DE102009009256B4

DE102009009256B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer akustisch wirksamen Platte mit textiler, geprägter Kaschierung

Info

Publication number: DE102009009256B4
Application number: DE200910009256
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: DE102009009256A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer in einem Arbeitsgang kaschierten und geprägten akustisch wirksamen Platte, bestehend aus einer Trägerplatte aus einem Mineralwerkstoff (11) einer textilen Kaschierung (12) und einem Klebstoff, wobei der Klebstoff auf die textile Kaschierung (12) und/oder die Trägerplatte aufgetragen wird, die Kaschierung (12) auf die Trägerplatte (11) aufgebracht und allseitig um die Kanten bis auf die Rückseite umgeschlagen wird und die sich ergebenden Materialüberstände abgeschnitten werden, wobei danach das auf diese Weise gebildete Werkstück auf den Presstisch (1) einer Pressvorrichtung gelegt wird, eine Prägeschablone (3) auf dem Werkstück positioniert, eine Prägematrize (6) in einen dafür vorgesehenen Ausschnitt der Prägeschablone (3) eingelegt und ein Pressstempel (2) bis zum Erreichen eines Prägeanschlags (7) nach unten bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Akustikplatte mit textiler, geprägter, Oberflächenkaschierung, wobei die Kaschierung allseitig um die Werkstückkanten geführt ist Prägung und Kaschierung des Werkstücks erfolgen in einem Arbeitsgang.
Stand der Technik:
Es ist bekannt, dass textile Oberflächen aufgrund ihrer Schalldurchlässigkeit bei der Herstellung von Akustikplatten Verwendung finden.
Die DE 195 02 378 A1 beschreibt neben der Verwendung eines Textils noch die Möglichkeit, dass die Sichtseite der Platte profiliert sein kann.
Bei o. g. Verfahren dient das Textil jedoch vorrangig der Formgebung des Plattenprofils um die Hinterfüllung mit Mörtel bis zu deren Abbinden zu stabilisieren.
Um eine fertige Oberfläche zu erhalten, muss abschließend noch ein offenporiger Lacküberzug erfolgen.
Wegen der notwendigen Abbindezeit des Mörtels ist dieses Verfahren sehr unwirtschaftlich. Zudem ist es hinsichtlich der gestalterischen Möglichkeiten der profilierten Oberfläche sehr eingeschränkt.
Mit einem anderen Verfahren ( DE 23 28 840 A ) lassen sich rationell Prägungen der Plattenoberfläche herstellen.
Gleichzeitig werden bei diesem Verfahren durchgehende Löcher erzeugt, die für die akustische Wirkung der Platte verantwortlich sind.
Aus diesem Verfahren leitet sich ab, dass die starre Anordnung der Lochung auf der Sichtseite in Verbindung mit der Prägung hinsichtlich des optischen Eindrucks u. U. wenig vorteilhaft erscheint.
Auch nach Anwendung dieses Verfahrens besitzt die Platte noch keine fertige Oberfläche. Diese muss in einem weiteren Arbeitsgang hergestellt werden.
Die Einschränkungen hinsichtlich der Lage des Prägemusters sind bei dieser Erfindung zusätzlich von Nachteil.
Weiterhin ist bekannt, dass einige Mineralwerkstoffplatten auch ohne durchgehende Lochung gute bis sehr gute akustische Eigenschaften besitzen.
Vornehmlich wird dies durch den strukturellen Aufbau der Platte in Verbindung mit einer zerklüfteten Plattenoberfläche erreicht.
Art und Anteil der Zerklüftung bestimmen neben der unterschiedlichen akustischen Wirkung im Wesentlichen den optischen Eindruck bei entsprechender Einschränkung der Gestaltungsvielfalt der Platte.
Aufgabenstellung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis einer Mineralwerkstoffplatte mit akustischer Wirkung eine Akustikplatte mit textiler Oberfläche und Prägung zu fertigen, wobei die textile Kaschierung der Werkstück-Oberfläche und -kanten sowie die Prägungen) oder Vertiefung(en) in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkmale von Patentanspruch 1 und mit einer Vorrichtung durch die Merkmale von Patentanspruch 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass formatierte, plattenförmige Werkstücke und textile Gewebe oder Vliese unter Verwendung einer hydraulischen oder pneumatischen Pressvorrichtung und mit Hilfe einer Press-Schablone sowie einer Press-Matrize einen festen Verbund bilden.
Zweckmäßigerweise kommen hierfür Klebstoffe zum Einsatz, die auch ohne Erwärmung einen entsprechenden Verbund der unterschiedlichen Werkstoffe gewährleisten.
Durch die Verwendung eines Textils, welches ausreichende Schalldurchlässigkeit gewährleistet, werden die mehr oder weniger großen Zerklüftungen der dahinterliegenden Akustik-Platte überspannt, jedoch die akustische Wirksamkeit nur geringfügig gemindert. Zusätzlich zu der homogenen Optik der Kaschierung entsteht durch die Prägung eine interessante Haptik.
Die Eignung eines Textils als Kaschierung wird neben der Schalldurchlässigkeit auch vom Grad der Dehnfähigkeit bestimmt. Sind die geprägten Bereiche stark ausgebildet, eignen sich in erster Linie Filze und Vliese als Kaschierung. Bei einem weniger stark ausgebildeten Prägemuster können auch gewebeartige Textile Verwendung finden.
Die Verwendung eines reinen Schurwollfilzes als Kaschierung wirkt sich durch die Fähigkeit der Wolle, relativ viel Feuchtigkeit aufnehmen und wieder abgeben zu können, zudem regulierend auf das Raumklima aus.
Aufgrund der Tatsache, dass Prägung und Kaschierung nur einen Arbeitsgang umfasst, lassen sich die Platten verfahren- und vorrichtungstechnisch kostengünstig herstellen. Aus der Teilung des Werkzeugs in Präge-Schablone und Präge-Matrize resultiert eine hohe Effizienz hinsichtlich der Anwendung dieses Verfahrens.
Bei Standardteilen, bei denen Position, Form und Abmessung der zu prägenden Fläche identisch, das Prägemuster jedoch unterschiedlich ist, kann durch einfaches Austauschen der Präge-Matrize die Produktion ohne wesentliche Unterbrechung weitergeführt werden. Umgekehrt ist bei der Herstellung von Teilen, die sich in ihren Abmessungen und/oder durch eine andere Prägeposition unterscheiden, lediglich der Tausch der Präge-Schablone erforderlich.
Aus der Kombination von Präge-Schablonen und der Anordnung von einer oder mehreren Präge-Matrize(n) entstehen vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten, ohne dafür jeweils ein eigenes Werkzeug herstellen zu müssen.
Ausführungsbeispiel:
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert, dabei zeigen
1: Querschnitt der Anordnung vor dem Präge- und Kaschiervorgang des erfindungsgemäßen Verfahrens
2: Querschnitt der Anordnung während des Präge- und Kaschiervorgangs des erfindungsgemäßen Verfahrens
3: eine der 2 entsprechende Darstellung, jedoch unter Verwendung eines anderen Verbundplattentyps
4: Draufsicht auf das zweiteilige Werkzeug
5: eine der 4 entsprechende Darstellung, jedoch eine andere Form und Anordnung
6: Querschnitt Akustikplatte 11 mit Textilkaschierung 12
7: Querschnitt Akustik-Trägerplatte 11 mit umlaufender Kante 13 und Textilkaschierung 12
8: Querschnitt Verbundträgerplatte (Akustikplatte 11 und Werkstoff 14) mit Textilkaschierung 12
9: Querschnitt Verbundträgerplatte (Akustikplatte 11 und Werkstoff 14) mit umlaufender Kante 13 und Textilkaschierung 12
10: Querschnitt Verbundträgerplatte (Akustikplatte 11 und Werkstoffe 14, 15) mit Textilkaschierung 12
11: Querschnitt Verbundträgerplatte (Akustikplatte 11 und Werkstoffe 15, 16) mit Textilkaschierung 12
Die in den o. g. Fig. bezeichneten Werkstoffe 14, 15 und 16 sind Plattenwerkstoffe, die entsprechend den statischen, brandschutz-, klima- oder sonstigen technischen Anforderungen durch die jeweils geeignete Materialität und Stärke bestimmt sind.
Die in den 4 bis 9 dargestellten (Verbund-)Platten werden jeweils ohne die Kaschierung 12 im Weiteren als „Halbfertigteil” bezeichnet
Je nach Anwendungsbereich ist das Halbfertigteil im Verbundaufbau unterschiedlich.
Nachfolgend sind diese Unterschiede bei den gezeigten Figuren näher beschrieben:
6 zeigt eine einfache Platte, die aus der Akustik-Trägerplatte 11 und der Textilkaschierung 12 besteht Eine solche Platte findet z. B. bei abgehängten Decken Verwendung.
7 zeigt zu 6 noch eine zusätzliche Bekantung 13 für eine höhere Beanspruchung z. B. bei einer Verbindungsnut
8 zeigt eine Verbundplatte aus Akustikplatte 11 und einer Versteifungsplatte 14, wodurch neben einer erhöhten Biegesteifigkeit auch eine belastbarere Verbindung z. B. bei einer rückseitigen Verschraubung erzielt wird.
9 entspricht dem in 8 beschriebenen Ausbau, jedoch mit zusätzlicher Bekantung 13
10 zeigt eine Verbundplatte aus Akustikplatte 11, einer Rahmenkonstruktion 15 und einer Versteifungsplatte 14. Ein Anwendungsbereich dieses Plattenaufbaus liegt zum Beispiel in der Ausführung eines Funktionselementes wie Tür oder Klappe. Die Rahmenkonstruktion 15 dient dabei der sicheren Befestigung der erforderlichen Beschläge.
11 zeigt eine Verbundplatte aus Akustikplatte 11, einer Rahmenkonstruktion 15 und einer Funktionsplatte 16. Dieser Plattenaufbau kommt dann zum Einsatz, wenn erhöhte statische, brandschutz-, klima- oder sonstige technischen Anforderungen bestehen. Dieser Verbund lässt sich zudem gleichzeitig mit dem Prägen und Kaschieren herstellen.
Mit der Herstellung des Halbfertigteils sind insbesondere Form und Abmessung des fertigen Werkstücks bestimmt, da nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens daran keine Veränderungen mehr vorgenommen werden können.
Es ist zudem zweckmäßig, erforderliche Bearbeitungen, z. B. für Einhängebeschläge oder Türbänder, vor dem Prägen und Kaschieren zu verrichten, damit die textile Oberfläche nicht der Gefahr der Verunreinigung ausgesetzt wird.
Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss ein zweiteiliges Werkzeug, bestehend aus einer Präge-Schablone 3 und einer Präge-Matrize 6, hergestellt werden.
Die Präge-Matrize 6 ist die spiegelbildliche Negativform zu der zu erzeugenden Prägung. Als Präge-Matrize 6 sind grundsätzlich alle Werkstoffe geeignet, die den auftretenden Druckkräften beim Prägevorgang standhalten.
Für die Präge-Schablone 3 werden zweckmäßigerweise Plattenwerkstoffe verwendet Die Präge-Schablone 3 erhält einen Ausschnitt, der die Position der Prägung auf dem Halbfertigteil bestimmt sowie den äußeren Umriss der Präge-Matrize 6 besitzt.
Zusätzlich werden seitliche Fixierleisten 4 angebracht, die ein Verschieben der Präge-Schablone 3 in Bezug zum Halbfertigteil verhindert.
Die Prägeschablone 3 besitzt neben der exakten Positionierung der Präge-Matrize 6 noch die Funktion, die Kaschierung des ungeprägten Bereichs des Halbfertigteils durch Druck mit der Fläche zu verbinden.
Hierzu erhält die Präge-Schablone 3 auf der Oberseite eine Auflage 5, die vorzugsweise aus einem druckelastischen Material besteht, welches nach dem Prägevorgang wieder seine Urform annimmt.
Die Auflage 5 bestimmt aufgrund ihrer Materialeigenschaften in Abhängigkeit der Höhe des Präge-Anschlags 7 den Druck, der bei der Kaschierung auf die ungeprägten Bereiche des Halbfertigteils wirkt.
Ferner besteht die Funktion der Auflage 5 darin, ev. Materialtoleranzen des Halbfertigteils bei der Kaschierung zu kompensieren.
Die Höhe des Präge-Anschlags 7 ist auf die Gesamtstärke von Halbfertigteil, Kaschierung 12, Präge-Schablone 3 und Auflage 5 abzustimmen, damit gewährleistet ist, dass im Bereich der Präge-Schablone 3 ein genügender Andruck der Kaschierung 8 erfolgt.
Durch die Stärkendifferenz von Präge-Matrize 6 und Prägeschablone 3 ergibt sich für den Prägebereich naturgemäß ein höherer Flächendruck.
Aus der Stärkendifferenz von Präge-Schablone 3 und Auflage 5 zu der Präge-Matrize 6 leitet sich die maximale Tiefe der Prägung ab.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren zu verbindenden Komponenten werden in der Weise vorbereitet, dass der geeignete Klebstoff auf eine oder beide Verbundkomponenten aufgetragen wird.
Danach wird das Textil um die Werkstückkanten bis auf die Rückseite umgeschlagen.
Die sich durch das Umschlagen des Textils ergebenden Materialüberstände werden jeweils abgeschnitten.
Um ein Abstoßen der Kaschierung auf der Rückseite zu verhindern, ist die Ausbildung eines umlaufenden Falzes vorteilhaft.
Das so vorbereitete Werkstück wird, wie in 1 gezeigt, zusammen mit der Press-Schablone 3 und der Press-Matrize 6 auf den Presstisch 1 gelegt.
Nun wird der Pressstempel 2, wie in 2 und 3 dargestellt, bis zum Präge-Anschlag 7 nach unten bewegt In dieser Position ist der erforderliche Druck für die Prägung und Kaschierung erreicht.
Anschließend wird der Press-Stempel 2 wieder in seine Ausgangslage nach oben bewegt, das fertig geprägte und kaschierte Werkstück entnommen und der Zyklus beginnt von vorne.
4 zeigt ein Beispiel, bei dem eine quadratische Präge-Schablone 3 in Verbindung mit einer zentrierten Präge-Matrize 6 zur Anwendung kommt.
In 5 findet eine quadratische Präge-Schablone 3 in Verbindung mit 4 sternförmig angeordneten identischen Präge-Matrizen 6 Verwendung.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer in einem Arbeitsgang kaschierten und geprägten akustisch wirksamen Platte, bestehend aus einer Trägerplatte aus einem Mineralwerkstoff (11) einer textilen Kaschierung (12) und einem Klebstoff, wobei der Klebstoff auf die textile Kaschierung (12) und/oder die Trägerplatte aufgetragen wird, die Kaschierung (12) auf die Trägerplatte (11) aufgebracht und allseitig um die Kanten bis auf die Rückseite umgeschlagen wird und die sich ergebenden Materialüberstände abgeschnitten werden, wobei danach das auf diese Weise gebildete Werkstück auf den Presstisch (1) einer Pressvorrichtung gelegt wird, eine Prägeschablone (3) auf dem Werkstück positioniert, eine Prägematrize (6) in einen dafür vorgesehenen Ausschnitt der Prägeschablone (3) eingelegt und ein Pressstempel (2) bis zum Erreichen eines Prägeanschlags (7) nach unten bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerplatte (11) eine Verbundplatte aus unterschiedlichen Materialien verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerplatte (11) verwendet wird, die ganz oder teilweise mit einer klüftigen Oberfläche und/oder mit durchgehenden Löchern versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als textile Kaschierung (12) ein Filz, Vlies, Gewebe oder Geflecht verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als textile Kaschierung (12) ein mehrlagiger Verbund verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger, granulat- oder folienartiger Klebstoff verwendet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass eine hydraulische oder pneumatische Pressvorrichtung bestehend aus: 7.1 einem Press-Tisch (1) als Werkstückauflage 7.2 einem Press-Stempel (2), zur Erzeugung des Präge- und Kaschierdrucks 7.3 einem Präge-Anschlag (7), der in der Höhe auf den erforderlichen Präge und Kaschierdruck abgestimmt ist, und 7.4 einem zweiteiligen Werkzeug, bestehend aus 7.4.1 einer profilierten Präge-Matrize (6) für die Prägung 7.4.2 einer glatten Präge-Schablone (3) für die Kaschierung (12) der Randbereiche des Werkstücks, mit 7.4.2.1 seitlichen Fixierteisten (4), die die exakte Positionierung der Präge-Schablone (3) auf dem Werkstück garantiert 7.4.2.2 einer Auflage (5) aus einem druckelastischen Material für die Druckübertragung auf die Kaschierung (12) der Randbereiche sowie zur Kompensation von Stärkentoleranzen des Werkstücks 7.4.2.3 einem Ausschnitt im Umriss der Präge-Matrize (6), durch den die Position der Prägung bestimmt ist, verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Vakuum arbeitende Pressvorrichtung verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Präge-Anschlag (7) ein elektrischer oder mechanischer Endschalter ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Präge-Matrize (6) für die Herstellung der Kaschierung (12) und/oder der Prägung erwärmt werden kann.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Präge-Matrize (6) eine Auflage (5) zur Herstellung glatter kaschierter Oberflächenbereiche ohne Prägung erhält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung des Verbunds von Kaschierung (12) und Werkstück und/oder einer Prägung die Präge-Schablone (3) erwärmt werden kann.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Präge-Schablone (3) mehrere Ausschnitte für die Positionierung von Präge-Matrizen (6) besitzt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Präge-Schablone (3) Rasterbohrungen für variable Fixierbolzen erhält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung einer zweiten Präge-Schablone (3) und einer zweiten Präge-Matrize (6) die Rückseite des Werkstücks während des gleichen Arbeitsgangs ebenfalls eine vollflächige Kaschierung sowie eine Prägung erhält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaschier- und Prägevorgang durch die Pressvorrichtung automatisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung und Positionierung des Werkstücks in die Press-Vorrichtung automatisiert und mit dem Kaschier- und Prägevorgang synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Präge-Schablone (3) automatisiert und mit dem Kaschier- und Prägevorgang synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Präge-Matrize (6) automatisiert und mit dem Kaschier- und Prägevorgang synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Wechseleinrichtung der Pressvorrichtung unterschiedliche Präge-Schablonen (3) aus einem Magazin zuführt.
Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Wechseleinrichtung der Pressvorrichtung unterschiedliche Präge-Matrizen (6) aus einem Magazin zuführt.