DE69834333T2

DE69834333T2 - Membranpresse

Info

Publication number: DE69834333T2
Application number: DE69834333T
Authority: DE
Inventors: Eugene Bogdan Ardeer KORYBUTIAK
Original assignee: Kory Dubay Manufacturing Australia Pty Ltd
Current assignee: Kory Dubay Manufacturing Australia Pty Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2018-02-21
Also published as: WO1998038033A1; DE69834333D1; EP1007339A4; JP2001513029A; JP3996206B2; ATE324250T1; US6250217B1; EP1007339B1; ES2263198T3; EP1007339A1; AUPO531397A0

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Membranpressen zum Thermolaminieren und insbesondere auf Verbesserungen bei Thermolaminier-Arbeitsabläufen, die Membranformpressen aufweisen.
Existierende Presstechnologien werden im Wesentlichen in zwei Typen unterteilt – (1) Tageslichtpressen, bei denen ein Pressen zwischen zwei starren Platten durchgeführt wird; und (2) Membranpressen, die auch als Membranpressen oder als membranlose Pressen bekannt sind, bei denen ein Gegenstand oder ein Werkstück zwischen einer flexiblen Oberfläche und einer starren Platte oder zwischen zwei flexiblen Oberflächen gepresst wird. Bei Membranpressen dichtet die Membran eine Kammer ab, die unter Druck gesetzt werden kann. Wenn die Kammer unter Druck gesetzt wird, passt sich die Membran der Form des Werkstücks an. Zusätzlich kann über eine belüftete untere Andruckplatte Unterdruck an die andere Seite des Werkstücks angelegt werden.
Wenn die Größe des Gegenstands oder des Werkstücks zunimmt, wird es schwieriger, die Qualität aufrecht zu erhalten. Dies spiegelt sich in der zunehmenden Ausschussrate wieder, die durch irreparable Knicke oder Falten bei der Oberflächenendfertigung verursacht wird, die durch die Membranpresse ausgeübt wird. Die Zunahme der Ausschussrate verursacht erhebliche wirtschaftliche Kosten. Beispiele, bei denen das Risiko eines Knickens oder Faltens hoch ist, beinhalten mittlere bis große Werkstücke (z. B. 1200 mm–2400 mm oder länger), ungleichmäßige oder perforierte Komponenten (z. B. Rahmen), Thermofolien, die wegen des Typs, der Abmessung oder der Freigabe von inneren Verarbeitungsspannungen instabil sind, wenn sie Wärme ausgesetzt werden, hygroskopische Materialien, die instabil werden, wenn sie mit einer nassen, wasserbasierten Klebenaht in Kontakt kommen (wodurch Welligkeit verursacht wird) (z. B. Furnier oder Papier), und frei stehende Bestandteile, die gerade sein müssen, nachdem Aushärtungsprozesstemperaturen und Wärmebeständigkeit erzielt worden sind (z. B. 2400 mm hohe Speisekammertüren oder Paneele).
EP 0749824 A2 offenbart eine Schweißpresse mit heißer Andruckplatte zum Verkleben thermoplastischer Schichten, die obere und untere Andruckplatten-Baueinheiten aufweisen, bei denen jede Andruckplatten-Baueinheit einen Membransatz aus zwei nachgiebigen Membranen enthält.
Eine Formgebungsmaschine mit einer Membran ist vom Dokument US-A-3 284 858 bekannt.
Derzeit verwendete Membranpressen weisen keine Membran auf, die flexibel oder starr sein kann. Es wurde entdeckt, dass es möglich ist, eine Membran zu schaffen, die nach Bedarf flexibel oder starr sein kann. Dies wurde dadurch erzielt, dass an der von dem Werkstück abgewandten Seite der Membran eine Andruckplatten-Baueinheit eingebaut wurde, die unabhängig von dem Kombinationsrahmen (auch als"L"-Rahmen bekannt) und/oder weiteren Rahmen, Tabletts, Tischen oder Förderbändern der Presse und relativ dazu bewegt werden kann, und die die Membran mit dem Werkstück in Kontakt bringen kann. Eine derartige Andruckplatten-Baueinheit kann eine belüftete Heizplatte aufweisen, die nach Bedarf die Anwendung von Wärme und Druck auf das Werkstück über die Membran ermöglicht. Teile der Oberflächen der Andruckplatten-Baueinheit der Erfindung und des Kombinationsrahmens stellen einen formschlüssigen Kontakt her, wenn die Andruckplatten-Baueinheit zurückgezogen wird, und sie werden zusammengehalten oder verriegelt, um eine Dichtung auszubilden. Dies hat eine Wiederherstellung der Kammer der Presse zur Folge, und die Presse arbeitet hierauf als eine normale Membranpresse, bei der Wärme, Druck und Unterdruck gemäß der derzeitigen Technologie angewendet werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine multifunktionale Membranpresse geschaffen, die eine obere und eine untere Andruckplatten-Baueinheit, die durch eine flexible Membran getrennt sind, aufweist, wobei eine der Andruckplatten-Baueinheiten zwischen einer ersten Position, in der diese eine der Andruckplatten-Baueinheiten nicht mit der flexiblen Membran in Kontakt ist, und einer zweiten Position, in der die flexible Membran mit dieser einen der Andruckplatten-Baueinheit in Kontakt ist, um eine starre Membran zu schaffen, beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser ersten Position diese eine der Andruckplatten-Baueinheiten mit einem Rahmen der multifunktionalen Membranpresse und mit der Membran zusammenwirkt, um eine Druckkammer zu schaffen, wobei die flexible Membran mit einem zwischen die flexible Membran und die andere der Andruckplatten-Baueinheiten eingeschobenen Werkstück in Kontakt gelangen kann, was ermöglicht, dass sich die flexible Membran an die Umrisse des Werkstücks anschmiegt. Vorzugsweise wird die eine der Andruckplatten-Baueinheiten durch hydraulische Mittel bewegt.
Vorzugsweise kann die eine der Andruckplatten-Baueinheiten entweder in der oberen oder in der unteren Hälfte der Presse eingebaut werden. Alternativ können zwei unabhängig voneinander bewegliche Andruckplatten-Baueinheiten in der Presse eingebaut werden, eine in jeder Hälfte. Es ist auch möglich, dass mehr als eine unabhängig bewegliche Andruckplatten-Baueinheit in jeder Hälfte der Presse eingebaut wird.
Vorzugweise weist jede Andruckplatten-Baueinheit eine Platte, die nachfolgend als Kissen bezeichnet wird, Heizmittel und ein belüftetes Wärmeaustauschmittel auf. Vorzugsweise ist die Platte aus Stahl hergestellt.
Wenn eine unabhängig bewegliche Andruckplatten-Baueinheit in der oberen Hälfte einer Membranpresse eingebaut ist, stellt sie eine starre Oberfläche bereit, die durch Anheben oder Absenken der Andruckplatten-Baueinheit in der oberen Hälfte der üblicherweise flexiblen Presse einstellbar ist, ohne Teile von der Presse entfernen oder zu ihr hinzufügen zu müssen. Ein Zurückziehen, Abdichten und/oder Verriegeln der unabhängig beweglichen Andruckplatten-Baueinheit gegenüber der Lippe des Kombinationsrahmens ermöglicht einen normalen Membranpressebetrieb.
Ein erheblicher Vorteil besteht darin, dass mit der starren Oberfläche, die durch die abgesenkte unabhängig bewegliche Andruckplatten-Baueinheit bereitgestellt wird, ein Werkstück an der Oberfläche flach gepresst werden kann, und bei Bedarf unmittelbar danach einem flexiblen 3-D-Pressen unterworfen werden kann. Dies ist besonders nützlich beim Pressen großer oder ungewöhnlicher Gegenstände, oder dort, wo sich die Materialien der Oberflächenbeschichtung im Typ, in der Abmessung, in der thermischen Stabilität oder wegen Memory-Effekten ändern, oder dort, wo eine Instabilität die Ebenheit beeinträchtigt, wie etwa dort, wo ein hygroskopisches Material wie Furnier mit einer nassen Klebenaht in Kontakt gelangt. Eine erhebliche Verringerungen der Verluste wegen eines Knickens von Oberflächenbeschichtungen während des Pressverfahrens kann durch Flachpressen mit starrer Membran von einer Oberflächenbeschichtung bei ebenen Oberflächen des Gegenstands oder Werkstücks vor einem schnellen Wechsel zu einem flexiblen 3D-Pressen erzielt werden, um die Formgebung und das Verkleben der Oberflächenbeschichtung bei den Oberflächen des Gegenstands oder Werkstücks zu vervollständigen.
Um die Erfindung besser verständlich zu machen, wird nun auf die schematischen Veranschaulichungen einer Ausführungsform der Erfindung verwiesen, in der:
1 einen Schnitt durch eine Presse mit einer unabhängig beweglichen Andruckplatten-Baueinheit in einer abgesenkten Position zeigt; und
2 die gleiche Ansicht ist, die die Presse zeigt, die als eine Membranpresse mit flexibler Membran verwendet wird.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein eine Membranpresse. Die Presse 10 nutzt einen Drucksack oder einen Balg 12 unter einem unteren Kissen 14, das vorzugsweise aus Stahl geformt ist. Die Druckquelle kann Luft oder Hydraulik sein. Die Oberseite eines unabhängig beweglichen Kissens 16 einer unabhängig beweglichen Andruckplatten-Baueinheit ist an Wellen 18 von (nicht gezeigten) Kolben von hydraulischen Zylindern 20 angebracht, wobei die Kolben nach Bedarf abgesenkt oder zurückgezogen werden können. Eine Isolationslage 22 ist an der Unterseite des Kissens 16 befestigt, um das Kissen 16 gegenüber Heizmitteln 24 zu isolieren. Ein belüftetes Wärmeaustauschmittel 26 ist an der Unterseite der Heizmittel 24 befestigt. Die hydraulischen Zylinder 20 sind an einem Rahmen 28 unabhängig von einem Kombinationsrahmen 30 der Presse 10 angebracht. Wenn die Kolben abgesenkt werden, wird die unabhängig bewegliche Andruckplatten-Baueinheit (die durch ein Kissen 16, eine Isolationslage 22, Heizmittel 24 und ein belüftetes Wärmeaustauschmittel 26 gebildet wird) abgesenkt und gelangt einer Membran 32 in Kontakt, um eine so genannte "starre Membran" zu schaffen. Dies ermöglicht ein Flachpressen eines Werkstücks, das üblicherweise auf einer (nicht gezeigten) Basisplatte in der Kammer 34 über unteren belüfteten Wärmeaustauschmitteln 36 angeordnet ist. Entsprechend ist die Oberseite des Bodenstahlkissens 14 mit einer unteren Isolationslage 40 bedeckt, die das Kissen 14 gegenüber unteren Heizmitteln 38 isoliert. Die Bezugszeichen 42 und 44 bezeichnen jeweils das Beladungstablett und einen Abschnitt des festen oder beweglichen Rahmens der Presse 10, während das Bezugszeichen 46 das Basiskissen der Presse bezeichnet.
2 zeigt ein Zurückziehen der Andruckplatten-Baueinheit, um eine flexible Standard-Membranpresse zu schaffen. Die Dichtung 48 zwischen der Oberseite des Kissens 16 und dem Kombinationsrahmen 30 hat die Ausbildung einer unter Druck setzbaren Kammer 50 wie in herkömmlichen Membranpressen zur Folge.
Wenn die Presse mit einer spritzbaren Klebenaht verwendet wird, die auch als Klebemittel bezeichnet wird, wird die Oberfläche, bzw. werden die Oberflächen des zu bearbeitenden Werkstücks durch die Spritzaufbringung einer Qualitätsklebenaht abgedichtet, wobei Änderungen in den Absorptionsraten berücksichtigt werden müssen, und es wird ermöglicht, dass sie laut Herstellerangaben bündig ist, bzw. bündig sind.
Eine Vorbereitung der Standard-Haltevorrichtung, der Basisplatte und der Folie kann hierauf vollendet werden. Das Werkstück kann hierauf erneut mit einer gleichmäßigen Klebstoffschicht beschichtet und getrocknet werden, oder es kann mit einer nass klebenden Beschichtung eines Klebstoffs auf der Basisplatte angeordnet werden, woraufhin es mit der Folie bedeckt wird, die daran befestigt werden soll. Alternativ kann eine Reihe trockenen Klebstoffs zwischen der Folie und dem Werkstück angeordnet werden, oder das Werkstück kann mit einer Folie mit selbstklebender Rückseite bedeckt werden.
Dieser resultierende Aufbau kann mittels des Tabletts, des Tischs oder Förderbands in die Druckkammer eingeschoben werden, die daraufhin geschlossen wird.
Ein geeigneter Zyklus für den Betrieb der Presse wird gewählt. Dieser Zyklus enthält die Schritte, in denen veranlasst wird, dass die unabhängig voneinander beweglichen Andruckplatten über die Membran mit der Oberfläche der Komponente entweder einmal oder mehrere Male für zuvor festgelegte Zeiten in Kontakt gelangen. Im Ergebnis wird die Folie fest an dem Werkstück befestigt. Während dieser Stufe ist kein Luftdruck in der Kammer erforderlich. Die unabhängig bewegliche Andruckplatten-Baueinheit wird hierauf zurückgezogen und verriegelt und mit dem Kombinationsrahmen abgedichtet und Standard-Presszyklen werden nach Bedarf fortgesetzt. Da die Folie fest an allen Oberflächen des Werkstücks befestigt ist, wird das Risiko eines Knickens währen eines Vorheizens und einer endgültigen Formgebung erheblich verringert.
Selbstverständlich können innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche Änderungen und Abwandlungen bei der beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden.

Claims

Multifunktionale Membranpresse, die eine obere und eine untere Andruckplatten-Baueinheit (16, 22, 24, 26; 14, 40, 38, 36), die durch eine flexible Membran (32) getrennt sind, aufweist, wobei eine der Andruckplatten-Baueinheiten (16, 22, 24, 26) zwischen einer ersten Position, in der diese eine der Andruckplatten-Baueinheiten nicht mit der flexiblen Membran in Kontakt ist, und einer zweiten Position, in der die flexible Membran mit dieser einen der Andruckplatten-Baueinheit in Kontakt ist, um eine starre Membran zu schaffen, beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser ersten Position diese eine der Andruckplatten-Baueinheiten (16, 22, 24, 26) mit einem Rahmen (30) der multifunktionalen Membranpresse und mit der Membran (32) zusammenwirkt, um eine Druckkammer (50) zu schaffen, wobei die flexible Membran (32) mit einem zwischen die flexible Membran und die andere der Andruckplatten-Baueinheiten (14, 40, 38, 36) eingeschobenen Werkstück in Kontakt gelangen kann, was ermöglicht, dass sich die flexible Membran an die Umrisse des Werkstücks anschmiegt.
Multifunktionale Membranpresse nach Anspruch 1, bei der diese eine der Andruckplatten-Baueinheiten (16, 22, 24, 26) Dichtungsmittel (48) aufweist, die mit dem Rahmen (30) zusammenwirken, um eine Fluiddichtigkeit der Druckkammer (50) zu gewährleisten.
Multifunktionale Membranpresse nach Anspruch 1 oder 2, bei der die eine der Andruckplatten-Baueinheiten (16, 22, 24, 26) durch hydraulische Mittel (20) bewegt wird.
Multifunktionale Membranpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede der Andruckplatten-Baueinheiten (16, 22, 24, 26; 14, 40, 38, 36) eine Platte oder ein Kissen (16; 40), ein Heizmittel (24; 38) und ein belüftetes Wärmeaustauschmittel (26; 36) aufweist.
Multifunktionale Membranpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die andere der Andruckplatten-Baueinheiten (14, 40, 38, 36) auf einem Drucksack oder einem Balg (12) angeordnet ist.
Multifunktionale Membranpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die andere der Andruckplatten-Baueinheiten (14, 40, 38, 36) beweglich ist.