SCHMID, Johannes (Weinbergstrasse 24, Starzach-Wachendorf, 72181, DE)
| Pacentanspruche 1. Verfahren zum Beschichten von Werkstücken (2), die zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, oder dergleichen bestehen, mit den Schritten: Bereitstellen eines Werkstücks (2), das zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, oder dergleichen besteht, Zufuhren eines Beschichtungsmaterials (12), das auf eine Oberfläche (2a) des Werkstücks (2) aufzubringen ist, Aufbringen von Energie auf eine Oberflache (2a) des Werkstucks derart, dass in dem Material des Werkstucks (2) enthaltenes Lignin zumindest an der zu beschichtenden Oberfläche (2a) des Werkstucks haftende Eigenschaften entfaltet, und Andrücken des Beschichtungsmaterials (2) an eine Oberflache (2a) des Werkstücks, wobei das Beschichtungsmaterial (12) zumindest teilweise unter Nutzung der haftenden Eigenschaften des Lignin mit dem Werkstück (2} verbunden wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie direkt oder indirekt auf die Oberflache (2a) des Werkstücks aufgebracht wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusatzliches Haftmittel bzw. haftend machbares Mittel (14) auf die Oberfläche (2a) des Werkstucks (2) und/oder das Beschichtungsmaterial (12) aufgebracht wird. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie mittels einer Energiequelle (30) aufgebracht wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Laser, Infrarotquelle, Ultraschallquelle,. Magnetfeldquelle, Mikrowellenquelle, Plasmaquelle, und Begasungsquelle. 5. Vorrichtung (1) zum Beschichten von Werkstucken (2), die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Aluminium oder dergleichen bestehen, insbesondere zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: eine Zufuhreinrichtung (10) zum Zuführen eines Beschichtungsmaterials (12), eine Andruckeinrichtung (20) zum Andrucken des Beschichtungsmaterials (12) an eine Oberflache (2a) eines Werkstücks (2) , eine Fordereinrichtung (4) zum Herbeifuhren einer Relativbewegung zwischen der Andrückeinrichtung (20) und dem jeweiligen Werkstück (2) , und mindestens eine Energiequelle (30} zum Aufbringen von Energie auf ein Haftmittel bzw. haftend machbares Mittel (14), das eigenständig vorgesehen sein kann und/oder Teil des Beschichtungsmaterials (12) und/oder des Werkstücks (2) sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Energiequelle (30) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Laser, Infrarotquelle, Uitraschallquelle, Magnetfeldquelle, Mikrowellenquelle, Plasmaquelle, und Begasungsquelle. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung (10) einen Vorrat an Beschichtungsmaterial (12) enthalt, dessen Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff, Furnier, Papier, Pappe, Metall, und Kombinationen hiervon . 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial (12) zumindest abschnittsweise eine integrale oder diskrete Schicht (14) aufweist, die durch Energiezufuhr haftende Eigenschafren entfaltet. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens eine Haftmittelbereitstellungseinrichtung (40, 42) aufweist, die eingerichtet ist, ein bereits haftendes oder noch durch Energiebeaufschlagung haftend zu machendes Mittel (14) auf das Beschichtungsmaterial (12) und/oder Werkstück (2) aufzutragen. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Haftmittelbereitstellungseinrichtungen (40, 42) aufweist, die voneinander unterschiedliche Haftmittel (14) bzw. haftend machbare Mittel (14) bereitstellen. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinrichtung (20) eingerichtet ist, das Beschichtungsmaterial (12) auf eine Schmalfläche und/oder eine Breitflache des Werkstucks (2) aufzubringen. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Energiequelle (30) verfahrbar angeordnet ist, und zwar bevorzugt quer zur Richtung einer durch die Fordereinrichtung (4) erzeugten Relativbewegung zwischen der Andruckeinrichtung (20) und dem jeweiligen Werkstuck (2) . 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fordereinrichtung (4) eingerichtet ist, die Werkstucke (2) in einer Durchlaufrichtung zu fordern. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Fokussiereinrichtung (32} aufweist, die eingerichtet ist, die von der Energiequelle (30) bereitgestellte Energie auf ausgewanlte Bereiche des zu aktivierenden oder zu erzeugenden Haftmittels (14) zu richten, 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle (30) und/oder die Fokussiereinrichtung (32) eingerichtet sind, zu oszillieren. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle (30) und/oder die Fokussiereinrichtung (32) eingerichtet sind, umso schneller zu oszillieren, je schneller die Relativbewegung gegenüber dem Werkstuck (2) ist. |
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Beschichten von Werkstücken der eingangs genannten Art sind beispielsweise in der Form von Kantenanleimmaschinen im Bereich der Möbel- und Bauelement Industrie seit langem bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 34 47 592 eine Kantenanleimvorrichtung, bei der das Kantenmaterial über eine Zuführeinrichtung zugeführt und dabei ein Schmelzkleber auf die dem Werkstück zugewandte Fläche des Kantenmaterials aufgebracht wird. Anschließend wird das Kantenmaterial mittels einer Andrϋckrolle an die zu beschichtende Oberflache des Werkstücks angedruckt.
Obgleich sich diese Technik über einen langen Zeitraum bewahrt hat, lassen die in der Möbel- und
Bauelementemdustrie immer weiter wachsenden Anforderungen den Wunsch nach verbesserten Losungen für das Beschichten von Werkstucken entstehen. Wesentliche Aspekte sind hierbei einerseits die immer größer werdende Vielfalt an Beschichtungsmaterialien, die in den unterschiedlichsten Dicken und Materialien vorliegen und individuelle Losungen erfordern. Darüber hinaus wird auch immer häufiger eine so genannte Stückzahl-1-Fertigung gefordert, bei der für jedes Werkstück ein anderes Beschichtungsmateriai vorzusehen ist. Dies erfordert eine hohe Variabilität bzw. Anpassungsfähigkeit der Beschichtungsvorrichtung.
Darüber hinaus kann die Handnabung und Aufbringung heißen Schmelzklebers auf das Beschichtungsmaterial zα Verunreinigungen und Störungen im Betriebsablauf fuhren, was die Zuverlässigkeit der Bearbeitung beeinträchtigen kann.
Nicht zuletzt nehmen auch die Anforderungen an die Betriebsgeschwindigkeit bzw. Kapazität der
Beschichtungsvorrichtungen immer weiter zu, so αass auch ein Bedarf an einer beschleunigten Arbeitsweise der Beschichtungsvorrichtung besteht .
Darstellung der Erfindung
Es ist daher AufgaDe der Erfindung, ein
Beschichtungsverfahren und eine Beschichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die einen zuverlässigen, flexiblen und gleichzeitig zugigen Betrieo ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch ein Verfahren zum Beschichten von Werkstucken nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Beschichten von Wertstücken nach Anspruch 5 gelost. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind m den abhangigen Ansprüchen angegeben.
Dem erfmdungsgemaßen Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, die Materialeigenschaften der die Werkstucke häufig verwendeten Holzmaterialien bzw. holzbasierten Materialien direkt für das Anhaften eines Beschichtungsmaterials zu nutzen. Vor diesem Hintergrund zeichnet sich das erfindungsgemaße Verfahren dadurch aus, dass Energie auf eine Oberflache des Werkstucks derart aufgebracht wird, dass in dem Material des Werkstücks enthaltenes Lignin zumindest an der zu beschichtenden Oberflache des Werkstucks haftende Eigenschaften entfaltet. Das Beschichtungsmaterial wird an eine Oberflache des Werkstucks angedruckt, wobei das Beschichtungsmaterial zumindest teilweise unter Nutzung der haftenden Eigenschaften des Lignin mit dem Werkstuck verbunden wird.
Durch diese völlig neuartige Verfahrensweise kann der Einsatz eines zuzuführenden Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels vermindert werden. Je nach Anwendungsfall kann sogar ganz auf den Einsatz eines zuzuführenden Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels verzichtet werden. Auf diese Weise kann der Beschichtungsvorgang zuverlässig, flexibel und gleichzeitig zugig gemacht werden.
Durch das Aufbringen von Energie auf das in dem zu beschichtenden Werkstuck enthaltene Lignin wird dieses aufgeschmolzen bzw. angeschmolzen, sodass das Lignin haftende Eigenschaften entfaltet. Diese werden im Rahmen der folgenden Erfindung vorteilhaft für das Anbringen des Beschichtungsmaterials an das jeweilige Werkstuck genurzt. Dabei kann die Energie im Rahmen der vorliegenden Erfindung direkt oder indirekt auf die Oberflache des Werkstucks aufgebracht werden. Eine indirekte Aufbringung der Energie kann beispielsweise durch Reflektion oder auch durch andere geeignete Mechanismen erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, das Beschichtungsmaterial selbst als Ubertragungsmedium von reflektierter Strahlung, von Warme oder anderer geeigneter Energieformen zu nutzen. Auf diese VJeise wird es beispielsweise möglich, gleichzeitig einen Energieeintrag sowohl in das Bescnichtungsmaterial als auch in die Werkstuckoberflache zu ermöglichen, sodass gegebenenfalls mit einer einzelnen oder jedenfalls einer verminderten Anzahl von Energiequellen gearbeitet werden kann. Wie bereits erwähnt, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, die Verbindung zwischen dem Beschichtungsrnateπal und dem jeweiligen Werkstuck ausschließlich durch das im Werkstuck enthaltene Ligmn zu erzeugen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass ein zusätzliches Haftmittel DZW. haftend machbares Mittel auf die Oberflache des Werkstucks und/oder das Beschichtungsmaterial aufgebracht wirα. Hierdurch lasst sich eine besonders zuverlässige und hochwertige Verbindung erzielen, wobei die Nutzung des Ligmn m vielen Fallen zu einer stark verminderten Menge zuzuführenden Haftmittels bzw. haftend macnbaren Mittels fuhrt.
Für die Aktivierung bzw. das Aufschmelzen des Ligmn eignen sich unterschiedlichste Energiequellen, auf die untenstehend noch naher eingegangen wird.
Ferner stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstucken nach Anspruch 5 bereit. Der erfmdungsgemaßen Vorrichtung liegt der Gedanke zugrunde, an der Schnittstelle zwischen Beschichtungsmaterial und Werkstuck anzusetzen und den bisher zum Einsatz kommenden, vorgeheizten Schmelzkleber durch neuartige Verbindungstechniken zu ersetzen. Zu diesem Zweck ist erfmdungsgemaß vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Beschichten von Werkstucken mindestens eine Energiequelle zum Aufbringen von Energie auf ein Haftmittel bzw. αaftend machbares Mittel aufweist, das eigenständig vorgesehen sein kann und/oder Teil des Beschichtungsmateπals und/oder des Werkstucks sein kann. Auf diese Weise ergeben sich deutlich weit reichendere Möglichkeiten, den Verbindungsvorgang des Beschichtungsmaterials an dem Werkstück auf die jeweiligen Anforderungen abzustimmen und so für jeden Einzelfall einen optimalen Betrieb der Beschichtungsvorrichtung zu ermöglichen. Hierdurch ergibt sich selbst bei so genannter Stuckzahl-1-Fertigung eine optimale Kombination eines präzisen, flexiblen und zugigen Betriebs. Die Energiequelle kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet sein, wobei der Begriff „Energie" im Rahmen der vorliegenden Erfindung m einem breiten Sinne aufzufassen ist. Dabei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die mindestens eine Energiequelle ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Laser, Infrarotquelle, Ultraschallquelle, Magnetfeldquelle, Mikrowellenquelle, Plasmaquelle und Begasungsquelle. Diese Aufzahlung macht deutlich, dass neben klassischen Energiequellen auch Energiequellen in Frage kommen, die Energie beispielsweise durch eine chemische Reaktion auf das Beschichtungsmatenal aufbringen, die beispielsweise eine Begasungsquelle. In diesem Zusammenhang ist auch zu beachten, dass die jeweilige Energiequelle einerseits ein bereits als Haftmittel vorhandenes Mittel aktivieren kann und andererseits auch ein an sich nicht als Haftmittel dienendes Mittel durch Energiebeaufschlagung, chemische Reaktion oder dergleichen zu einem haftenden Mittel machen Kann. Ferner ist zu beachten, dass im Rahmen der Erfindung prinzipiell ]ede beliebige Energiequelle zum Einsatz kommen kann.
Jede der oben genannten Energiequellen besitzt ihre spezifischen Vorteile. So ermöglicht ein Laser ein oesonders zielorientwertes und zugxges Arbeiten, wahrend Infrarot- und Plasmaquellen einen breitspurigen BetrieD und eine gute Tiefenwirkung zulassen. Energiequellen mit Ultraschall, Magnetfeld und Mikrowelle arbeiten beruhrungslos und können auch wahrend des Andruckens des Beschichtungsrratenals noch Energie m den Prozess einbringen. Dabei besitzt insbesondere ein Magnetfeld eine gute Tiefenwirkung. Eine auf Begasung basierende Energiequelle eignet sic κ besonders gut dazu, durch Einwirkung auf und Reaktion mit dem
Beschich^ungsmaterial überhaupt erst einen Stoff zu bilden, αer haftende Eigenschaften besitzt.
Das Beschichrungsmaterial ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in Form eines Vorrats in der Zufuhreinrichtung vorgesehen, wobei das Beschichtungsmaterial im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus unterschiedlichsten Materialien ausgewählt sein kann. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es dabei bevorzugt, dass das Material des Beschichtungsmaterials ausgewählt ist aus αer Gruppe bestehend aus Kunststoff, Furnier, Papier, Pappe, Metall und Kombinationen hiervon.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Beschichtungsiraterial 12 zumindest abschnittsweise eine integrale oder diskrete Schicht aufweist, die durch Energiezufuhr naftende Eigenschaften entfaltet. Auf diese Weise ist es im Rahmen der Erfindung nicht mehr unbedingt erforderlich, einen herkömmlichen Haftmittelauftrag vorzusehen, sondern diese Funktion kann in die Kantenzufuhr integriert werden. Dabei ermöglicht eine vollständige Integration des Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels in das Beschichtungsmaterial einen sehr einfachen und zugigen Betrieb der erfmdungsgemaßen Vorrichtung. Demgegenüber besitzt die Ausbildung des Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels als diskrete Schicht, die zu einem geeigneten Zeitpunkt mit dem Beschichtungsmaterial verounden wird, den Vorteil einer höheren Vaπantenvielfalt , so muss bei der letztgenannten Ausgestaltung auch für unterschiedlichste Arten von Beschichtungsmaterialien nur eine einzelne diskrete Schicht eines Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels vorgehalten werden.
Alternativ oder zusätzlich kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch weiterhin vorteilhaft sein, dass die Vorrichtung ferner mindestens eine
Haftmittelbereitstellungsemrichtung aufweist, die eingerichtet ist, ein bereits haftendes oder noch durch Ξrergiebeaαfschlagung haftend zu machendes Mitte- auf das Beschxchtungsmateπal und/oder Werkstück aufzutragen. Hierdurch wird die Var^antenvielfalt der Vorrichtung noch weiter erhöht, und es kann auch mit Kombinationen verschiedener Haftmittel gearbeitet werden, sodass mittels der erfindungsgemaßen Vorrichtung praktisch jedes Beschichtungsmaterial auf praktisch jedes Werkstuck aufgebracht werden kann. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Vorrichtung mindestens zwei
Haftmittelbereitstellungsemrichtungen aufweist, die voneinander unterschiedliche Haftmittel bzw. haftend machbare Kittel bereitstellen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Andruckeinrichtung eingerichtet ist, das Beschichtungsmaterial auf eine Schmalflache und/oder eine Breitflache des Werkstucks aufzubringen. Somit lassen sich mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung Werkstucke mit einer beliebigen Gestalt bei weiterhin präzisem, flexiblem und zugigem Betrieb herstellen.
Insbesondere bei einem Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf eine Breitflache des Werkstucks ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass die mindestens eine Energiequelle verfahrbar angeordnet ist, und zwar bevorzugt quer zur Richtung einer durch die Forderemricntung erzeugten Relativbewegung zwischen der Andruckeinrichtung und dem jeweiligen Werkstuck. Hierdurch lassen sich auch großflächige Beschichturgsmatenalien rationell mit einer einzigen bzw. einer geringen Änzanl von Energiequellen aufbringen .
Die Fordereinrichtung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein, beispielsweise derart, dass das jeweilige Werkstuck stationär vorgesehen ist und ein oder mehrere Bauteile der Vorrichtung m Bezug auf das Werkstuck verfahrbar sind. Derartige Stationarmaschmen zeichnen sich durch einen sehr geringen Platzbedarf und eine hohe Variabilität aus. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, αass die Fördereinrichtung eingerichtet ist, die Werkstucke in einer Durchlaufrichtung zu fördern, wobei der Forderbetrieb kontinuierlich oder gegebenenfalls auch getaktet: sein kann. Auf diese Weise wird ein besonders zügiger und störungsfreier Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit hohem Durchsatz erreicht .
Die einzelnen Baueinheiten der erfindungsgemaßen Vorrichtung können prinzipiell als eigenständige, fest oder verfahrbar montierte Einheiten angeordnet sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass zumindest die Andrückeinrichtung und die Energiequelle zu einer Einheit zusammengefasst sind, die über eine Schnittstelle in eine Versorgungseinheit wie beispielsweise in die Werkzeugaufnahme einer Spindeleinheit einwechselbar ist. Hierdurch lässt sich eine hochgradig variable und flexible Vorrichtung schaffen, mit der unterschiedlichste Werkstücke und Beschickungsmaterialien verarbeitet werden können, ohne eine übermaßig große Anzahl von Bauteilen vorzusehen. Insbesondere wird durch die Einwechselbarkeit der Einheit aus Andrückeinrichtung und Energiequelle die Anzahl der erforderlichen Antriebseinheiten vermindert, da unterschiedliche Einheiten über die gemeinsame Versorgungseinheit (beispielsweise Spindeleinheit) angetrieben und versorgt werden können.
Ferner ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Fokussiereinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die von der Energiequelle bereitgestellte Energie auf ausgewählte Bereiche des zu aktivierenden oder zu erzeugenden Haftmittels zu richten. Auf diese Weise können mehrere Effekte gleichzeitig erzielt werden. Einerseits kann der Betrieb der Vorrichtung problemlos an unterschiedliche Abmessungen des Beschichtungsmaterials abgestimmt werden, ohne dass Umbauarbeiten an der jeweiligen Energiequelle erforderlich sind. So kann die Wirkflache punkt- oder linienfόrmig, aber auch flachig mit unterschiedlichen Abmessungen eingestellt werden.
Darüber hinaus kann über die Fokusslereinrichtung ^edocn gegebenenfalls auch die Intensität der auf das Haftinittel aufgebrachten Energie variiert werden, sodass ein optimales Beschichtungsergebnis ohne Beschädigung des Beschichtungsmaterials erreicht werden kann.
In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass d_e Energiequelle und/oder die Fokussieremπchtung eirgenchtet sind, zu oszillieren. Hierdurch können lokale Energiespxtzen vermieden werden, und es kann eine gleichmäßige Abdeckung des mit Energie zu beaufschlagenden Bereichs bewirkt werden. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Energiequelle und/oder die Fokussiereinricntung eingerichtet sind, umso schneller zu oszillieren, je scnneller die Relativbewegung gegenüber dem Werkstuck ist.
Die Fokussiereinπchtung kann die von der Energiequelle bereitgestellte Energie prinzipiell auf eine beliebige Stelle des Beschicntungsmaterials oder gegebenenfalls auch des Werkstucks oder Haftmittels richten. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dabei jedoch vorgesehen, dass die Fokussieremrichtung eingerichtet ist, die von der Energiequelle bereitgestellte Energie in dem Bereich unmittelbar stromaufwärts eines Andruckbereichs zu richten, in welchem das Beschichtungsmateπal an einer Oberflache eines Werkstucks angedruckt wird. Hierdurch kann mit einer minimalen Energiemenge gearbeitet werden, was nicht nur den Energieverbrauch vermindert, sondern auch mögliche Beeinträchtigungen der mit Energie beaufschlagten Materialien minimiert .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Steueremπcntung auf, die eingerichtet ist, den Betrieb, insbesondere die Leistung der Energiequelle auf die Eigenschaften und Abmessungen des Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels sowie die Relativgeschwmdigkeit zwischen Energiequelle und Haftmittel abzustimmen. Auf diese Weise lasst sich unter allen Betriebsbedingungen und für alle verwendeten Materialien ein optimales Beschichtungsergebnxs erzielen, und zwar auch bei wirtschaftlichen Arbeitsbedingungen, in dem nämlich mit einem optimalen Energieeintrag, mit einer optimalen Haftmittelmenge, etc. gearbeitet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Beschichtungsvorrichtung 1 als bevorzugte Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Beschicntungsvorrichtαng 1 als zweite bevorzugte Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt schematisch eine Draufsicnt einer Beschichtungsvorrichtung 1 als dritte bevorzugte Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Beschichtungseinheit für eine erfirdungsgemafte Beschichtungsvorπcntung.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen
Bevorzugte Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Eine Beschichtungsvomchtung 1 zum Beschichten von Werkstucken 2 als bevorzugte Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung ist m Figur 1 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Die Beschichtungsvomchtung 1 dient in der vorliegenden Ausfuhrungsform zum Beschichten von plattenformigen Werkstucken 2, die zumindest abstandsweise aus Holz- Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, wie sie beispielsweise im Bereich der Möbel- und Bauelementemdustrie heute zum Einsatz kommen. Dabei kann es sich um unterschiedlichste Werkstucke wie beispielsweise Massivholz- oder Spanplatten, Leichtbauplatten, Sandwichplatten, Fußbodenleisten, Profilen zur Profilummantelung etc. handeln. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Werkstucke beschrankt ist.
Die Beschichtungsvomchtung 1 umfasst zunächst eine Fordereinrichtung 4, die m der vorliegenden Ausfuhrungsform als Durchlaufforderemrichtung ausgestaltet ist, beispielsweise m Form eines Rollenforderers, Riemenforderers oder dergleichen. Dabei dient die Fordereinrichtung 4 dazu, die Werkstucke 2 in einer Durchlaufrichtung (von links nach rechts m Figur 1} zu fordern.
Neben der Fördereinrichtung 4 ist eine Zufuhreinrichtung 10 zum Zufuhren eines Beschichtungsmaterials 12 angeordnet, wobei es sich bei dem Beschichtungsmateπal beispielsweise um ein Kantenmaterial für eine Schmalflache des Wertstücks, aber auch um ein Deckmaterial für eine Breitflacne oder ]ede andere beliebige Oberflache des Wertstücks 2 handeln kann. Die Zufuhremπchtαng 10 enthalt einen Vorrat an Beschichtungsmateπal 12, das aus unterschiedlichsten Materialien bestehen kann, wie beispielsweise Kunststoff, Furnier, Papier, Pappe, Metall, etc. und vielfaltigen Kombinationen hiervon. Dabei kann das Besch_chtungsmateπa J . beispielsweise in Rollenform (ggf- in einer Kassette) , aber auch in Form von Einzelabschnitten vorgesehen sein. In der vorliegenden Ausführungsform gemäß Figur 1 handelt es sich jedoch um ein Beschichtungsmaterial, das eine integrale oder diskrete Schicht 14 enthält, die durch Energiezufuhr haftende Eigenschaften enthaltet, ein derartiges integrales Beschichtungsmaterial kann beispielsweise durch ein Kunststoffmaterial gebildet sein, das eine Schicht 14 enthält, die durch die Energiezufuhr haftende Eigenschaften entfaltet. Bei Vorsehen einer diskreten Schicht 14 kann das übrige Beschichtungsmaterial prinzipiell aus einem beliebigen Material bestehen. In jedem Falle ist die diskrete Schicht 14 auf der dem Werkstuck 2 zugewandten Seite des Beschichtungsπiateπals 12 angeordnet.
Die Zufϋhreinrichtung 10 führt das Beschichtungsmaterial 12 einer Andrückeinrichtung 20 zum Andrücken des Beschichtungsmaterials 12 an eine Oberflache 2a des Werkstucks 2 zu. Bei der Andrückeinrichtung 20 handelt es sich in der vorliegenden Ausfuhrungsform um eine Andrückrolle (anstelle einer Andruckrolle können beispielsweise auch Bander, Schuhe oder dergleichen zum Einsatz kommen) , die auf der Oberflache 2a des Werkstucks 2 abrollt und auf diese Weise das Beschichtungsmaterial 12 an die Oberfläche 2a des Werkstücks 2 andruckt.
Ferner umfasst die Beschichtungsvorrichtung 1 eine Energiequelle 30 zum Aufbringen von Energie auf das Haftmittel bzw. haftend machbare Mittel 14. Dabei kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung unterschiedlichste Energiequellen in Betracht, wie beispielsweise Laser, Infrarotquelle, Ultraschallquelle, Magnetfeldqueile, Mikrowellenquelle, Plasmaquelle, Begasungsqueile etc. Alle diese Energiequellen 30 stellen Energie in gerichteter Form bereit und richten diese auf das Haftmittel bzw. haftend machbare Mittel 14, das als integraler oder diskreter Teil des Beschichtungsmaterials 12 zugeführt wird. Diese gebündelte bzw. gerichtete Energie ist wie in Figur 1 durch eine von der Energiequelle 30 ausgehende Linie dargestellt. Diese durchlauft eine Fokussieremπchtung 32, die eingerichtet ist, die von der Energiequelle 30 bereitgestellte Energie auf ausgewählte Bereiche des zu aktivierenden oder zu erfolgenden Haftmittels 14 zu richten. Es ist 3edoch zu beachten, dass die Energiequelle 30 im Rahmen der Erfindung auch an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein kann. So kann eine Energiequelle gemäß einer allgemeinen Weiterbildung der Erfindung beispielsweise auch in der Andruckeinrichtung und/oder der Fordereinrichtung integriert sein.
Im einfachsten Falle kann es sich bei der
Fokussieremrichtung 32 um eine Linse handeln. Es ist jedoch zα beachten, dass ] e nach Energiequelle 30 unterschiedliche Fokussieremrichtung 32 zum Einsatz kommen können, wobei die Fokussieremrichtung jeweils eingerichtet sein kann, die Streubreite und gegebenenfalls auch die Intensität der aufgebrachten Energie einzustellen. Auf diese Weise richtet die Fokussieremrichtung 32 die von der Energiequelle 30 bereitgestellte Energie m αen Bereich urmittelbar stromaufwärts eines Λndruckoereichs 32, m welchem das Beschichtungsmaterial 12 an die Oberflache 2a des Werkstucks 2 argedruckt wird.
Dieser Betrieb der Energiequelle 30 und auch der Fokussieremrichtung 32 wird durch eine rieht naher gezeigte Steuereinrichtung gesteuert, wobei die Steueremπcntung insbesondere die Leistung der Energiequelle 30 auf die Eigenschaften und Abmessungen des Haftmittels bzw. haftend machbaren Mittels 14 sowie die Relativgescnwmdigkeit zwischen Energiequelle 30 und Haftmittel 14 abstimmt. Zusätzlich <ann die Steuereinrichtung auch Informationen von Sensoren auswerten, die den Betrieb der
Beschichtungsvorricntung überwachen, beispielsweise Sensoren, die im Bereich des ArdrucKbereichs 22 angeordnet sind und beispielsweise die Temperatur des aufgebrachten Beschichtungsmaterials 12 erfassen. Auf der Grundlage dieser Informationen kann die Steuereinrichtung nicht nur die Energiequelle 30, sondern gegebenenfalls auch die Fokussiereinrichtung 32 steuern.
Dabei ist zu beachten, dass die Fokussiereinrichtung 32 in der vorliegenden Ausführungsform eingerichtet ist, bei Bedarf zu oszillieren beispielsweise in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene in Figur 1. Unter einer Oszillierbewegung wird dabei eine Schwingung mit einer Frequenz von Deispielsweise mindestens 10 Hz (z. B. 50 Hz) verstanden. Dabei sorgt die Steuereinrichtung dafür, dass die Fokussiereinrichtung umso schneller oszilliert, je schneller die Relativbewegung gegenüber dem Werkstück 2 ist.
Ferner ist die Fokussiereinrichtung 32 in der vorliegenden Ausführungsform gemeinsam mit der Energiequelle 30 verfahrbar, und zwar in einer Richtung quer zur Durchlaufrichtung der Fördereinrichtung 4. Dies ist besonders vorteilhaft für großflächige Beschichtungsaufgaben, wie beispielsweise zur Beschichtung der Breitflachen von Werkstucken .
Zusatzlich oder alternativ zu einer Aktivierung eines Haftmittels bzw. haftend machbaren Mitteis 14 (das in beliebiger Form zugeführt werden kann) ermöglicht die erfindungsgemaße Vorrichtung 1 jedoch auch das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem in dem jeweiligen Werkstück 2 enthaltenes Lignin zum Anbringen des Beschichtungsmaterials 12 an der Oberfläche 2a des Werkstucks 2 genutzt wird. Hierfür sind an der Vorrichtung 1 keine grundlegenden Modifikationen erforderlich. Allerdings wird die Energiequelle 30 hierfür, beispielsweise mithilfe der Fokussiereinrichtung 32, derart eingerichtet und eingestellt, dass in dem Material des Werkstücks 2 enthaltenes Lignin zumindest an der zu beschichtenden Oberflache 2a des Werkstucks haftende Eigenschaften entfaltet. Dies setzt freilich voraus, dass in dem zu beschichtenden Werkstuck Lignin enthalten ist, d.h. dass das Werkstück zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen besteht.
Anschließend oder simultan zu dem Aktivieren des Lignins wird das Beschichtungsmaterial 12 an die Oberflache 2a des Werkstucks angedruckt, sodass das Beschichtungsmaterial unter Nutzung der haftenden Eigenschaften des Lignin mit dem Werkstuck verbunden wird. Insoweit bestehen hinsichtlxch des Verfahrensablaufs keine grundlegenden Unterschiede zu dem oben beschriebenen Verfahren, das ausschließlich auf einem zugefuhrten Haftmittel bzw. haftend machbaren Mittel 14 basiert. Ferner kann, wie bereits erwähnt, die Haftwirkung des Lignin mit der Haftwirkung eines separat zugefuhrten Mittels 14 kombiniert werden.
Zur Aktivierung bzw. zum Aufschmelzen des Lignin kann die Energie der Energiequelle 30 direkt auf die zu beschichtende Oberflache 2a aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, die Energie beispielsweise auf das Beschichtungsmaterial 12 aufzubringen. Diese Energie kann von dem Beschichtungsmaterial 12 beispielsweise reflektiert oder in Form von Restwarme in die Oberflache 2a des Werkstucks eingebracht werden.
Diese Verfahrensweise, bei der die Haftwirkung des Lignin gezielt aktiviert und genutzt wird, kann auf vielfaltige Weise variiert werden und insbesondere aucn bei den nachfolgend beschriebenen Ausfuhrungsformen einzeln oder m Kombination mit einem separat zugefuhrten Haftmittel bzw. haftend machbaren Mittel 14 zum Einsatz kommen. Ferner ist zu beachten, dass auch in dem Beschichtungsmaterial enthaltenes Lignin entsprechend aktiviert und zur Verbindung des Beschichtungsmaterials mit dem Werkstuck genutzt werden kann. Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 1 ist in Figur 2 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Diese unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsform primär dadurch, dass das Haftmittel bzw. haftend machbare Mittel 14 nicht gemeinsam mit dem Beschichtungsmaterial 12 zugeführt wird, sondern mittels einer
Haftmittelbereitstellungseinrichtung in Form einer Haftmittelauftragswalze 40 auf die zu beschichtende Oberfläche 2a des Werkstücks 2 aufgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich ist es selbstverständlich, ebenso möglich, das Haftmittel durch die Haftmittelbereitstellungseinrichtung 40 auf das Beschichtungsmaterial 12 aufzubringen.
Das derart aufgebrachte Haftmittel bzw. haftend machbare Mittel 14 wird dann ebenso durch Energiebeaufschlagung mittels der Energiequelle 30 aktiviert oder erzeugt, und zwar wiederum unmittelbar stromaufwärts eines Andrückbereichs 22.
Obgleich in Figur 2 nicht gezeigt, kann die erfindungsgemaße Beschichtungsvorrichtung 12 selbstverständlich auch weitere Haftmittelbereitstellungseinrichtungen aufweisen, wie beispielsweise eine zweite Haftmittelauftragswalze oder dergleichen, wobei diese unterschiedlichen Haftmittelbereitstellungseinrichtungen vorzugsweise auch voneinander unterschiedliche Haftmittel bzw. haftend machbare Mittel 14 bereitstellen. Hierdurch können einerseits an einem einzelnen Werkstück besondere Effekte erzielt werden, andererseits ist es ebenso möglich, die unterschiedlichen Haftmittelbereitstellungseinrichtungen je nach Bedarf alternierend bei unterschiedlichen Werkstücken und Randbedingungen einzusetzen.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemaßen Beschichtungsvorrichtung 1 ist in Figur 3 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass das Haftmittel bzw. haftend machbare Mittel 14 in Form eines Bahnmaterials von einer
Haftmittelbereitstellungseinrichtung 42 bereitgestellt wird. Dieses Bahnmaterial 14 wird synchron mit dem Beschichtungsmaterial 12 in einem Bereich zwischen dem Beschichtungsmaterial 12 und dem Werkstuck 2 zugeführt und anschließend in dem Bereich unmittelbar stromaufwärts eines Andruckbereichs 22 mit Energie beaufschlagt und haftend gemacht. Auf diese Weise kann jederzeit Problemlos ein Wechsel des Beschichtungsmaterials 12 erfolgen, wahrend stets mit demselben Haftmittel bzw. haftend machbaren Mittel gearbeitet werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Andruckeinrichtung 20 und der Energiequelle 30 sind in Figur 4 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. In dieser Ausfuhrungsform sind die Andrückeinrichtung 20 und die Energiequelle 30 zu einer Einheit 50 zusammengefasst, die über eine Schnittstelle 52 in eine Versorgungseinheit wie beispielsweise in die Werkzeugaufnahme einer Spindeleinheit eingewechselt werden kann. Bei der Schnittstelle 52 kann es sich beispielsweise um einer universelle Schnittstelle handeln, wie sie in der Patenanmeldung EP 0 743 139 der Anmelderin offenbart ist.
Die einwechselbare Einheit 50 kann ebenso die Fσkussiereinrichtung 32 tragen und darüber hinaus einen Zufuhrschlitz 54 für das Beschichtungsmaterial aufweisen, damit dieses problemlos zu der Andruckwalze 20 zugeführt und von der gegenüberliegenden Seite mittels der Energiequelle 30 mit Energie beaufschlagt werden kann. Es ist jedoch zu beachten, dass auch in dieser Ausfuhrungsform - wie generell im Rahmen der Erfindung - auch eine alternative oder zusatzliche Energiebeaufschlagung des Werkstücks erfolgen kann.
Eine derartige Einheit eignet sich besonders gut für Stationarmaschmen, aber auch für Durchlaufmaschinen,, und ermöglicht einen besonders variablen und flexiblen Betrieb derartiger Maschinen, wobei die Anzahl der benötigten Versorgungseinheiten (Spindeleinheiten) entsprechend verringert werden kann.
Next Patent: HYDROLYSED PROTEIN-POLYSACCHARIDE COMPLEXES