DE10238187B4

DE10238187B4 - Verfahren zur Herstellung beschichteter länglicher Werkstücke

Info

Publication number: DE10238187B4
Application number: DE10238187A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schiele
Original assignee: Josef Schiele OHG
Current assignee: Josef Schiele OHG
Priority date: 2002-08-15
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2022-08-16
Also published as: WO2004018113A1; AU2003258600A1; DE10238187A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung profilierter und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen (6) beschichteter länglicher Werkstücke (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (2) unmittelbar nach der Formgebung in einer Beschichtungsvorrichtung (1) mit einem eine Ausnehmung (4) aufweisenden Beschichtungskopf (3), in dem die Kantenflächen (6) an einer Beschichtungsdüse (5) vorbeigeführt werden und die Kantenflächen (6) nach dem Auftragen eines zähflüssigen Beschichtungsmittels mit einem Vakuum beaufschlagt werden, beschichtet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung profilierter und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen beschichteter länglicher Werkstücke.
Längliche Werkstücke mit einem beliebigen Querschnittsprofil werden je nach Verwendungszweck nach der Formgebung und nach einer Nachbearbeitung einzelner Flächen und Kanten beschichtet. Die Beschichtung erfolgt entweder ganzflächig oder ist, insbesondere wenn allein die Verbindungsflächen oder -elemente beschichtet werden, nur auf Teilbereiche, beispielsweise die seitlichen Berührungsflächen einer Nut-Feder-Verbindung nebeneinander anzuordnender Leisten, beschränkt.
Derartige Querschnittsprofile sind beispielsweise durch Extrudieren hergestellte Leisten oder durch Fräsen und Hobeln hergestellte Fußbodenleisten wie Laminatprofile.
Bei der Serienfertigung derartiger beschichteter profilierter Werkstücke kommt es einerseits darauf an, die Beschichtung gleichmäßig und genau aufzutragen. Andererseits ist der Fachmann daran interessiert, eine Vorrichtung zu verwenden, die flexibel umrüstbar ist und eine Vielzahl verschiedener Werkstückprofile aufnehmen oder aber eine Vielzahl unterschiedlicher Seitenflächen beschichten kann.
Eine derartige Beschichtungsvorrichtung ist in der DE 102 24 238 A1 beschrieben. Diese Druckschrift wird hiermit als Referenz eingeführt und ist somit Bestandteil der Offenbarung.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Beschichtung länglicher Werkstücke gehen unabhängig von den Eigenschaften der verwendeten Beschichtungsmittel regelmäßig davon aus, dass die Werkstücke nach der Formgebung einem weiteren Nachbearbeitungsschritt, beispielsweise durch Drehen, Fräsen, Hobeln oder Schleifen, insbesondere der Kantenflächen, unterzogen werden müssen. Anschließend kann dann die Beschichtung der Kantenflächen in dafür vorgesehenen Beschichtungsvorrichtungen erfolgen.
Dabei wird die Formgebung und die Beschichtung in zwei voneinander durch eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung getrennten Vorrichtungen durchgeführt. Somit ist auch die Verwendung mindestens zweier Transportmittel, in die die Werkstücke eingespannt und durch die verschiedenen Vorrichtungen geführt werden, notwendig. Die automatische Beschichtung derartiger Werkstücke gestaltet sich daher anlagen- und kostenintensiv.
Es war die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, dass die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht aufweist und dennoch kostengünstig und flexibel einsetzbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den abhängigen Ansprüchen 2–9.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung länglicher und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen beschichteter Werkstücke, wobei zähflüssige Materialien direkt nach der Formgebung der Werkstücke und ohne einen weiteren Nachbearbeitungsschritt auf die seitlichen Kantenflächen aufgegeben werden können. Dabei kann die Formgebung und Beschichtung der profilierten Werkstücke in einer Anlage erfolgen, wobei vorzugsweise ein und dasselbe Transportmittel das Material durch die einzelnen Bearbeitungsschritte führt. Die Werkstücke können somit nach der Formgebung ohne ein Umspannen und ohne Nachbearbeitung beschichtet werden. Das efindungsgemäße Verfahren ist daher zeit- und kostengünstig und auf engem Raum durchführbar sowie flexibel auf die verschiedenen zu beschichtenden Profile umrüstbar.
Es war für den Fachmann überraschend, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zähflüssige Materialien auf die seitlichen Kantenflächen länglicher Werkstücke mit ausgeprägtem Querschnittsprofil aufgebracht werden können, ohne nach der Formgebung einen Nachbearbeitungsschritt durchführen zu müssen.
Die Beschichtungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse und einem eine Ausnehmung aufweisenden Beschichtungskopf, in dem eine Beschichtungsdüse angeordnet ist. Zudem kann mittels eines in dem Beschichtungskopf anlegbaren Vakuums etwaig überschüssiges Beschichtungsmittel nach dem Auftrag wieder abgetragen werden. Dieser Schritt kann ebenfalls zur Einstellung einer definierten Schichtdicke an Beschichtungsmittel durchgeführt werden.
Der Beschichtungskopf weist eine Ausnehmung zum Durchführen der zu beschichtenden Kantenflächen der länglichen Werkstücke auf. Innerhalb des Beschichtungskopfs ist zudem eine Beschichtungsdüse und ein Mittel zum Beaufschlagen der zuvor beschichteten Kantenflächen mit Vakuum angeordnet. Vorzugsweise ist der Beschichtungskopf außen an der Beschichtungsvorrichtung angeordnet, wodurch ein Auswechseln eines defekten Beschichtungskopfes oder eine Umrüstung auf Beschichtungsköpfe mit andersförmigen Ausnehmungen besonders einfach und schnell erfolgen kann. Die Ausnehmung besitzt vorzugsweise eine Kontour, die im wesentlichen der Querschnittsform der zu beschichtenden Kantenflächen entspricht.
In dem Beschichtungskopf ist eine Beschichtungsdüse angeordnet. Unter dem Begriff Beschichtungsdüse wird derjenige Teil der Beschichtungsvorrichtung verstanden, an dem das Beschichtungsmittel die Beschichtungsvorrichtung verlässt und der Auftrag auf die zu beschichtenden Flächen erfolgt. Die Beschichtungsdüse besitzt einen Anschluss für eine Beschichtungsmittelzuleitung und kann jede denkbare Form aufweisen, die gewährleistet, dass ein definierter Volumenstrom an Beschichtungsmittel durchfließt.
Beschichtungsdüse im Sinne der Erfindung bedeutet dabei nicht notwendigerweise, dass das Beschichtungsmittel durch die Düse fein verteilt werden muss. Beispielsweise kann das Beschichtungsmittel auch herausquillen und so in Kontakt mit den zu beschichtenden Kantenflächen gebracht werden.
Vorzugsweise ist die Beschichtungsdüse schlitzförmig ausgebildet, wobei die längliche Ausdehnung des Schlitzes bevorzugt quer zur Förderrichtung der zu beschichtenden Fläche steht. Der Fachmann versteht dabei, dass die Größe der Beschichtungsdüse, insbesondere die Größe der Übergabeöffnung, vorzugsweise die Dicke des Schlitzes, auf die Viskosität des Beschichtungsmittels, die Fördergeschwindigkeit der zu beschichtenden Flächen sowie die gewünschte Dicke der Beschichtung abgestimmt ist. Durch die Schlitzform der Beschichtungsdüse und ihre Ausrichtung quer zur Förderrichtung der zu beschichtenden Fläche ist ein über die Breite der Fläche gleichförmiger und gleichdicker Beschichtungsfilm gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Beschichtungsdüse im wesentlichen entlang der Kontour der Ausnehmung des Beschichtungskopfes. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eine besonders gleichmäßige Auftragung des Beschichtungsmittels sowie ein minimaler Materialverlust, der ausschließlich bei der Reinigung des Beschichtungskopfs anfällt, gewährleistet.
Das Beschichtungsmittel können beispielsweise Lacke oder pigmenthaltige Flüssigkeiten wie Farben, aber auch Klebstoffe sowie Leim oder Grundier- und Imprägniermittel sein. Jeder Stoff, der mittels einer Beschichtungsdüse aufgegeben werden kann und in der Lage ist, einen Film mit einer durchgehenden Schichtdicke zu erzeugen, ist vom Erfindungsgedanken umfasst.
In Transportrichtung der Werkstücke durch die Beschichtungsvorrichtung nach der Beschichtungsdüse ist innerhalb des Beschichtungskopfs zusätzlich ein Mittel angeordnet, mittels dessen ein Vakuum auf die beschichteten Flächen der Werkstücke aufgebracht werden kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mittels der Beschichtungsdüse aufgebrachten zähflüssigen Beschichtungsmittel von dem nachgeschalteten Vakuum teilweise wieder abgetragen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird mittels des Vakuums eine definierte Schichtdicke des aufgetragenen Beschichtungsmittels eingestellt. In einer überaus bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das wieder abgetragene Beschichtungsmittel in einer Kammer der Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise unter Verwendung von Filtern und/oder Prallblechen, abgeschieden und gesammelt. Eine derartige Kammer ist in der DE 101 10 859 A1 beschrieben. Die entsprechende Beschreibung wird hiermit ebenfalls als Referenz eingeführt und ist somit Teil der Offenbarung.
Durch diese überaus vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf besonders einfache Weise ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das eine auf die Verwendung abgestimmte Dicke der Beschichtungsmittelschicht einzustellen in der Lage ist und gleichzeitig das überschüssige Material sammelt und vorzugsweise im Kreislauf führt und somit der Anlage wieder zur Verfügung stellt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1–3 näher beschrieben. Die Figuren enthalten jedoch nur beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken in keiner Weise ein. Es zeigen
1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung,
2 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abscheidekammer.
In 1 wird die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 1 gezeigt. Die Beschichtungsvorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 7 und einem daran angeordneten Beschichtungskopf 3. Zu dem Beschichtungskopf 3 führen innerhalb des Gehäuses 7 Leitungen 8 für den Zu- und Abfluss von Beschichtungsmitteln und Luft. Der Beschichtungskopf 3 weist eine Ausnehmung 4 zur Aufnahme des zu beschichtenden Profils des länglichen Werkstücks 2 auf. Innerhalb des Beschichtungskopfes 3 ist bei in die Papierebene hineinlaufender Förderrichtung des Werkstücks 2 zuvorderst die Beschichtungsdüse (nicht gezeigt) und dahinter das Mittel zur Beaufschlagung mit Vakuum (nicht gezeigt) angeordnet. Das Beschichtungsmittel wird über die Zuleitung 8 zum Beschichtungskopf 3 gefördert und auf die seitlichen Kantenflächen 6 aufgetragen. Das mittels Vakuum abgetragene Beschichtungsmittel wird in dem Luftstrom mitgerissen und über die Ableitung 8 in das Gehäuse 7 der Beschichtungsvorrichtung 1 zurückgeführt.
In 2 wird die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das zu formende Material 9 wird in der formgebenden Vorrichtung 10, beispielsweise einem Extruder oder eine Hobelanlage, zu einem länglichen Material 11 geformt. Das Material 11 durchläuft unmittelbar nach der Formgebung und ohne eine zusätzliche Nachbearbeitung der zuvor geformten Flächen die Beschichtungsvorrichtung 1, in der die Ringe die profilierte Beschichtungsdüse 5 andeuten. Der Beschichtungsdüse 5 wird das Beschichtungsmittel mit der Pumpe 13 aus einem Vorratsbehälter 12 zugeführt. Hinter der Beschichtungsdüse wird das beschichtete Werkstück 2 mit einem Vakuum beaufschlagt. Das abgetragene Beschichtungsmittel wird über eine in der Beschichtungsvorrichtung 1 befindliche Abscheidekammer (nicht gezeigt) zurück zu dem Vorratsbehälter 12 geführt.
In 3 wird eine geschnittene Ansicht einer Abscheidekammer 14 dargestellt. Die durch Anlagen des Vakuums strömende Luft reißt überschüssiges Beschichtungsmittel von den beschichteten Kantenflächen (nicht gezeigt) mit. Das Beschichtungsmittel liegt als feine Tröpfchen verteilt im Luftstrom vor. Der Luftstrom tritt in die Abscheidekammer 14 ein und trifft auf das Prallblech 15, an dem sich ein Großteil des im Luftstrom befindlichen Beschichtungsmittels abscheidet und in den Vorrat 16 am Boden der Abscheidekammer 14 abtropft. Aus dem Vorrat kann das abgeschiedne Beschichtungsmittel, beispielsweise zur Aufbereitung oder zum Direkteinsatz zurückgeführt werden. Der Luftstrom zirkuliert innerhalb der Abscheidekammer 14 und tritt durch das Lochblech 17 und das Lochblech 18 hindurch in die Filtereinheit 19, in der die feinstverteilten Beschichtungsmitteltröpfchen abgeschieden werden. Der von Beschichtungsmittel freie Luftstrom verlässt die Abscheidekammer 14 schließlich im Dachbereich der Kammer.
Bezugszeichenliste

1: Beschichtungsvorrichtung
2: beschichtetes Werkstück
3: Beschichtungskopf
4: Ausnehmung
5: Beschichtungsdüse
6: Kantenfläche
7: Gehäuse
8: Leitung für Zu- und Abfluss
9: zu formendes Material
10: formgebende Vorrichtung
11: geformtes Material
12: Vorratsbehälter
13: Pumpe
14: Abscheidekammer
15: Prallblech
16: Vorrat
17: Lochblech
18: Lochblech

Claims

Verfahren zur Herstellung profilierter und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen (6) beschichteter länglicher Werkstücke (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (2) unmittelbar nach der Formgebung in einer Beschichtungsvorrichtung (1) mit einem eine Ausnehmung (4) aufweisenden Beschichtungskopf (3), in dem die Kantenflächen (6) an einer Beschichtungsdüse (5) vorbeigeführt werden und die Kantenflächen (6) nach dem Auftragen eines zähflüssigen Beschichtungsmittels mit einem Vakuum beaufschlagt werden, beschichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (2) mit ein und demselben Transportmittel durch eine formgebende Vorrichtung (10) und die Beschichtungsvorrichtung (1) geführt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (2) aus Holz, Metall, Kunststoff, oder Verbundwerkstoffen aus wenigstens zwei dieser Materialien bestehen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kantenflächen (6) entlang der offenen Seite der Ausnehmung (4) geführt und dabei mittels der Beschichtungsdüse (5) beschichtet werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontour der Ausnehmung (4) im wesentlichen die Querschnittsform der zu beschichtenden Kantenfläche (6) aufweist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Beschichtungsdüse (5) im wesentlichen entlang der Kontour der Ausnehmung (4) erstreckt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Beschichtungsdüse (5) aufgedüsten zähflüssigen Materialien durch das nachfolgende Vakuum teilweise wieder abgetragen werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Vakuum an den Kantenflächen (6) vorbeigeführte Luftstrom in die Beschichtungsvorrichtung (1) geführt wird und das abgetragene Beschichtungsmittel aus dem Luftstrom in einer Kammer (14) der Beschichtungsvorrichtung (1) abgeschieden und gesammelt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zähflüssigen Materialien Farben, Lacke oder Klebstoffe sind.