DE2731657A1

DE2731657A1 - Verfahren und vorrichtung zum kaschieren von werkstuecken

Info

Publication number: DE2731657A1
Application number: DE19772731657
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Friz & Co Helmut GmbH
Current assignee: Friz & Co Helmut GmbH
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1979-01-18
Also published as: ES466160A1; DE2731657B2; DE2731657C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kaschieren von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaschieren von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Zum Kaschieren von Werkstücken sind zwei Verfahren bekannt: a) Das kontinuierlich arbeitende Kaschierdurchlaufverfahren: Bei ihm wird die auf das Werkstück aufzubringende Materialbahn mit Dispersionskleber beschichtet und kontinuierlich auf das Werkstück geführt, wobei der zum Herstellen eines Verbundes zwischen Materialbahn und Werkstück erforderliche Druck durch Andrückrollen aufgebracht wird. Dieses Verfahren eignet sich insbesonders für Werkstücke mit kleineren Abmessungen, wie z. B. Regalbretter und dgl. Es hat den Nachteil, daß die verwendeten Dispersionskleber teuer sind und zum Abziehen der beim Trocknen des Klebers ausgetriebenen gesundheitsschädlichen Dämpfe besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen.
b) Das intermittierend arbeitende Kaschierpreßverfahren: Bei ihm wird auf das beleimte Werkstück die Materialbahn aufgebracht und die Leimschicht der so erhaltenen Schichtstruktur wird in einer Presse mit das Werkstück überdeckenden Stempeln zum Abbinden gebracht. Während des Abbindens des Leimes in der Presse steht das Werkstück still. Bei diesem Verfahren müssen die Schmalseiten der Werkstücke nach Entfernen der überstände der auf die breiten Oberflächen aufgebrachten Materialbahn in einer gesonderten Maschine mit einer Folie versehen werden, wozu ebenfalls Dispersionskleber verwendet werden muß. Das zuvor durchgeführte Kaschieren der großen Werkstückflächen kann allerdings mit billigeren Klebern erfolgen, z. B. mit einem Harnstoff-Formaldehyd-Kleber oder einem anderen Kunstharzkleber. anoOO# #flIOL Es ist auch schon versucht worden, das Durchlaufverfahren unter Verwendung von Kunstharzklebern auch zur Flächenkaschierung von Werkstücken zu verwenden, wobei die Stempel aufweisende Presse durch eine Vielzahl von Preßrollenpaaren ersetzt wurde und der auf das Werkstück aufgetragene Zweikomponenten-Kunstharzkleber in einer Heizzone so weit vorgetrocknet wurde, daß er zum Zeitpunkt des Aufbringens der Materialbahn schon weitgehend ausgehärtet war, zugleich aber doch noch fähig war, das Festkleben der Materialbahn auf dem Werkstück sicherzustellen.
Dieses Verfahren führt jedoch in der Praxis nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen.
Durch die Erfindung soll daher ein Verfahren zum Kaschieren von Werkstücken unter Verwendung von Kunstharzleim angegeben werden, bei dem das Kaschieren kontinuierlich erfolgt wie beim Kaschierdurchlaufverfahren, zugleich aber auch eine gute Verbindung zwischen Materialbahn und Werkstück unter Verwendung von Kunstharzleimen erhalten wird wie beim Kaschierpreßverfahren.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Es wurde erkannt, daß die in der Praxis auftretenden Schwierigkeiten des zuletzt beschriebenen bekannten Verfahrens darauf zurückzuführen sind, daß bei guter Vorhärtung des Kunstharzklebers dieser schon so weit abgetrocknet ist, daß keine gute Klebverbindung zu der in der Regel aus einem anderen Material bestehenden Materialbahn mehr erhalten werden kann; wird andererseits der Kunstharzkleber weniger stark vorgehärtet, so könnte zwar im Prinzip eine bessere Klebverbindung mit der Materialbahn hergestellt werden, die zu einem vollständigen und durchgehenden Abbinden des Kunstharzklebers erforderliche Wärme kann aber nicht über die kleine, im wesentlichen linienförmige Kontaktfläche zwischen den beheizten Andrückrollen und der Materialbahn zugeführt werden.
Es wurde ferner erkannt, daß das Ausmaß des Vorhärtens des Klebers viel weniger kritisch ist, wenn eine Verbindung zwischen mit gleichem Klebstoff beschichteten Teilen hergestellt wird.
Damit kann der noch nicht ausgehärtete Klebstoff in die Materialbahn und das Werkstück eindringen und beim Vortrocknen einen guten Verbund zu diesen Teilen herstellen, während bei dem Zusammenfügen dieser Teile durch die Andrückrollen zwei chemisch sehr ähnlich beschaffene Grenzflächen miteinander verbunden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat bei Verwendung von Materialbahnen auf Papierbasis den weiteren Vorteil, daß das Papier durch den Klebstoff getränkt wird und so eine bessere mechanische Festigkeit, insbesondere eine bessere Spaltfestigkeit erhält.
Das erfindungsgemäße Verfahren vereinigt somit die Vorzüge des Kaschierdurchlaufverfahrens und die Vorzüge des Kaschierpreßverfahrens.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 2 werden die von der Materialbahn bzw. dem Werkstück getragenen Kleberschichten zwar vorgetrocknet, jedoch nur wenig vorgehärtet. Die Härtung erfolgt erst, wenn Härter und Beschleuniger nach dem Aufeinandertreffen von Materialbahn und Werkstück und dem starken Aneinanderdrücken der Kleberschichten in die andere Kleberschicht gelangen, was sowohl durch die mechanische Vermengung durch die Andrückrollen als auch durch Diffusion erfolgt.
Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 3 erfolgt die Zufuhr von Wärme und das Ausüben von Druck bei aufeinanderfolgenden Stellen des Förderweges. Damit kann die Zufuhr von Wärme flächig erfolgen, z. B. unter Verwendung von Infrarotstrahlern, während die Druckausübung weiterhin in einem Walzenspalt erfolgt.
Bei einem Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6 kann unter Verwendung eines Kunstharzleimes zugleich ein Kaschieren der Schmalseiten des Werkstückes erfolgen, wozu nur die überstehenden Materialbahnabschnitte wie beim Kaschierdurchlaufverfahren umgelegt und an die Schmalseiten angedrückt zu werden brauchen. Man braucht also zum Kaschieren der Schmalseiten weder eine gesonderte Maschine, noch muß hierzu Dispersionskleber verwendet werden. Das Kaschieren der breiten Fläche des Werkstückes und der Schmalseiten des Werkstückes erfolgt längs des Förderweges phasenverschoben, jedoch unter gleichen sonstigen Bedingungen. Die bei der Werkstückoberfläche vor dem Einlaufen in das erste Walzenpaar vorgenommene Vorwärmung erfolgt bei den Schmalseiten des Werkstückes zwischen diesem ersten Walzenpaar und dem zum Umlegen der Materialbahn verwendeten Rollensatz. Auf dieser Strekke ändert sich der Zustand der von den Materialbahnrandabschnitten getragenen Kleberschicht wenig oder gar nicht, da von ihr die Wärmestrahlung abgehalten wird.
Bei der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung zum kontinuierlichen Kaschieren von Werkstücken unter Verwendung von Kunstharzklebern erfolgt die Druckbeaufschlagung und Wärmezufuhr zugleich durch beheizte Rollen. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 7 erfolgt das Ausüben von Druck und das zum Abbinden des Klebers erforderliche Zuführen von Wärme gesondert. Damit können die Andrückrollen so ausgelegt werden, daß ein möglichst großer und gleichmäßiger Druck auf die Materialbahn ausgeübt wird, und über die gesonderten Flächenheizer kann die Klebstoffschicht großzügig mit Wärme versorgt werden.
Bei einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 8 und 9 wird die Materialbahn und die Klebstoffschicht beim Vorbeilaufen bei den Druckrollen nicht plötzlich abgekühlt (kein Kälteschock).
Mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 kann die schon oben erwähnte Ummantelung eines Werkstückes mit einer Materialbahn unter Verwendung eines Kunstharzklebers durchgeführt werden.
Bei Verwendung eines die überstehenden Materialbahnabschnitte tragenden Luftpolsters gemäß Anspruch 13 ist einerseits eine besonders gute Kühlung gerade der von diesen Materialbahnabschnitten getragenen Klebstoffschicht sichergestellt, zugleich werden diese Materialbahnabschnitte reibungsftei gelagert.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 13 besteht keine wärmeleitende Verbindung zwischen dem zum Aufwärmen der Schmalseiten verwendeten Heizstrahler und dem Wärmeschutzschild. Vom Wärmeschutzschild braucht daher nur die verhältnismäßig geringe Wärmemenge abgeführt zu werden, die durch Konvektion und die geringe Strahlungsabsorption zugeführt wird.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen: Fig. 1: eine seitliche schematische Ansicht einer Maschine zum Kaschieren von Werkstücken unter Verwendung von Kunstharzkleber, in der seitlich des Förderweges angeordnete Heiz- und Kühleinrichtungen der Ubersichtlichkeit halber ebenso weggelassen sind wie Rollen zum Tragen und Fördern des Werkstückes; Fig. 2: eine Aufsicht auf den unteren Teil der in Fig. 1 gezeigten Maschine gesehen in Richtung der Pfeile II-II von Fig. 1, wobei diesmal die oberhalb und unterhalb des Förderweges angeordneten Heiz- und Kühleinrichtungen der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen sind; Fig. 3: einen Schnitt durch eine Einrichtung zum Heizen der Schmalseiten des Werkstückes und zum Abschirmen bzw.
Kühlen der überstehenden Materialbahnabschnitte während des Aufbringens der Materialbahn auf die obere Werkstückfläche; Fig. 4: einen schematischen Schnitt durch die Materialbahn und das Werkstück sowie die dazwischenliegenden Kleberschichten unmittelbar nach dem Aufbringen der Materialbahn; und Fig 5: einen Schnitt ähnlich zu dem in Fig. 4 gezeigten, jedoch nach dem Durchlaufen der Schichtstruktur durch die Andrflck- und Heizzonen.
In Fig. 1 ist eine mit einem Zweikomponenten-Kunstharzkleber, z. B. einem Harnstoff-Formaldehyd-Kleber arbeitende Kaschierummantelungsiaschine gezeigt, in der eine von einer Vorratsrolle 2 abgezogene naterialbahn 4 in einer ersten Klebstoffauftragstation 6 mit Beschleuniger enthaltendem Kunststoffkleber versehen wird. Die den Kleber tragende Materialbahn wird durch eine Heizeinrichtung 8 vorgetrocknet und dann über eine Umlenkrolle 10 zum Förderweg eines Werkstückes 12 geführt. Das Werkstück ist hier zur Erläuterung als einstückiges Teil gezeigt, besteht in der Praxis jedoch aus einer Aufeinanderfolge mehrerer, jeweils durch einen kleinen Zwischenraum 14 getrennter Werkstücke, wie in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.
Das Werkstück 12 wird durch Heizstrahler 16 aufgewärmt und läuft durch eine zweite Klebstoffauftragstation 18, die eine Mehrzahl von Auftragwalzen aufweist, von denen eine in einem Vorratsbehälter 20 läuft, der mit Härter enthaltendem Kunststoffkleber gefüllt ist. In der Klebstoffauftragstation 18 wird die obenliegende Fläche des Werkstückes mit Kleber versehen. Hinter der Klebstoffauftragstation 18 ist eine durch eine Mehrzahl von Heizstrahlern gebildete Heizeinrichtung 22 vorgesehen, um den auf das Werkstück aufgetragenen Kleber etwas anzutrocknen. Seitlich des Förderweges sind Lineale 24 angeordnet, die das Werkstück spurgerecht ausrichten. Hinter diesen Linealen ist eine dritte Klebstoffauftragstation 26 vorgesehen, in der die Schmalseiten des Werkstückes mit Härter enthaltendem Kunststoffkleber versehen werden.
Werkstück 12 und Materialbahn 4 treffen bei einer ersten Andrückrolle 28 zusammen. Diese hat ebenso wie weitere Andrückrollen 30 eine hitzebeständige nachgiebige Auflage aus Silikongummi. Den Andrückrollen 28 und 30 ist jeweils ein Heizstrahler 32 zum Aufwärmen der Oberfläche zugeordnet, und zwischen den Andrückrollen 28 und 30 ist jeweils ein Flächenheizer 34 angeordnet, der jeweils als transversaler Heizstab gezeigt ist, in Wirklichkeit aber auch durch eine Mehrzahl derartiger Heizstäbe gebildet sein kann.
Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß der erforderliche Anpreßdruck ohne Abkühlung von Materialbahn und Werkstück erbracht werden kann, da die Oberfläche der Andrückrollen erwärmt ist.
Die Andrückrollen brauchen aber andererseits auch keine Wärme zuzuführen, und daher können sie mit der elastischen und schlecht wärmeleitenden Auflage aus Gummi versehen sein, die ein sauberes Andrücken der Materialbahn an das Werkstück gewährleistet. Die Zufuhr von Wärme zum Aushärten des Klebers erfolgt ja über die Flächenheizer 34 mit einer großen wirksamen Fläche. Damit kann auch nur wenig vorgehärteter Kleber zuverlässig zum Abbinden gebracht werden.
Im Bereich der Andrückrollen 28 und 30 sind zu beiden Seiten des Werkstückes insgesamt mit 36 bezeichnete Heiz- und Kühleinrichtungen angeordnet, die in Fig. 3 näher im Schnitt gezeigt sind.
Diese Heiz- und Kühleinrichtungen weisen einen Luftkasten 38 mit trapezförmiger Querschnittsfläche auf. Die breite Basisfläche des Trapezes bildet eine horizontale Auflagefläche 40. Die obere Wand des Luftkastens 38 ist mit Durchbrechungen 42 versehen, über die durch einen Anschlußstutzen 44 zugeführte Kühlluft austreten kann. Die austretende Kühlluft bildet zwischen der Auflage fläche 40 und den darüber befindlichen Materialbahnabschnitten ein Luftpolster, so daß die mit Kleber beschichteten überstehenden Materialbahnabschnitte nicht an der Auflagefläche 40 haften.
Die der Schmalseite des Werkstückes zugewandte Wand des Luftkastens 38 verläuft schräg von unten zur oberen Werkstückkante und ist als Spiegelfläche 46 ausgebildet. Unterhalb dieser Spiegelfläche ist ein sich in Förderrichtung erstreckender Heizstrahler 48 angeordnet, dessen an der Spiegelfläche 46 reflektierte IR-Strahlen die Schmalseite des Werkstückes längs des Wegstückes zusätzlich erwärmen, auf dem die Materialbahn fest mit der obenliegenden Fläche des Werkstückes verbunden wird.
Hinter der letzten Andrückrolle 30 sind Umlenkrollen 50 mit zur Förderwegebene geneigter Achse sowie seitliche Andrückrollen 52 mit vertikaler Achse vorgesehen, welche die überstehenden Materialbahnabschnitte nach unten umlegen bzw. an die Schmalseite des Werkstückes andrücken. Die Oberflächen dieser Rollen sind wiederum mit Silikongummi beschichtet und durch zugeordnete Heizstrahler 54 beheizt. Das Aushärten des Klebers besorgen weitere, den Schmalseiten zugeordnete Heizstrahler 56; dazwischen angeordnete weitere Andrückrollen mit vertikaler Achse erbringen den zum Abbinden gewünschten Druck.
Man erkennt, daß das Aufbringen und Vortrocknen des Klebers, das Aufbringen und Andrücken der Materialbahn und das Aushärten des Klebers auf der oberen Fläche des Werkstückes und auf den Schmalseiten des Werkstückes phasenverschoben, sonst aber unter gleichen Bedingungen erfolgt. Die Anzahl der verwendeten Andrückrollen und der verwendeten Flächenheizer kann natürlich gemäß dem jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden. Wichtig ist nur, daß die Wärmeeinwirkung flächig erfolgt, die Druckbeaufschlagung dagegen nur an vorgegebenen Stellen des Förderweges erfolgt.
Die Ummantelung des Werkstückes wird dadurch beendet, daß durch eine Abtrenneinrichtung 60 die nach unten überstehenden Materialbahnränder bündig zur Unterseite des Werkstückes entfernt werden.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Schnitt durch die unmittelbar nach dem Zusammenfügen von Materialbahn und Werkstück erhaltene Schichtstruktur. Man erkennt eine Beschleuniger enthaltende Kleberschicht 62, die von der Materialbahn 4 getragen ist, und eine Härter enthaltende Kleberschicht 64, die vom Werkstück getragen ist. Fig. 5 zeigt dieselbe Schichtstruktur nach dem Durchlaufen durch die Andrückrollen und die Flächenheizer. Die Grenzfläche zwischen den Kleberschichten ist verschwunden, und man hat eine einzige, durchgehende Kleberschicht 66 mit im wesentlichen homogener Zusammensetzung, die durch das Zusammenwalken der Klebstoffschichten durch die Andrückrollen und durch Diffusion erhalten wurde.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Kaschieren von Werkstücken Patentansprüche 1. Verfahren zum Kaschieren von Werkstücken, bei dem eine Schichtstruktur bestehend aus einem Werkstück, einer Kunstharzleimschicht und einer darüberliegenden Materialbahn unter Wärme und Druckeinwirkung zu einem Verbundmaterial vereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf die Materialbahn als auch auf das Werkstück Leim aufgetragen wird, der Leim auf der Materialbahn und dem Werkstück vorgetrocknet wird und die so mit vorgetrocknetem Leim beschichtete Materialbahn unter Druck auf das so mit vorgetrocknetem Leim beschichtete Werkstück aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunstharzkleber verwendet wird und die Materialbahn mit Beschleuniger enthaltendem Kleber und das Werkstück mit Härter enthaltendem Kleber beleimt wird oder umgekehrt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstruktur an aufeinanderfolgenden Stellen des Förderweges abwechselnd zusammengedrückt und erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die auf der Fläche beleimten Werkstücke unter Verwendung von an den nicht beleimten Schmalseiten angreifenden Linealen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ummantelung des Werkstückes in Förderrichtung des Werkstückes gesehen hinter den Linealen die Schmalseiten des Werkstückes beleimt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseiten des Werkstückes auf dem Teil des Förderweges, auf dem der Verbund zwischen der Materialbahn und der oberen, breiten Werkstückfläche hergestellt wird, zusätzlich erwärmt werden und daß dann die überstehenden Materialbahnabschnitte umgelegt und an die Schmalseiten angedrückt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die überstehenden Materialbahnabschnitte in dem Abschnitt des Förderweges, in dem die Schmalseiten zusätzlich erwärmt werden, gekühlt werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit Einrichtungen zum Beleimen und Fördern von Materialbahn und Werkstück und mit einer Einrichtung zum Herstellen eines Verbundes zwischen Materialbahn und Werkstück unter Wärme und Druckeinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Herstellen eines Verbundes zwischen Materialbahn (4) und Werkstück (12) Druckrollen (28, 30) und zwischen den letzteren angeordnete Flächenheizer (34) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrollen (28, 30) beheizt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrollen eine Auflage aus wärmebeständigem elastischem Material tragen und die Außenflächen dieser Auflagen durch einen Heizstrahler (32) aufwärmbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46, 48) zum Heizen der Schmalseiten des Werkstückes, die zwischen einer hinter Einführlinealen angeordneten Station zum Auftragen von Leim auf die Schmalseiten und einem Werkzeugsatz (50, 52) zum Umlegen und Andrücken der über die breite obere Fläche des Werkstückes überstehenden Materialbahnabschnitte angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Kühleinrichtung zum Kühlen der über die obere breite Fläche des Werkstückes (12) überstehenden Materialbahnabschnitte vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kühleinrichtung ein gekühltes Wärmeschutzschild ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeschutzschild als Luftkasten (38) ausgebildet ist, der in dem die überstehenden Materialbahnabschnitte untergreifenden Bereich mit Luftaustrittsöffnungen (42) zur Bildung eines Luftpolsters versehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schmalseite des Werkstückes zugewandte Oberfläche des Luftkastens als Spiegel (46) ausgebildet ist.

- Beschreibung -