigstens zwei separate Luftzu- und/oder Abführungen aufweisendes über Öffnungen mit der Kammer in Verbindung stehendes Kanalsystem auf und ist das Kanalsystem mit Luftdruckregelzylindern in Wirkungseingriff stehend gekoppelt, so wird auch für die Kammer die Möglichkeit geschaffen diese mit aufgeheizter oder nicht aufgeheizter Luft oder Druckluft zu versorgen und dabei die zuvor geschilderten Vorteile zu erzielen.

Ist das Kanalsystem wenigstens teilweise in der zweiten Heizplatte angeordnet, so ermöglicht auch dies eine Aufheizung der zuzuführenden Luft, ohne daß gesonderte Wärmetauscher oder sonstige Aufheizeinrichtungen vorgesehen werden müßten.

Ist die Einrichtung einen Über- und/oder Unterdruck mit heißer und/oder kalter Luft sowie die Bewegung von heißer und/oder kalter Luft erzeugbar, ausgestaltet, so eröffnet sich dadurch die Möglichkeit, entsprechend der Bedürfnisse der Membranpresse, diese mit nur einer Einrichtung steuern zu können, d. h. in Werkstückraum oder in der Kammer nach Bedarf einen Unter- oder Überdruck zu erzeugen oder auch nur z. B. aufgeheizte Luft bewegen zu können, ohne daß hierzu gesonderte Einrichtungen und mit diesen gekoppelte Kanalsysteme vonnöten wären, so daß dies zum einen zu einer Vereinfachung der Anlage beiträgt und zum anderen zu einer äußerst hohen Wirtschaftlichkeit hervorgerufen durch geringe Material- und Produktionskosten.

Sind die separaten Luftzu- und/oder Abführungen des Kanalsystems jeweils mit wenigstens einem separatem Luftdruckregelzylinder gekoppelt, so ermöglicht dies eine gesonderte Ansteuerung der Luftzu- und/oder Abführungen, so daß z. B. eine Pendelbewegung der in den Zylindern angeordneten Kolben ermöglicht wird, und dadurch wechselseitig durch jeweils einer der Luftzu- und/oder Abführungen jeweils Warmluft in den Werkstückraum oder die Kammer abgegeben und gleichzeitig Kaltluft bzw. abgekühlte erhitzte Druckluft abgesaugt werden kann, so daß eine stets gleich bleibende Temperatur im Werkstückraum und Kammer sowie gleichbleibende Druckverhältnisse anstehen.

Sind die mit separaten Luftzu- und/oder Abführungen des Kanalsystems gekoppelten Luftdruckzylinder synchron arbeitend ansteuerbar ausgestaltet, so wird dadurch sicher gestellt, daß z. B. ein ausreichender Überdruck in dem Werkstückraum oder in der Kammer erzeugt werden kann, ebenso wie ein gleichmäßiges und ausreichend starkes Vakuum, da bei Erzeugung eines entsprechend starken Druckes nicht lediglich ein Zylinder angelegt werden muß, um diesen Druck zu erzeugen, sondern vielmehr z. B. zwei Zylinder derart synchron arbeiten, daß ihre Kolben gleichmäßig in Richtung Kanalsystemanschluß ausgefahren werden, d. h. um das Zylinderinnenvolumen an der jeweiligen Kanalanschlußseite entsprechend zu verkleinern und so für einen vorbestimmten Druck innerhalb des Kanalsystems und damit innerhalb der damit verbundenen Kammer bzw. dem damit verbundenen Werkstückraum zu sorgen.

Gleiches gilt für ein zu erzeugendes Vakuum bzw. einen zu erzeugenden Unterdruck, bei dem durch eine Bewegung der Kolben der zwischen Kolben und Kanalsystemanschluß liegenden Zylinderinnenraum entsprechend vergrößert wird.

Dadurch, daß die mit den separaten Luftzu- und/oder Abführungen des Kanalsystems gekoppelten Luftdruckregelzylinder eine Relativbewegung zueinander durchführend ansteuerbar ausgestaltet sind, wird ermöglicht, daß sich die Kolben zweier einander zugeordneter Zylinder in gleichem Relativabstand zueinander innerhalb der Zylinder bewegen und es so zum einen zu einem Luftaustritt aus einer der separaten Luftzu- und/oder Abführungen kommt, während es gleichzeitig zu einem Ansaugen von Druckluft durch den anderen der Zu- und/oder Abführungen kommt und so ein gleichmäßiger Luftdruck mit gleichmäßiger Temperatur innerhalb des Werkstückraumes oder der Kammer erzeugt werden kann, d. h. hervorgerufen durch eine sogenannte Pendelbewegung der Kolben innerhalb der entsprechenden Zylinder.

Sind das Kanalsystem und gekoppelte Luftdruckregelzylinder trennende Absperrventile vorgesehen, so wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, zusätzlich parallel geschaltete Luftdruckregelzylinder zu verwenden, d. h. bei Erzeugung eines Vakuums bzw. eines Unterdruckes zunächst einmal einen der parallel geschalteten Luftdruckregelzylinder zum Einsatz zu bringen, um dann mittels des Ventils diesen abzusperren und den zweiten Luftdruckregelzylinder einzusetzen um das gewünschte Vakuum bzw. den gewünschten Unterdruck zu erzielen ohne daß jeder einzelne der Luftdruckregelzylinder relativ klein gehalten werden kann.

Ist wenigstens ein den jeweiligen Luftdruckregelzylinder unterstützender und mit dem Kanalsystem gekoppelter Kompressor vorgesehen, so ermöglicht dies für den Fall, daß aus technischen Gründen in speziellen Einsatzfällen ein höherer Druck erforderlich ist, als der bei einer ausschließlichen Verwendung der vorgesehenen Luftdruckregelzylindern zu erzielende Druck, dieser erhöhte Druck angefahren werden kann, ohne daß hierzu große Umbauten oder Umrüstungen erforderlich sind.

Durch die Isolierung der Luftdruckregelzylinder, d. h. durch ihre Ausgestaltung als Warmluftspeicher wird die Möglichkeit geschaffen, abzusaugende Druckluft, d. h die nach dem Preßzyklus zurückzuführende Druckluft entsprechend zu speichern ohne daß es dabei zu nennenswerten Wärmeverlusten kommt, so daß die im Verlaufe des neuerlichen Preßzyklus erforderliche Druckluft nicht, wie bisher, erneut in gesamter Höhe aufzuheizen ist, sondern vielmehr in einer nahezu bereits ausreichenden Wärmehöhe vorliegt.

Sind die das Kanalsystem mit dem Werkstückraum oder der Kammer verbindenden Öffnungen düsenartig ausgestaltet, so ermöglicht dies eine besonders vorteilhafte Heranführung der Druckluft.

Weist das Kanalsystem überdies Wärmetauscher auf, so wird dadurch die Möglichkeit geschaffen eine zusätzliche Beheizung der heranzuführenden Druckluft vorzunehmen, so daß der Preßzyklus falls erforderlich erneut verkürzt werden kann und zudem in speziellen Fällen erhöhte Temperaturen erreicht werden können ohne daß dazu die gesamte Heizplatte entsprechend zu erhitzen ist.

Nach dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren und der ebenfalls erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die evtl. vorhandene Membran zwar ebenfalls noch aufgeheizt, jedoch nicht wie beim Stand der Technik um über den Umweg der Membran Wärme an die Folie und Klebstoffuge in einer Höhe heranzuführen, die erforderlich ist um die Folie zu plastifizieren und den Klebstoff zu aktivieren, sondern die Membran hat lediglich noch die Aufgabe eine Gegenform zu bilden, also das Beschichtungsmaterial an die Konturen des Werkstückes zu pressen und dabei die Wärme zu halten, nicht dagegen sie zuzuführen, bzw. sie zu erhöhen. Dementsprechend bedarf es im Membranraum, d. h. in der Kammer nicht mehr der hohen Temperaturen wie bei Membranpressen nach dem Stand der Technik, sondern lediglich einer Temperatur, die ausreicht, die auf der beschriebenen Weise auf direktem Weg erreichte Temperatur an der Folie und Klebstoffuge zu halten. Die übermäßige Temperaturbelastung auf der Oberseite der Membran entfällt somit.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Membranpresse schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Membranpresse geöffnet im Schnitt,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Membranpresse geschlossen vor der eigentlichen Preßphase im Schnitt und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Membranpresse geschlossen in der Preßphase im Schnitt.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, weist die erfindungsgemäße Membranpresse (1) ein hier schematisch dargestelltes Rahmenblech (2) auf, in das die obere Heizplatte (4) mit Druck beaufschlagende Druckzylinder (3) eingehängt sind.

Desweiteren sind an der ebenfalls, dem Rahmenblech (2) zugewandten Seite der oberen Heizplatte (4) Rückholzylinder (5) vorgesehen, die die obere Heizplatte (4) zum Öffnen der Membranpresse (1), in Blickrichtung Fig. 1 nach oben, bis hin zu ihrer Ausgangsposition anheben können.

Desweiteren ist eine untere Heizplatte (6) vorgesehen, die fest mit dem Rahmenblech (2) verbunden ist.

Ein umlaufender Innendruckrahmen (7), unterhalb der oberen Heizplatte (4) angeordnet, bildet gemeinsam mit der Heizplatte (4) eine Membrankammer bzw. Kammer (8), die auf der, der oberen Heizplatte (4) abgewandten Seite durch eine Membran (9) geschlossen wird.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Membranpresse wird die Membrankammer (8) auf der, der oberen Heizplatte (4) abgewandten Seite nicht durch eine Membran (9) geschlossen, sondern vielmehr wie bei membranlosen Pressen üblich in der Preßphase durch die Folie (14) selbst.

Als Membran (9) werden bevorzugt gummielastische Materialien verwandt, wobei, wie oben beschrieben jedoch auch die Beschichtungsfolie (14) selbst die Funktion der Membran (9) übernehmen kann.

Desweiteren ist oberhalb der unteren Heizplatte (6) eine Beschickungsvorrichtung (10) vorgesehen, mit deren Hilfe zu beschichtende Werkstücke (11) auf einem Sockel (12) in die Membranpresse (1) eingefahren werden können, so daß eine Beschichtung der Werkstücke (11) mit Hilfe des aus der oberen Heizplatte (4), dem umlaufenden Innendruckrahmen (7) und der Membran (9) bestehenden Aggregates (13) vorgenommen werden kann.

Dabei ist das Werkstück (11), wie in Fig. 1 dargestellt, auf dem Sockel (12) aufliegend mit Hilfe der Beschickungsvorrichtung (10) in die Presse (1) eingefahren und eine Folie (14) aufgelegt worden, so daß ein durch die Folie (14) und den umlaufend, an der unteren Heizplatte (6) angeordneter Gegendruckrahmen (16) definierter Werkstückraum (15) entsteht.

Der Werkstückraum (15) ist über ein wenigstens teilweise in der unteren Heizplatte (6) angeordnetes Kanalsystem (17, 18) mit, im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht zur Folie (14) gerichteten Auslaßdüsen (19), mit zwei unterhalb der unteren Heizplatte (6) angeordneten Zylindern (20) gekoppelt, die in ihrem inneren jeweils einen Luftdruckregelkolben (21) aufweisen, der jeweils über Betätigungsleitungen (22) mit einer entsprechenden, die Kolben (21) zu einer Bewegung veranlassenden Druckmittelquelle wie z. B. eine entsprechende Hydraulikquelle verbunden sind. Dabei wird zweckmäßigsterweise zur Betätigung der Kolben (21) jeweils ein doppelwirkender Hydraulikzylinder verwendet.

Weiterhin kann das Kanalsystem (17, 18) z. B. wie in Fig. 1 dargestellt jeweils mit einem Wärmetauscher (23) gekoppelt sein.

Wie aus Fig. 1 desweiteren ersichtlich, ist die Membrankammer (8) ebenfalls mit einem wenigstens teilweise in der oberen Heizplatte (4) angeordnetem Kanalsystem (24, 25) mit über im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht auf die Membran (9) gerichteten Auslaßdüsen verbunden an zwei Zylinder (26) angeschlossen, die jeweils einen Luftdruckregelkolben (27) aufweisen, der mittels eines Betätigungsmediums wie z. B. einer Hydraulikflüssigkeit innerhalb des jeweiligen Zylinders (27) verlagerbar angeordnet ist, wobei eine Beaufschlagung der Luftdruckregelkolben (27) mittels eines entsprechenden Betätigungsmediums, wie z. B. einer Hydraulikflüssigkeit erfolgt, die über die Betätigungsleitungen (28) und einer damit gekoppelten z. B. Hydraulikquelle zu einer Bewegung veranlaßt werden können.

Bei Beginn des Arbeitsvorganges befindet sich die erfindungsgemäße Membranpresse (1), wie in Fig. 1 dargestellt, im geöffneten Zustand, wobei sich die der oberen Heizplatte (4) zugeordneten Luftdruckregelkolben (27) sich in der aneinander zugewandten engsten Position befinden, so daß sowohl in den Zylindern (26, 27) als auch in den damit gekoppelten Kanalsystemen (24, 25) und damit innerhalb der Membrankammer (8) ein Unterdruck besteht, der dazu führt, daß die Membran (9) an der Heizplatte (4) anliegt.

Die auf dem Werkstück (11) und den Gegendruckrahmen bzw. Grundrahmen (16) aufliegende Folie (14) hängt zwischen Werkstück (11) und Gegendruckrahmen (16), wie in Fig. 1 dargestellt durch.

In der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsphase befindet sich die erfindungsgemäße Presse (1) in geschlossenem Zustand, wobei der Innendruckrahmen (7) die Membrane (9) und die Folie (14) gegen den Gegendruckrahmen (16) preßt und dabei die Membrane (9) und die Folie (14) allseitig klemmend festlegt, so daß zwei luftdichte Kammern, d. h. Membrankammer (8) und Werkstückraum (15) entstehen.

Die der unteren Heizplatte (6) zugeordneten Luftdruckregelkolben (21) fahren dabei aus der in Fig. 1 dargestellten mittigen neutralen Position nun synchron entgegengesetzt auseinander, um im Luftsystem bzw. Kanalsystem (17, 18) sowie im damit über die Auslaßdüsen (19) in Verbindung stehenden Werkstückraum (15) so viel Überdruck zu erzeugen, wie erforderlich ist, um die Folie (14) leicht anzuheben, d. h. vom Werkstück (11) derart abzuheben, daß kein direkter Kontakt zwischen Folie (14) und Werkstück (11) besteht.

Die Luft im Kanalsystem (17, 18) und damit die aus den Zylindern (20) herangepreßte Luft wird durch die wenigstens teilweise Anordnung des Kanalsystems (17, 18) in der unteren Heizplatte (6) auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt, wobei zusätzlich zur schnelleren Temperaturnachregelung zwischen Luftdruckzylinder (20) und Kanalsystem (17, 18) Wärmetauscher (23) vorgesehen sind.

Durch diese Anordnung wird die Wärme direkt an die Folie (14) herangeführt, wobei, um einen entsprechenden Wärmeinhalt der im Werkstückraum (15) vorhandenen Luft konstant zu gewährleisten, die Luftdruckregelkolben (21) der unteren Zylinder (20) in eine pendelnde, d. h. in einem gleichen Relativabstand zueinander, in Blickrichtung Fig. 2 von links nach rechts und rechts nach links gelagerte Bewegung versetzt werden, so daß ständig entsprechend aufgeheizte Druckluft in den Werkstückraum (15) nachgeliefert wird und gleichzeitig die Folie (14) durch leichten Überdruck im Werkstückraum (15) in einem, in Fig. 2 dargestelltem angehobenen Zustand gehalten wird.

Durch die Pendelbewegung der Luftdruckregelkolben (21) wird bei z. B. einer nach in Blickrichtung Fig. 2 rechts gerichteten Pendelbewegung durch das Kanalsystem (17), dem Werkstückraum (15) erhitzte Luft zugeführt, während über das Kanalsystem (18) abgekühlte Luft abgeführt wird, um nach erneutem Aufheizen in der Heizplatte (6) durch eine rückläufige, d. h. nach links gerichtete Bewegung der Luftdruckregelkolben (21) dem Werkstückraum (15) erneut zugeführt zu werden, während dann entsprechend abgekühlte Luft über das Kanalsystem (17) dem Werkstückraum (15) entnommen wird. Zu einer Unterstützung dieses Heizvorganges sind Wärmetauscher (23) in das Kanalsystem (17, 18) integriert, die bei Bedarf ansteuerbar ausgestaltet sind, d. h. aktiviert werden können.

Die Luftdruckregelkolben (21) werden zweckmäßiger Weise durch doppelwirkende Hydraulikzylinder betätigt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, die die erfindungsgemäße Membranpresse (1) während der Preßphase darstellt, bewegen sich die Luftdruckregelkolben (21) der Zylinder (20) in der Preßphase aufeinander zu, bis maximal in ein einander zugewandten engsten Abstand, d. h. in Blickrichtung Fig. 3, in eine jeweils unmittelbar an die Betätigungsleitung (22) anliegende maximale Position. Sie werden somit zurückgefahren auf den hinteren Anschlag und erzeugen dadurch im Werkstückraum (15) einen Unterdruck um Lufteinschlüsse zwischen Werkstück (11) und Folie (14) zu vermeiden.

Die Luftdruckregelkolben (21) sind dabei allerdings stufenlos und können somit in jeder beliebigen Position vorkommen.

Die gesamte heiße, zuvor im Werkstückraum (15) befindliche Luft ist im Zuge der aufeinander zugewandten Bewegung der Luftregelkolben (21), d. h. im Zuge der Unterdruckbildung im Werkstückraum (15) zu einem Großteil in die Zylinder (20) gesaugt worden und wird hier für den nächsten Preßzyklus gespeichert, um die Wärme nicht zu verlieren.

Die Zylinder (20) und Rohrleitungen (17, 18) sind entsprechend wärmeisoliert um die vorhandene Wärme speichern zu können.

In einem besonderem Ausführungsbeispiel sind zur Unterstützung der Unterdruckerzeugung im Werkstückraum (15), in die Kanalsysteme (17, 18) Ventile eingebaut, die Kanalsysteme (17, 18) zu den Zylindern (20) absperren, um das Vakuum bzw. den Unterdruck durch einen analogen Zylindersatz oder eine Vakuumpumpe verstärken zu können.

Nachdem die Thermoplastfolie (14) durch die zuvor beschriebene Behandlung, d. h. durch unmittelbar zugeführte Heißluft plastifiziert und die auf dem Werkstück (11) befindliche Klebstoffuge aktiviert und die heiße Druckluft in der, ebenfalls zuvor beschriebenen Art und Weise abgesaugt wurde, liegt die Folie (14) in der in Fig. 3 dargestellten Art und Weise unmittelbar und direkt am Werkstück (11) an.

Die Membrankammer (8) wurde bereits, in der in Fig. 2 dargestellten Phase, d. h. in der Folien (14) Aufwärmphase durch eine Bewegung der, der oberen Heizplatte (4) über die Kanalsysteme (24, 25) zugeordneten und der damit verbundenen jeweiligen Hydraulikregelkolben (28) in aus der in Fig. 1 dargestellten Ruheposition entgegengesetzte Endposition aktiviert, d. h. in ihr ein Überdruck erzeugt, in dem die in den, der oberen Heizplatte (4) zugeordneten Zylinder (26, 27) befindliche Luft über die oberen Kanalsysteme (24, 25) in die Membrankammer (8) gedrückt wird, wobei die in die Membrankammer (8) gedrückte Luft, d. h. Druckluft mittels der oberen Heizplatte (4) und der teilweise darin angeordneten Kanalsysteme (24, 25) erhitzt wird.

Auch hier führen die beiden, der oberen Heizplatte (4) zugeordneten Kolben (27) dann eine, wie bereits zuvor für die, der unteren Heizplatte (6) zugeordneten Kolben (21) beschriebene Pendelbewegung aus, so daß dem Membranraum (8) stets neu aufgeheizte Druckluft zugeführt wird und gleichzeitig hervorgerufen durch die Pendelbewegung ein konstanter Druck in der Membrankammer (8) gehalten wird.

Dadurch, daß die Membrankammer (8) mit entsprechender Druckluft beaufschlagt wird, kommt es zu dem bekanntem Anpreßvorgang der Membran gegen die Folie (14) und damit zu dem ebenfalls bereits bekannten Anpressen der Folie (14) gegen das Werkstück (11).

Die Erhitzung der in der Membrankammer (8) befindlichen Druckluft dient lediglich dazu, die Temperatur an der Folie (14) und Klebstoffuge zu halten, nicht jedoch diese auf eine Betriebstemperatur zu erhitzen.

Nach Ablauf der Preßphase fahren die beiden Luftdruckregelungskolben (27) in die in Fig. 1 dargestellte Unterdruckposition, um die heiße Luft aus dem Membranraum (8), bzw. der Membrankammer (8) in den Zylindern (26) zu speichern und gleichzeitig durch die Erzeugung eines Unterdruckes die Membran (9) in direktem Kontakt zur oberen Heizplatte (4) zu verbringen.

Auch hier ist es möglich das Kanalsystem (24, 25) bei Bedarf mit jeweils einem Wärmetauscher (23) zu versehen, um so die Möglichkeit zu schaffen, bei Anfahren der Anlage (1) eine zusätzliche Aufheizung der der Membrankammer (8) zugeführten Druckluft zu erreichen und dadurch geringere Anlaufzeiten der Anlage zu ermöglichen.

Desweiteren ist es möglich, das, in Blickrichtung Fig. 1 bis 3, obere Zylindersystem (26, 27) durch einen Kompressor zu unterstützen, insbesondere in den Fällen, in denen bei bestimmten Einsätzen, d. h. bei Verwendung der Membranpresse (1) in Fällen, in denen mit höheren Drücken gearbeitet wird, als das System entsprechend seiner Auslegung der Zylinder (26) zu leisten vermag.

Desweiteren sind in den Innendruckrahmen (7) und/oder den Gegendruckrahmen (16) in einem besonderen Ausführungsbeispiel zusätzlich zwei Flachdüsen eingearbeitet, so daß bei Schließen der Presse (1) zwischen Membrane (9) und Folie (14) evtl. eingeschlossene Luft abgesaugt werden kann und desweiteren bei Öffnen der Presse (1) Trennluft zwischen die Membrane (9) und die Folie (16) eingeblasen werden kann, um die Membrane (9) leichter von der Folie (16) zu trennen, um die Zylindersysteme (20, 21) zu unterstützen.

Claims (19)

1. Membranpreßverfahren zum Beschichten eines Werkstückes mit einer thermoplastischen Folie, Furnier, sonstigem thermoplastischem Material oder nicht thermoplastischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die zur Aktivierung sowie Vernetzung des Klebstoffes und Plastifizierung der thermoplastischen Folie oder thermoplastischen Furniere oder des sonstigen thermoplastischen Materials oder nicht thermoplastischen Materialien notwendige Wärme unmittelbar durch Luftkonvektion an den Klebstoff und die Folie oder das Furnier oder das sonstige thermoplastische Material herangeführt wird und
• - das Preßverfahren anschließend durchgeführt wird.

2. Membranpresse, insbesondere Membranpresse zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei Heizplatten (4,6) mit einem durch die aufzubringende Folie (14) wenigstens teilweise gebildeten und einer ersten Heizplatte (6) zugeordneten Werkstückraum (15) und einer der zweiten Heizplatte (4) zugeordneten Kammer (8) mit wenigstens einer Einrichtung zur Steuerung der Druckverhältnisse im Werkstückraum (15) und wenigstens einer Einrichtung zur Steuerung der Druckverhältnisse in der Kammer (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der Druckverhältnisse im Werkstückraum (13) mit wenigstens zwei separate der Luftzu- und/oder Abführungen (17, 18) aufweisendes über Öffnungen mit dem Werkstückraum (13) in Verbindung stehendes Kanalsystem (17, 18) aufweist und daß das Kanalsystem (17, 18) mit Luftdruckregelzylinder (20, 21) in Wirkungseingriff stehend gekoppelt ist.

3. Membranpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem (17, 18) wenigstens teilweise in der ersten Heizplatte (6) angeordnet ist.

4. Membranpresse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der Druckverhältnisse in der Kammer (8) ein wenigstens zwei separate Luftzu- und/oder Abführungen (24, 25) aufweisendes über Öffnungen mit der Kammer (8) in Verbindung stehendes Kanalsystem (24, 25) aufweist und daß das Kanalsystem (24, 25) mit Druckluftregelzylinder (26, 27) in Wirkungseingriff stehend gekoppelt ist.

5. Membranpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem (24, 25) wenigstens teilweise in der zweiten Heizplatte (4) angeordnet ist.

6. Membranpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17, 18, 20, 21; 24, 25, 26, 27) einen Über- und/oder Unterdruck mit heißer und/oder kalter Luft sowie die Bewegung von heißer und/oder kalter Luft erzeugbar ausgestaltet ist.

7. Membranpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Luftzu- und Abführungen (17, 18; 24, 25) des Kanalsystems (17, 18; 24, 25) jeweils mit wenigstens einem separaten Luftdruckregelzylinder (20, 21; 26, 27) gekoppelt sind.

8. Membranpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den separaten Luftzu- und Abführungen (17, 18; 24, 25) des Kanalsystems (17, 18; 24, 25) gekoppelten Luftdruckzylinder (20, 21; 26, 27) synchron arbeitend ansteuerbar ausgestaltet sind.

9. Membranpresse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den separaten Luftzu- und Abführungen (17, 18; 24, 25) des Kanalsystems (17, 18; 24, 25) gekoppelten Luftdruckregelzylinder (20, 21; 26, 27) eine Relativbewegung zueinander durchführend ansteuerbar ausgestaltet sind.

10. Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kanalsysteme (17, 28; 24, 25) und in gekoppelte Luftdruckregelzylinder (20, 21; 26, 27) trennende Absperrventile vorgesehen sind.

11. Membranpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Luftdruckregelzylinder (20, 21; 26, 27) unterstützender und mit dem Kanalsystem (17, 18; 24, 25) gekoppelter Kompressor vorgesehen ist.

12. Membranpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor wahlweise zu- und abschaltbar ausgestaltet ist.

13. Membranpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Luftdruckzylinder unterstützende und mit dem Kanalsystem gekoppelte Vakuumpumpe vorgesehen ist.

14. Membranpresse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe wahlweise zu- und abschaltbar ausgestaltet ist.

15. Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdruckregelzylinder (20, 21; 26, 27) Warmluft speicherbar ausgestaltet sind.

16. Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kanalsystem (17, 18) mit dem Werkstückraum (13) verbindenden Öffnungen düsenartig ausgestaltet sind.

17. Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kanalsystem (24, 25) mit der Kammer (8) verbindenden Öffnungen düsenartig ausgestaltet sind.

18. Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalsystem (17, 18; 24, 25) Wärmetauscher (23, 24) aufweist.

19. Membranpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Luftzu- und Abführungen (17, 18; 24, 25) des Kanalsystems (17, 18; 24, 25) jeweils mit in Reihe geschalteten Luftdruckregelzylindern (20, 21; 26, 27) gekoppelt sind.