[0001] Die Erfindung betrifft eine Plattenpresse zur Herstellung von ober- und/oder unterseitig
mit Vergütungsfolien oder Furnieren beschichteten plattenförmigen Produkten, insbesondere
Span-, Sperrholz- oder Faserplatten, mittels zusammenfahrbarer beheizbarer und kühlbarer
Pressplatten, die innere Kanäle zur Durchleitung einer Heiz- oder Kühlflüssigkeit
aufweisen.
[0002] Bei derartigen Produkten werden zur Verbindung der einzelnen Lagen thermisch reagierende
Kleber verwendet. Deshalb benötigt man beheizbare Pressplatten, die die erforderliche
Prozesswärme in möglichst kurzer Zeit und mit ausreichend gleichmäßiger flächiger
Temperatur- und Druckverteilung auf das Produkt übertragen.
[0003] Speziell für die Herstellung von melaminbeschichteten Platten werden hohe Anforderungen
an die Prozesstemperatur-Führung gestellt, denn die Qualität der Klebeverbindung und
damit des Endproduktes wird wesentlich von den Schwankungen der Prozesstemperatur
während des Pressvorganges bestimmt.
[0004] Wesentlich ist außerdem eine möglichst gleichmäßige Anpressung der Pressplatten auf
die Produktfläche. Daher sind die Pressplatten an ihrer dem Produkt zugewandten Seite
meist noch mit einem Presspolster bestückt und auf diesem Presspolster liegt dann
das mit dem Produkt in Anlage kommende Pressblech.
[0005] Die Pressplatten sind im allgemeinen sehr großformatig, nämlich einige Meter lang
und breit. Daher sind mehrere nebeneinander angeordnete Pressstempel notwendig, um
den erforderlichen Anpressdruck zwischen Pressplatte und Produkt zu erzeugen. Aus
dem gleichen Grund müssen die Pressplatten sehr massiv ausgeführt sein, beispielsweise
mit einer Dicke von 12 cm bis 20 cm, damit sie sich während des Pressvorganges nicht
verformen sondern über möglichst die gesamte Oberfläche der Pressplatte die gleiche
Anpressung auf das Produkt erzeugen.
[0006] Eine Plattenpresse mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 ist durch
die EP 864 414 bekannt geworden. Dabei besteht jede Pressplatte aus einer relativ
dünnen, flexiblen Frontplatte, die von Heizkanälen durchquert ist und aus einer hinteren,
dickwandigen massiven Platte, die von Kühlkanälen durchquert ist. Zwischen den beiden
genannten Platten befinden sich plastische und thermisch isolierende Zwischenschichten.
Durch die Flexibilität der dünneren vorderen Platte und das Kompensationsvermögen
der elastischen Zwischenschicht soll eine gleichmäßige Druckverteilung über der Produktoberfläche
erreicht werden.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckverteilung entlang
der Produktoberfläche, aber außerdem auch die Temperaturkonstanz in den produktnahen
Bereichen der Pressplatten zu verbessern. Diese Verbesserung soll insbesondere auch
im nichtstationären Betrieb, das heißt bei Produktionsunterbrechungen, Störungen und
beim Wiederanfahren der Plattenpresse zum tragen kommen.
[0008] Die Erfindung geht dabei von folgender Erkenntnis aus: Je nach Wärmedurchgangskoeffizient
zwischen Pressplatte und Produkt, wobei auch Presspolster und Pressbleche zu berücksichtigen
sind, muss für die auf das Produkt zu übertragende Wärmemenge ein Temperaturgefälle
zwischen Heizflüssigkeit und Produktoberfläche in der Größenordnung von 50° zur Verfügung
gestellt werden, wobei etwa die Hälfte dieses Temperaturgefälles im Bereich der Pressplatte
liegt.
[0009] Kommt es nun beim Betrieb der Plattenpresse zu Taktunterbrechungen, etwa durch Störungen,
durch Pausen oder Produktionsstop, so kann das Produkt die Prozesswärme aus den Heizkanälen
nicht mehr abziehen. Dies führt zu einer unerwünschten Aufheizung der Pressplatte
an ihrer dem Produkt zugewandten Seite. Diese Aufheizung lässt sich auch dadurch nicht
vermeiden, dass bei Taktunterbrechung sofort die Zufuhr von äußerer Heizenergie gestoppt
wird.
[0010] Wird die Anlage wieder angefahren, bevor die beschriebene Aufheizung abgeklungen
ist, werden die ersten Prozesstakte mit zu hoher Temperatur gefahren und die Produkte
sind mangelhaft.
[0011] Zur Beseitigung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Kanäle
für die Heiz- und Kühlflüssigkeit in ein- und derselben Pressplatte angeordnet sind,
dass diese Kanäle über Mischventile wahlweise sowohl an einen Heizkreislauf als auch
an einen Kühlkreislauf anschließbar sind und dass der Kühlkreislauf ein eigenes Kühlaggregat
aufweist. Dabei soll der Begriff "ein- und dieselbe Pressplatte" bedeuten, dass die
Kanäle nicht wie im bekannten Fall durch eine zwischengeschaltete Isolierung thermisch
voneinander getrennt sind, wobei die Pressplatte aber durchaus mehrlagig aufgebaut
sein kann.
[0012] Durch die erfindungsgemäßen Merkmale werden mehrere Effekte erzielt: Zum einen kann
der im Störbetrieb auftretenden unerwünschten Aufheizung aktiv entgegengewirkt werden,
indem die Kanäle sofort mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden. Dazu werden die genannten
Mischventile durch einen Regler entsprechend umgeschaltet.
[0013] Zum anderen gestattet dieses System dann, wenn getrennte Kanäle für die Heiz- und
die Kühlflüssigkeit in der Pressplatte zur Verfügung stehen, eine wesentlich genauere
Temperaturführung an der produktfernen Seite der Pressplatte: Die Temperatur kann
dort auf einen Mittelwert eingestellt werden, der etwa dem Temperaturverlauf der Pressplatte
an der Produktseite entspricht. Dies hat zur Folge, dass über die Taktzeit gesehen
die Pressplatte an ihrer dem Produkt zugewandten Seite die gleiche Temperatur hat
wie an ihrer dem Produkt abgewandten Seite. Verwölbungen der Pressplatte aufgrund
Temperaturdifferenzen zwischen Oberseite und Unterseite sind dadurch ausgeschlossen.
Daraus resultiert eine wesentlich gleichmäßigere Druckverteilung an der Produktoberfläche.
[0014] Bei getrennten Kanälen empfiehlt es sich, dass diese im Gegenstrom durchströmt werden,
damit der Temperaturgradient zwischen den Heiz- und den Kühlkanälen annähernd gleich
bleibt.
[0015] Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung bei geringeren Anforderungen an die Produktqualität
oder aus Kostengründen anstelle zweier separater Kreisläufe für die Heiz- und Kühlflüssigkeit
nur ein gemeinsames Kanalsystem in der Pressplatte anzuordnen, das je nach Betriebsbedingungen
von Heiz- oder Kühlflüssigkeit durchströmt wird.
[0016] Hinsichtlich der Positionierung der Mischventile empfiehlt es sich, dass sie für
die produktseitig angeordneten Kanäle an deren Eingangsseite angeordnet sind. Zweckmäßig
handelt es sich dabei um Mehrwegventile, damit bei Bedarf sofort wärmere oder kühlere
Wärmeträgerflüssigkeit beigemischt werden kann.
[0017] Des weiteren empfiehlt es sich, auch an der Ausgangsseite der Heiz- und/oder Kühlkanäle
Mehrwegventile anzuordnen. Dadurch kann bei getrennten Kanälen für die Heiz- und Kühlflüssigkeit
ein mehr oder weniger großer Teil der produktseitig austretenden Heizflüssigkeit direkt
dem Eingang des gegenseitigen Kühlkreislaufes beigemischt werden, während der restliche
Teil des produktseitigen Rücklaufes in den Heizkreislauf zur Wiedererwärmung geleitet
wird. Diese Anordnung der Mehrwegventile beschleunigt das Erreichen der vorgegebenen
Solltemperaturen.
[0018] Bei einkanaliger Ausführung bietet die Anordnung von Mehrwegventilen am Ausgang der
Heizplatten den Vorteil, dass schon frühzeitig entschieden wird, welcher Teil des
Rücklaufes dem Kühlkreislauf und welcher Teil dem Heizkreislauf zugeführt werden soll.
[0019] Die Steuerung der Mischventile erfolgt vorzugsweise über Sensoren, die eine Verformung
im Sinne einer Krümmung der Pressplatte erfassen, wobei diese Verformung durch einen
Regler minimiert wird. Dabei kann die Verformung der Pressplatte direkt durch eine
Positionsmessung oder indirekt durch Berücksichtigung der Temperaturdifferenz zwischen
Ober- und Unterseite der Pressplatte erfasst werden.
[0020] Schließlich empfiehlt es sich, dass der Regler für die Steuerung der Mischventile
an eine Programmsteuerung angeschlossen ist, die bei Betriebsunterbrechungen der Presse
die Temperatur der Flüssigkeit in den Kanälen sofort herunterfährt, so dass die eingangs
beschriebene Überhitzung von vornherein ausgeschlossen ist.
[0021] Das erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass durch
gezielte Temperatursteuerung im Heiz- und/oder Kühlkreislauf eine unerwünschte Aufheizung
der Pressplatte an ihrer dem Produkt zugewandten Seite dadurch ausgeschlossen wird,
dass die Kanäle über Mischventile wahlweise sowohl an einen Heizkreislauf als auch
an einen Kühlkreislauf angeschlossen werden können. Bei der zweikanaligen Ausführung
der Pressplatten außerdem dadurch, dass der Temperaturgradient zwischen der Produktseite
und der Gegenseite einer jeden Heizplatte durch entsprechende Temperatursteuerung
im Heizkreislauf und im Kühlkreislauf minimiert wird, so dass keine Verformung der
Platte im Sinne einer Krümmung derselben eintreten kann.
[0022] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; dabei zeigt
Figur 1 einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine Plattenpresse mit ihrem Beschicksystem;
Figur 2 den erfindungsgemäßen Heiz- und Kühlkreislauf im Einkanalsystem;
Figur 3 den erfindungsgemäßen Heiz- und Kühlkreislauf im Zweikanalsystem.
[0023] Man erkennt in Figur 1 einen Ausschnitt einer Plattenpresse, bestehend aus zumindest
einem aufrechtstehenden Pressenrahmen 1, der eine untere Pressplatte 2 mit einem daraufliegenden
unteren Presspolster 3 und unteren Pressblech 4 trägt. In dem dargestellten Betriebszustand
wird das zu verpressende Produkt 5 in Form eines Paketes aus mehreren Lagen von einem
beidseits angeordneten, an sich bekannten Beschicksystem 6 auf das untere Pressblech
4 abgeworfen.
[0024] Im Abstand oberhalb der unteren Pressplatte 2 und des Werkstückpaketes 5 erkennt
man die vertikal verfahrbare obere Pressplatte 7, die an ihrer Unterseite wiederum
ein Presspolster 8 und darunter ein Pressblech 9 trägt.
[0025] Die obere Pressplatte 7 ist an mehreren Hydraulikstempeln 10 und 11 montiert, die
für den eigentlichen Pressvorgang verantwortlich sind.
[0026] Im Inneren der beiden Pressplatten 2 und 7 befinden sich Strömungskanäle 12 bzw.
13a und 13b, die mit Heiz- oder Kühlflüssigkeit, im allgemeinen mit Wärmeträger-Öl,
beschickt werden. Die Strömungskanäle laufen mäanderförmig über fast die gesamte Länge
und Breite der beiden Pressplatten, wobei im Fall der unteren Pressplatte nur ein
durchgehender Strömungskanal 12 vorliegt, im Fall der oberen Pressplatte 7 jedoch
zwei voneinander getrennte Strömungskanäle, ein unterer Strömungskanal 13 und ein
oberer Strömungskanal 13a. In der Praxis wird man meist das gleiche Kanalsystem für
beide Pressplatten vorsehen, also entweder beide Platten im Einkanalsystem oder beide
Platten im Zweikanal-System. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, die Strömungskanäle
nicht direkt in den Pressplatten anzuordnen, sondern in Heizplatten, die dann ihrerseits
auf der dem Produkt zugewandten Seite an den Pressplatten montiert sind.
[0027] Ebenso ist es möglich, die Heiz- oder Pressplatten mehrlagig auszubilden, insbesondere
die Strömungskanäle durch Zwischenlagen zu bilden. Wesentlich ist aber bei der zweikanaligen
Ausführung, wie sie an der oberen Pressplatte 7 dargestellt ist, dass keine Isolierschichten
zwischen den Kanälen 13 und 13a angeordnet sind.
[0028] Meist weisen die Strömungskanäle eine Vielzahl parallel geschalteter Äste auf, um
eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erreichen.
[0029] Wesentlich ist noch, dass die beiden Pressplatten 2 und 7 jeweils mit Wegsensoren
32a, 32b bzw. 33a und 33b korrespondieren. Diese Wegsensoren haben die Aufgabe, eine
eventuelle Verformung der Platte im Sinne einer Wölbung zu erfassen. Sie können nahe
den Außenrändern der Platten angeordnet sein, um eine definierte Randposition zu messen,
die dann mit einem Sollwert verglichen wird - und zwar bei einer Plattenposition,
wo der Pressvorgang noch nicht stattfindet, vorzugsweise bei ganz geöffneter Presse.
[0030] Die Versorgung der Strömungskanäle mit Heiz- bzw. Kühlmittel geht aus den Figuren
2 und 3 hervor, wobei zunächst auf das Ein-Kanal-System gemäß Figur 2 eingegangen
wird.
[0031] Wie man sieht, sind die Heizplatten 2 und 7 mit ihren Kanälen 12 bzw. 13 jeweils
linksseitig an eine Leitung 14 bzw. 15 angeschlossen, durch die Heiz- oder Kühlmittel
zu den Platten 2 bzw. 7 gelangt. Dazu sind die Leitungen 14 und 15 jeweils an eine
Pumpe 16 bzw. 17 angeschlossen, der jeweils ein Dreiwege-Mischventil 18 bzw. 19 vorgeschaltet
ist. Diese Mischventile sind ihrerseits über Leitungen 20 bzw. 21 an den Vorlauf des
Heizkreislaufes und über Leitungen 22 bzw. 23 an den Rücklauf der Pressplatten 2 bzw.
7, zusätzlich aber auch an den Vorlauf des rechts dargestellten Kühlkreislaufes angeschlossen.
[0032] Der Kühlkreislauf besteht aus zwei Kühlern 24 und 25, die aber auch in einer Baueinheit
zusammengefasst werden können. Dabei handelt es sich zweckmäßig um Rohr-Wärmetauscher,
die, wie angedeutet, durch Kaltwasser gekühlt werden. Selbstverständlich können aber
auch andere Kühl-Aggregate verwendet werden. Die Kühler sind jeweils über Pumpen 26
bzw. 27 an ein Dreiwege-Mischventil 28 bzw. 29 angeschlossen, das in den Rücklauf
der Press- oder Heizplatte 7 bzw. 2 eingebaut ist.
[0033] Das beschriebene Fließschema erlaubt es, die beiden Press- oder Heizplatten 2 und
7 wahlweise je nach Stellung der Mischventile 18, 19, 28, 29 mit Flüssigkeiten stark
unterschiedlicher Temperatur zu beaufschlagen, beispielsweise zum raschen Anfahren
durch Flüssigkeit ausschließlich aus dem Heiz-Kreislauf über die Leitungen 20 und
21, während des Normalbetriebes überwiegend durch die Rücklaufflüssigkeit in den Leitungen
22 und 23 unter geringer Beimischung von Flüssigkeit aus den Leitungen 20 und 21,
bei Betriebsunterbrechungen hingegen allein durch Flüssigkeit aus dem Kühlkreislauf,
indem der gesamte Rücklauf aus den Pressplatten 2 und 7 durch entsprechende Stellung
der Mischventile 28 und 29 durch die Kühler 24 und 25 geleitet wird.
[0034] Die Steuerung der Mischventile erfolgt durch Temperaturmessung in den Vorlaufleitungen
14 und 15 einerseits und an repräsentativen Punkten T der Pressplatten 2 und 7 andererseits.
Diese Temperaturwerte werden einem programmgesteuerten Regler 30 bzw. 31 zugeführt,
der die Einstellung der vier genannten Mischventile bewirkt.
[0035] Figur 3 zeigt den Heiz- und Kühlkreislauf im Zweikanal-System. Einander entsprechende
Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 2. Der wesentliche
Unterschied besteht darin, dass in den Press- oder Heizplatten 2 und 7 getrennte Strömungskanäle
angeordnet sind, nämlich jeweils ein Strömungskanal 13, der nahe der Produktseite
der Pressplatte 2 und 7 verläuft und jeweils ein Strömungskanal 13a, der vertikal
versetzt an der Gegenseite, also an der produktabgewandten Seite, verläuft. Dabei
ist der produktseitige Strömungskanal 13 normalerweise mehr oder weniger an den Heiz-Kreislauf,
der auf der Gegenseite verlaufende Strömungskanal 13a mehr oder weniger an den Kühlkreislauf
angeschlossen. Deshalb werden im folgenden die produktseitigen Kanäle als Heizkanäle,
die gegenseitigen Kanäle als Kühlkanäle bezeichnet, obwohl je nach Betriebszustand
auch umgekehrte Verhältnisse vorliegen können.
[0036] Außerdem sind im Unterschied zu Figur 2 jeweils zwei Mischventile 28, 28a und 29,
29a in die genannten Heiz- bzw. Kühlkanäle eingebaut, im Ausführungsbeispiel im Rücklauf
der Heizkanäle und im Vorlauf der Kühlkanäle, wobei die Heizkanäle im Gegenstrom zu
den Kühlkanälen derselben Pressplatte verlaufen.
[0037] Die Mischventile 28 und 28a der Pressplatte 7 sind wiederum als Dreiwege-Ventile
ausgebildet und aneinander angeschlossen, so dass die Kanäle 13 und 13a wahlweise
mit Heiz- oder Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden können. So ist es beispielsweise
zum raschen Aufheizen der Pressplatten beim Anfahren der Anlage möglich, die von der
Pumpe 16 bzw. 17 gelieferte Heizflüssigkeit nach Durchströmen der Produktseite sofort
im Rücklauf der Gegenseite zuzuführen. Umgekehrt ist es bei einer Betriebsunterbrechung
möglich, beide Kanalebenen 13 und 13a mit Kühlwasser zu beaufschlagen und somit jede
Aufheizung zu unterbinden.
[0038] Der Hauptvorteil des Zweikanal-Systems besteht aber darin, dass Temperaturdifferenzen
zwischen Produktseite und Gegenseite der Press- oder Heizplatte ausgeschlossen werden
können, weil durch gezielte Kühlung an der Gegenseite die gleiche Temperatur wie an
der Produktseite aufrechterhalten werden kann. Dazu werden an beiden Heizplatten an
der Produktseite wie auch an der Gegenseite die Temperaturen, wie durch die Symbole
T angedeutet, gemessen und den Reglern 30 bzw. 31 zugeführt.
[0039] Alternativ oder zusätzlich kann eine Wölbung der Heizplatten durch Sensoren - in
Figur 3 durch die Symbole S angedeutet.- erfasst und der Messwert ebenfalls an den
Regler 30 bzw. 31 weitergegeben werden, damit durch entsprechende Steuerung Mischventile
16, 17, 28, 28a, 29 und 29a die Kanäle 13 und 13a mit solchen Temperaturen beaufschlagt
werden, dass Verwölbungen der Pressplatten aufgrund von Temperaturdifferenzen zwischen
Produktseite und Gegenseite und dadurch bedingte Veränderungen im Anpressdruck ausgeschlossen
werden.
1. Plattenpresse zur Herstellung von ober- und/oder unterseitig mit Vergütungsfolien
oder Furnieren beschichteten plattenförmigen Produkten mittels zusammenfahrbarer beheizbarer
und kühlbarer Pressplatten (2, 7), die innere Kanäle (12, 13, 13a) zur Durchleitung
einer Heiz- und/oder Kühlflüssigkeit aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kanäle (12, 13, 13a) für die Heiz- und/oder Kühlflüssigkeit in ein- und derselben
Pressplatte ohne zwischengeschaltete Isolierungslagen angeordnet sind, dass diese
Kanäle über Mischventile (16, 17, 28, 28a, 29, 29a) wahlweise sowohl an einen Heizkreislauf
als auch an einen Kühlkreislauf anschließbar sind und der Kühlkreislauf ein eigenes
Kühlaggregat (24, 25) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass getrennte Kanäle (13, 13a) an der produktnahen Seite bzw. der produktabgewandten
Seite der Pressplatte (7) angeordnet sind und erstere überwiegend für Heizflüssigkeit,
letztere überwiegend für Kühlflüssigkeit bestimmt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei getrennten Kanälen (13, 13a) in der Pressplatte (7) diese im Gegenstrom durchströmt
werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass gemeinsame Kanäle (12) für Heiz- und Kühlflüssigkeit in der Pressplatte (2) angeordnet
sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischventile (18, 19) zumindest überwiegend als Dreiwege-Ventile ausgebildet
sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischventile (18, 19) für die produktseitig verlaufenden Kanäle (13) eingangsseitig
dieser Kanäle angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rücklauf der produktseitigen Kanäle (13) über Mischventile (28, 29, 28a, 29a),
an den Vorlauf der gegenseitigen Kanäle (13a) anschließbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung der Mischventile (18, 19, 28, 28a, 29, 29a) über Sensoren erfolgt,
die die Verformung der zugeordneten Pressplatte (2, 7) direkt oder indirekt erfassen
und dass diese Verformung durch einen Regler (30, 31) minimiert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Regler (30, 31) an eine Programmsteuerung angeschlossen ist, die bei Betriebsunterbrechungen
der Presse Kühlmittel in die Kanäle (12, 13 oder 13a) leitet.
10. Verfahren zur Beschichtung von plattenförmigen Produkten mit oberund/oder unterseitig
angeordneten Vergütungsfolien oder Furnieren mittels zusammenfahrbarer, beheizbarer
und kühlbarer Pressplatten (2, 7), die innere Kanäle (12, 13, 13a) zur Durchleitung
einer Heiz- und/oder Kühlflüssigkeit aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Temperaturregelung der Heiz- und/oder Kühlflüssigkeit die produktabgewandte
Seite der Pressplatte (7) zumindest annähernd auf dergleichen Temperatur gehalten
wird, wie die produktnahe Seite der Pressplatte (7).
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperaturregelung an der produktnahen Seite bzw. der produktabgewandten Seite
der Pressplatte (7) über Sensoren erfolgt, die die Verformung der zugeordneten Pressplatte
(2, 7) direkt oder indirekt erfassen und dass diese Verformung durch einen an den
Heiz- und/oder Kühlkreislauf angeschlossenen Regler (30, 31) minimiert wird.