DE2035966B2 - Heiz- und kuehlbare pressvorrichtung zur bearbeitung thermoplastischer materialien - Google Patents
Heiz- und kuehlbare pressvorrichtung zur bearbeitung thermoplastischer materialienInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine heiz- und kühlbare Preßvorrichtung zur Bearbeitung thermoplastischer
oder anderer unter gleichzeitiger Einwirkung von Druck und Wärme verformbarer Materialien, insbesondere
zur Herstellung von Schallplatten mit zwei
3Ci einander gegenüberliegenden, an kühlbaren Formblökken
befestigten Matrizen, denen als Heizenergiequelle je eine in den Kühlkanälen des zugehörigen Formblocks
isoliert angeordnete Induktionsspule zugeordnet ist
Aus der DT-AS 12 22 646 ist eine Preßform zur Bearbeitung härtbarer Kunststoffe bekannt, bei der als Heizquelle elektrische Induktionsleiter verwendet werden, die innerhalb der Kühlkanäle des Formblocks angeordnet sind und von einer niederfrequenten Wechselstromquelle, vorzugsweise mit Netzstrom, d. h.
Aus der DT-AS 12 22 646 ist eine Preßform zur Bearbeitung härtbarer Kunststoffe bekannt, bei der als Heizquelle elektrische Induktionsleiter verwendet werden, die innerhalb der Kühlkanäle des Formblocks angeordnet sind und von einer niederfrequenten Wechselstromquelle, vorzugsweise mit Netzstrom, d. h.
4Ci 50 Hz, gespeist werden. Diese bekannte Preßvorrichtung
hat jedoch, ähnlich wie die bekannten mit Dampf betriebenen Preßformen, den Nachteil, daß jeweils der
ganze Formblock erhitzt bzw. anschließend wieder abgekühlt werden muß, so daß sich bei diesen bekannten
4;; Preßformen nicht nur hohe Energiekosten, sondern auch, bedingt durch relativ lange Heiz- und Kühlphasen
entsprechend lange und damit unwirtschaftliche Zykluszeiten ergeben.
Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßvorrichtung zu schaffen, bei der geringere Energiekosten beim Aufheizen und Abkühlen entstehen und kürzere Heiz- bzw. Abkühlphasen erreicht werden. Gemäß der Erfindung die sich auf eine heiz- und kühlbare Preßvorrichtung der eingangs genannten Art bezieht, wird die gestellte Aufgabe in der Weise gelöst, daß der aus wärmeleitfähigem Material bestehende Formblock aus einzelnen Blechstreifen besteht die in parallel zur Preßrichtung verlaufenden Ebenen nebeneinanderstehend angeordnet und gegeneinander isoliert sind. Der Vorteil einer derart ausgebildeten Preßvorrichtung liegt vor allem darin, daß sowohl der elektrische Teil der Matrizenheizung als auch der Formblock, der im allgemeinen thermisch träge ist völlig kalt bleiben kann, da die Energie-Übertragung durch ein magnetisches Wechselfeld erfolgt Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nur ein sehr geringer Energiebedarf erforderlich ist, weil im Grenzfall nur die Matrize und damit nur eine verhältnismäßig geringe
Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßvorrichtung zu schaffen, bei der geringere Energiekosten beim Aufheizen und Abkühlen entstehen und kürzere Heiz- bzw. Abkühlphasen erreicht werden. Gemäß der Erfindung die sich auf eine heiz- und kühlbare Preßvorrichtung der eingangs genannten Art bezieht, wird die gestellte Aufgabe in der Weise gelöst, daß der aus wärmeleitfähigem Material bestehende Formblock aus einzelnen Blechstreifen besteht die in parallel zur Preßrichtung verlaufenden Ebenen nebeneinanderstehend angeordnet und gegeneinander isoliert sind. Der Vorteil einer derart ausgebildeten Preßvorrichtung liegt vor allem darin, daß sowohl der elektrische Teil der Matrizenheizung als auch der Formblock, der im allgemeinen thermisch träge ist völlig kalt bleiben kann, da die Energie-Übertragung durch ein magnetisches Wechselfeld erfolgt Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nur ein sehr geringer Energiebedarf erforderlich ist, weil im Grenzfall nur die Matrize und damit nur eine verhältnismäßig geringe
γ"
Masse erwärmt werden muß. Durch die Tatsache, daß die zu erwärmende Masse sehr gering ist, ergeben sich
außerdem sowohl kürzere Aufheizzeiten als auch kürzere Abkühlzeiten, so daß der gesamte Preßzyklus
schneller ablaufen kann. Schließlich sei noch darauf s hingewiesen, daß durch die leichte Steuerbarkeit der
Wechselstromquelle in weiten Giv;izen ein beliebiger
Temperatur-Zeit-Verlauf eingestellt werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt:
F i g. 1 eine Formblockhälfte in einer Schnittdarstellung,
Fig.2 den Windungsverlauf der Induktionsspule in
den Kühlkanälen eines Formblocks,
F i g. 3 ein Teilstück einer Induktionsspule,
F i g. 4,5,6,7 verschiedene Ausführungsformen für die
Ausbildung eines Formblocks,
Fig.8 eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines aus mehreren Aluminiumblechen bestehenden Formblocks.
F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer im wesentlichen aus zwei gegenüberliegenden Formblökken
bestehenden Preßvorrichtung, wobei aus Platzgründen lediglich eine Hälfte des unteren Formbiocks
dargestellt ist. In diesem für Magnetfelder durchlässigen Formblock 1, dessen Material außerdem eine gute
Wärmeleitfähigekit besitzt, ist in spiralförmig eingefrästen Kühlkanälen 2 eine mit hochfrequentem Strom
gespeiste Induktionsspule 3 vorgesehen. Durch die Kühlkanäle fließt Kühlung des Formblocks 1 und zur
Kühlung der mit einer geeigneten Isolierung versehenen Induktorspule 2 eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser.
Auf dem Formblock 1 ist über einer Wärmedämmschicht 4 die Matrize 5 aufgespannt, die beispielsweise js
als Schallplattenmatrize ausgebildet ist. Der Formblock 1 ist ferner über einen kupfernen Abschirmring 6 von
einem äußeren Stahlblock 7 eingefaßt, der in Führungssäulen gehalten ist und die Anschlüsse für die
Kühlflüssigkeit und die Hochfrequenzenergie trägt. An der unteren Fläche des Formblocks ist unter einer
Isolierplatte 8 für die in den Kühlkanälen 2 umlaufende Kühlflüssigkeit ein Verschlußdeckel 9 vorgesehen, der
den Preßdruck weiterleitet und gleichzeitig die Abschirmung des von der Induktionsspule erzeugten Magnetfeldes
nach unten übernimmt.
Aus Gründen bester Energieausnutzung wird die gesamte von der Induktionsspule erzeugte magnetische
Energie lediglich in der Matrize 5 umgesetzt. In dem die Matrize 5 tragenden Formblock 1 dürfen also keine
Wirbelströme entstehen. Außerdem sind sämtliche mit dem Formblock 1 verbundenen Teile einschließlich des
Pressentisches durch geeignete Maßnahmen magnetisch abzuschirmen. Damit keine Energie durch die
Matrize 5 hindurchtritt, damit also die gesamte Energie von der Matrize absorbiert wird, muß das Eindringmaß
für das Matrizenmaterial bei der \rbeitsfrequenz kleiner sein als '/4 der Matrizendicke. Bei Verwendung
von Nickel, dessen relative Permeabilität etwa 500 beträgt, ergibt sich bei einer günstigen Arbeitsfrequenz
von etwa 1OkHz ein Eindringmaß von etwa 0,07 mm. Bei dieser Frequenz hat Kupfer dagegen noch ein
Eindringmaß von 0,67 mm und Aluminium von 0,87 mm. Diese gut leitenden Materialien eignen sich demnach
auch als hinreichend verlustlose Abschirmung (vergleiehe den Abschirmring 6 und den Verschlußdeckel 9 aus
Kupfer). Etwaige Verluste im Verschlußdeckel 9 werden durch sternförmig verlaufende Kühlkanäle 10 gekühlt.
die über die in unmittelbarer Nähe des durch einen Zentrierdorn 11 gekennzeichneten Matrizenzentrums
angeordneten Kühlkanal 2a mit dem Kühlsystem des Formblocks verbunden sind und die Kühlflüssigkeit
nach außen leiten.
Die Induktionsspule 3 kann in den Kühlkanälen 2 des Formblockes 1 zur Einstellung der gewünschten
Temperaturverteilung an der Matrizenoberfläche vertikal verschoben werden. Zu diesem Zweck weisen die
Kühlkanäle 2 eine in*. Vergleich zur Dicke des Leitermaterials der Induktionsspule 3 größeren Tiefe
auf. Wenn eine Windung der Spule in die Nähe des unteren Verschlußdeckels 9 geschoben wird, so werden
hier überwiegend Wirbelströme induziert, die aber wegen der großen Eindringtiefe in dem hierfür
verwendeten gut leitenden Material nur als Blindströme zu werten sind Für die Matrize 5 verbleibt dann in
diesem Bereich nur noch ein geringer Anteil der magnetischen Energie — die Leistungseinströmung in
die Matrize kann also durch Verschieben der Spule in die Nähe des Deckels verringert werden. Durch diese
Verschiebemöglichkeit einzelner Spulenteile, d. h. durch die Einstellung unterschiedlich gewählter Abstände
zwischen einzelnen Spulenteilen und der Matnzenoberfiäche,
kann in einfacher Weise der gewünschte Temperaturverlauf auf der Matrizenoberfläche erzielt
werden. Wird eine Erhöhung der Oberflächentemperatur gewünscht, muß die Induktionsspule 3 mehr in die
Nähe der Matrize 5 geschoben werden. Wegen der geringen Eindringtiefe in Nickel aufgrund dessen hoher
Permeabilität werden hier überwiegend Wirkströme induziert, die dann die Erwärmung der Matrize
bewirken.
Durch Unterteilung der Induktionsspule in räumlich getrennte Einzelspulen wird eine örtlich gesteuerte
Erwärmung erreicht was sich in gewissen Fällen auf den Preß- und Fließvorgang günstig auswirkt.
Zur Erzielung eines gleichmäßigen Temperaturverlaufs auf der Matrizenoberfläche ist es erforderlich, daß
die Windungen der Induktionssspule in einem weitgehend gleichbleibenden Abstand zur Matrizenoberfläche
angeordnet werden. Bei einer Schallplattenmatrize nach F i g. 1 wird eine gleichmäßige Oberflächentemperatur
deshalb durch eine scheibenförmige Induktionsspule erzielt werden, wie sie in F i g. 2 schematisch dargestellt
ist. Der Durchmesser dieser scheibenförmigen Spule entspricht etwa dem der Matrize 5. Die Wicklung der
Induktionsspule besteht aus zwei spiralähnlich ausgebildeten Wicklungshälften 12a, 12f>, wobei der spiralähnliche
Wicklungsaufbau derart abgewandelt ist, daß mehrere konzentrisch angeordnete halbkreisförmige
Windungshälften mit jeweils sprunghaft geänderten kleineren bzw. größeren Durchmessern aneinandergereiht
sind. Die beiden Wicklungshälften bestehen dabei aus einer ersten einwärts laufenden »Spirale« der sich
eine zweite auswärts laufende »Spirale« anschließt, so daß Anfang und Ende der Spulenwicklung am
Scheibenrand vorgesehen sind. Wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist, schneiden sich die beiden »Spiralen« stets
auf einer einzigen Durchmesserlinie der scheibenförmigen Induktionsspule. Die besondere Form dieser
Wicklung läßt beide Anschlußenden an der gleichen Stelle aus dem Formblock 13 austreten. Es müssen also
keine radial nach außen laufenden Kanäle vorgesehen werden, die die Kühlungsverhältnisse sehr stark stören
würden. Aus den eingezeichneten Pfeilen ist ersichtlich,
daß das Kühlwasser durch sämtliche Kanäle von außen nach innen fließt. Von dort wird es dann in einer anderen
Ebene aus der Mitte des Formblocks wieder herausgeführt. Hierzu dienen die in F i g. 1 dargestellten
Kühlkanäle 10 im Verschlußdeckel 9, die durch die Isolierscheibe 8 gegen den Fonnblock 1 abgedeckt
werden.
Die Induktionsspule 3 besteht aus einer Kupferlitze 14 mit einer wasserdichten Kunststoffisolierung 15, wie
dies in Fig.3 anhand eines kurzen Leitungsstückes gezeigt ist. Die isolierte Kupferlitze ist außerdem mit
einer schraubenförmig aufgewickelten Kunststoff-Schnur 16 versehen, die mit großer Steigung aufgewikkelt
ist Außerdem sind die Durchmesser von Kupferlitze 14 samt Isolierung 15 und Schnur 16 so bemessen, daß
die Spule fest in den Kühlkanälen eingeklemmt wird und trotzdem noch von allen Seiten mit hinreichend viel
Kühlwasser umspült wird.
Aus der Forderung nach Wirbelstromfreiheit und guter Wärmeleitfähigkeit für das Material des Formblocks ergeben sich insofern Schwierigkeiten, weil bei
den metallischen Werkstoffen die Wärmeleitfähigkeit und die elektrische Leitfähigkeit durch das Wicdemann-Franz'sche
Gesetz gleichsinnig miteinander verknüpft sind. Dieser strenge Zusammenhang läßt sich jedoch
umgehen, wenn der Formblock aus einzelnen Blechstreifen zusammengesetzt wird, die in parallel zur
Preßrichtung verlaufenden Ebenen nebeneinanderstehend aneinandergereiht und miteinander verklebt sind.
Die Blechstreifen sind dabei entweder gestreckt oder, wieindenF i g.4und5dargestellt,gewinkeltbzw.gewellt,
wobei die beiden letztgenannten Formen vorteilhafter sind, weil dann die einzelnen Blechstreifen von den
Kühlkanälen öfter geschnitten werden. Ein derartiger Aufbau für den Formblock macht es möglich, daß der
Wärmestrom in vorwiegend senkrechter, d. h.. parallel zur Blechstreifenebene verlaufender Richtung fließen
kann, während die induzierten Wirbelströme, die sich nur in horizontaler Richtung ausbilden können, durch
die zwischen den Blechstreifen vorgesehenen Klebeisolierschichten
unterbrochen werden.
Diese spezielle Form der Lamellierung gestattet es, daß die erforderliche Druckfestigkeit des Formblccks
durch die eingefrästen, die Induktionsspule aufnehmenden
Kühlkanäle nicht wesentlich beeinträchtigt wird Auch hinsichtlich der Kühlbarkeit ergeben sich keine
Schwierigkeiten, da nahezu jeder Punkt der Formblock-
Oberfläche metallisch mit den Kühlkanälen in Verbin dung steht, so daß eine gleichmäßige Wärmeabfuhi
gewährleistet ist
In den F i g. 6 und 7 sind weitere Ausführungsbeispiele für den Aufbau von kreisförmigen Formblöcker
dargestellt. Hier ist der Formblock, jeweils in mehrere kuchenstückartig ausgebildete und miteinander verklebte
Segmente unterteilt, wobei jedes Segment wiederuir aus einzelnen geraden, geknickten oder gewellter
ίο Blechstreifen zusammengesetzt ist Ein derartigei
Aufbau bietet hinsichtlich der Entstehung eines rotationssymmetrischen Magnetfeldes besondere Vorteile.
Als Material für den Formblock eignet sich ir besonderem Maße Aluminium, wobei die Dicke dei
einzelnen Blechstreifen wegen der sonst auftretender Wirbelstromverluste auf etwa 1,5 mm begrenzt ist
Gewellte Bleche werden in einem Gesenk geformt damit sich eine längs der Wellung gleichmäßige
ao Blechdicke und folglich eine gleichmäßig dicke Klebefuge
zwischen jeweils zwei Blechstreifen ergibt. Vor dem Zusammenkleben werden die einzelnen Aluminiumbleche
mit einer elektrolytisch aufgetragenen Oxydationsschicht versehen, damit eine ausreichende Isolation
2j zwischen den einzelnen Blechen gewährleistet wird. Aus
den miteinander verklebten Blechen wird schließlich durch Plandrehen, Ausfräsen der Kühlkanäle ein
Formblock nach Fig. 1, 2, 6, 7 gebildet. Da es beim Bearbeiten der mit einer Isolationsschicht versehenen
Blechstreifen leicht passieren kann, daß benachbarte Blechstreifen durch Grate überbrückt und damit
kurzgeschlossen werden, ist es erforderlich, diese Kurzschlußbrücken zunächst durch einen Ätzvorgang
abzutragen und die freigelegten Stellen mit einer neuen Oxydationsschicht zu versehen. Das erneute Auftragen
der Oxydationsschicht bereitet jedoch gewisse Schwierigkeiten, weil zwischen den einzelnen Blechen keine
elektrische Verbindung besteht und deshalb jedes der miteinander verklebten Bleche einzeln kontaktiert
werden muß. Zu diesem Zweck ist, wie aus Fig.8 ersichtlich, an der Mantellinie des Formblocks 17 eine
Nut vorgesehen, in die mittels eines Spannringes 18 ein Quetschkörper 19 aus weichgeglühtem Aluminium-Profil
eingeklemmt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
f ■
Claims (13)
1. Heiz- und kühlbare Preßvorrichtung zur Bearbeitung thermoplastischer oder anderer unter
gleichzeitiger Einwirkung von Druck und Wärme verformbarer Materialien, insbesondere zur Herstellung
von Schallplatten mit zwei einander gegenüberliegenden, an kühlbaren Formblöcken befestigten
Matrizen, denen als Heizenergiequelle je eine in den Kühlkanälen des zughörigen Formblocks isoliert
angeordnete Induktionsspule zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der aus wärmeleitfähigem
Material bestehende Formblock (1) aus einzelnen Blechstreifen besteht, die in parallel zur
Preßrichtung verlaufenden Ebenen nebeneinanderstehend angeordnet und gegeneinander isoliert sind.
2. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Blechstreifen
Aluminium gewählt ist, dessen Oberfläche mit einer elektrolytisch aufgetragenen Oxydations-Schicht
versehen ist und daß die einzelnen Blechstreifen miteinander verklebt sind.
3. Preßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen
gewellt oder zickzackförmig gebogen sind.
4. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Verwendung eines kreisförmigen Formblocks (1) dieser in einzelne Segmente unterteilt ist.
5. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Formblock (1) und Matrize (5) eine Wärmedämmschicht (4) vorgesehen ist
6. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wicklungen der Induktionsspule (3) bezüglich ihres Abstandes zur Matrizenoberfläche verschiebbar
angeordnet sind.
7. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wicklungen der Induktionsspule (3) in einem weitgehend gleichbleibenden Abstand zur Matrizenoberfläche
angeordnet sind.
8. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wicklung der Induktionsspule (3) aus zwei spiralförmig angeordneten Wicklungshälften aufgebaut ist,
derart, daß sich einer ersten einwärts laufenden Spirale eine zweite auswärts laufende Spirale
einschließt, so daß Anfang und Ende der Spulenwicklung am Scheibenrand vorgesehen sind.
9. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wicklungen der Induktionsspule aus zwei Wicklungshälften aufgebaut ist und die Wicklungen auf
mehreren konzentrisch angeordneten Kreisen verlaufen, wobei die Wicklungen der ersten Wicklungshälfte
nach Durchlauf eines halben Kreisumfangs auf den jeweils nächsten Kreis größeren
Durchmessers verlaufen und die Wicklungen der anderen Wicklungshälfte auf den jeweils nächsten
Kreis kleineren Durchmessers verlaufen, so daß sich die Wicklungen der Wicklungshälften schneiden und
sämtliche Schnittpunkte auf einer durch den Mittelpunkt der Vorrichtung gehenden Linie liegen.
10. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einer
der beiden Wicklungshälften (12a, i2b) zugeordneten Kühlkanäle (2) miteinander verbunden sind und
zusammen ein in sich geschlossenes Kühlsystem bilden.
11. Preßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kühlsystem derart ausgebildet ist, daß die Kühlflüssigkeit an der Formblockperipherie
zugeführt und im Formblockzentrum abgeleitet ist
12. Preßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Formblock (1)
abgeleitete Kühlflüssigkeit in einer außerhalb der Kühlkanalebene verlaufenden Ebene an die Formblockperipherie
zurückgeführt ist
13. Preßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das in
den Kühlkanälen (2) des Formblocks (1) angeordnete isolierte Leitematerial der Induktionsspule (3)
zum Festklemmen im Kühlkanal von einer schraubenartig aufgewickelten Kunststoff-Kordel oder
zo Schnur (16) umgeben ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702035966 DE2035966C3 (de) | 1970-07-20 | Heiz- und kühlbare Preßvorrichtung zur Bearbeitung thermoplastischer Materialien |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702035966 DE2035966C3 (de) | 1970-07-20 | Heiz- und kühlbare Preßvorrichtung zur Bearbeitung thermoplastischer Materialien |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2035966A1 DE2035966A1 (en) | 1972-01-27 |
DE2035966B2 true DE2035966B2 (de) | 1977-04-07 |
DE2035966C3 DE2035966C3 (de) | 1977-11-24 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107053812B (zh) * | 2015-10-09 | 2020-06-30 | 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 | 涂覆装饰层的方法和装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107053812B (zh) * | 2015-10-09 | 2020-06-30 | 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 | 涂覆装饰层的方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2035966A1 (en) | 1972-01-27 |
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