Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks.

Stand der Technik

Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie ist es

bekannt, plattenförmige Werkstücke im Bereich ihrer

Schmalseite mit einem Beschichtungsmaterial (Kantenmaterial) zu versehen. Hierfür kommen primär zwei grundlegende

Techniken zum Einsatz, nämlich einerseits das Anleimen mittels eines im Zuge des Fügeprozesses aufgewalzten

Schmelzklebers, und andererseits das Zuführen einer mit einem Fügemittel versehenen Beschichtungsmaterials und das

Aktivieren des Fügemittels im Zuge des Fügevorgangs mittels einer geeigneten Energiequelle.

Die erstgenannte Technik besitzt den Nachteil, dass das

Aufwalzen des Schmelzklebers aufwändig ist und zu

Verschmutzungen in der Maschine führt. Auch kann beim

Aufwalzen von Schmelzkleber nur eine begrenzte Fügequalität erzielt werden

Das Fügen vorbeschichteter Kanten unter Einsatz von

Energiequellen ist beispielsweise in der DE 199 55 575 Al offenbart und hat sich in der Praxis bewährt. Allerdings erfordert diese Technik oft hohe Maschineninvestitionen, da die benötigten Energiequellen wie beispielsweise Laser, Heißluftaggregate, Mikrowellengeneratoren oder

Ultraschallquellen mit hohen Kosten verbunden sind. Darüber hinaus besitzen die Energiequellen einen hohen Platzbedarf und führen bisweilen zu einem hohen Wärmeeintrag in die jeweilige Vorrichtung.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art

bereitzustellen, die bei einfacher Konstruktion und zügigem Verfahrensablauf einen Fügevorgang mit hoher Fügequalität ermöglichen .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 1 sowie eine

Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 17 gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Da das erfindungsgemäße Verfahren weder das Aufwalzen von Schmelzkleber noch den Einsatz einer Energiequelle erfordert, können die hiermit verbundenen Nachteile beseitigt werden. Es ergibt sich somit ein zügiger Beschichtungsvorgang, der mit einfacher Konstruktion verwirklicht werden kann und zu einem hochwertigen Fügeergebnis führt.

Zur Realisierung dieses Konzepts können unterschiedliche Ansätze zum Einsatz kommen, die in den Unteransprüchen angegeben sind. So ist gemäß einer Weiterbildung der

Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel mindestens zwei Komponenten aufweist, wobei die Haftfähigkeit des Fügemittels durch Zusammenbringen der Komponenten erhöht wird. Dank dieses Konzepts kann auf den Einsatz einer Energiequelle verzichtet werden, da durch das Zusammenbringen der

Komponenten während des Fügevorgangs eine ausreichende

Haftfähigkeit des Fügemittels erreicht werden kann. Dabei ist zu beachten, dass mindestens eine Fügemittelkomponente auch vor dem Zusammenbringen der Komponenten bereits eine gewisse Haftfähigkeit aufweisen kann, die beispielsweise eine

ausreichende Anfangshaftung des Beschichtungsmaterials auf dem Werkstück erlaubt. Dank dieses Konzepts kann auf eine Energiequelle verzichtet werden, was die Konstruktion der benötigten Vorrichtung drastisch vereinfacht. Gleichzeitig lassen sich Komponenten eines Fügemittels deutlich leichter handhaben und auftragen als bisher eingesetzte

Schmelzklebstoffe. Auch die Schichtdicke derartiger

Komponenten kann deutlich geringer ausgeführt werden als eine aufgewalzte Schmelzkleberschicht, sodass die Fuge zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial minimiert werden kann, mit entsprechenden optischen und technischen Vorteilen wie beispielsweise auch erhöhter Dichtheit gegenüber Feuchtigkeit etc .

Die Fügemittelkomponenten sind im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt. Vorteilhafterweise umfasst jedoch mindestens eine erste Fügemittelkomponente ein Harz,

insbesondere Kunstharz. Hierdurch lässt sich eine hohe

Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Fügeverbindung erreichen.

Als zweite Fügemittelkomponente kommen vielfältige Stoffe, gegebenenfalls in Kombination, in Betracht. Gemäß einer

Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine zweite

Komponente ausgewählt aus Gas wie insbesondere Luft,

Feuchtigkeit, Härter und Kombinationen hiervon. Es kann somit genügen, dass als zweite Komponente die ohnehin vorhandene Umgebungsluft bzw. die ohnehin in der Umgebungsluft und/oder dem Werkstück vorhandene Feuchtigkeit wirkt. Die zweite

Komponente kann jedoch auch aktiv bereitgestellt werden, beispielsweise durch ein Luft- oder Feuchtigkeitsgebläse, oder durch Aufträgen von Feuchtigkeit oder eines Härters auf das Werkstück oder das Beschichtungsmaterial. Hierdurch lässt sich der Fügevorgang gezielt steuern. Obgleich die Erfindung die mit dem herkömmlichen Aufwalzen von Schmelzklebstoff verbundenen Nachteile beseitigen möchte, ist der anderweitige Einsatz von Schmelzklebstoff oder anderen thermisch aktivierbaren Fügemitteln Gegenstand der Erfindung, da sich derartige Fügemittel im Hinblick auf ihre Fügeeigenschaften bewährt haben. Vor diesem Hintergrund kann das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente einen thermisch aktivierbaren Klebstoff wie insbesondere einen Schmelzklebstoff auf, der bevorzugt ausgewählt ist aus thermoplastischem Polyurethan, EVA, Polyolefin, Polypropylen, Polyamid und Polyacrylat.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird mindestens eine Fügemittelkomponente, insbesondere die zweite

Fügemittelkomponente auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks und/oder die zu fügende Oberfläche des

Beschichtungsmaterials aufgebracht. Das Verfahren bietet somit volle Flexibilität und kann je nach Bedarf an die

Eigenschaften der zu fügenden Materialien angepasst werden. Dies führt auch zu einem zuverlässigen Fügevorgang und einer hohen Fugenqualität.

Obgleich das Fügemittel bzw. die Fügemittelkomponente, wie bereits vorstehend erwähnt, auf vielfältige Art und Weise bereitgestellt werden können, beispielsweise auch durch bloße Gas- bzw. Luftzufuhr, ist gemäß einer Weiterbildung der

Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente, insbesondere die erste

Fügemittelkomponente, als bahn- oder streifenförmiges

Material zugeführt wird. Hierdurch kann gegenüber dem

bekannten Schmelzkleberverfahren auf einen aufwändigen und verschmutzungsintensiven Leimauftrag verzichtet werden.

Gegenüber vorbeschichteten Kanten entsteht der Vorteil, dass auf eine deutlich größere Vielfalt von Kanten zurückgegriffen werden kann, und mit deutlich einfacheren Kanten gearbeitet werden kann. Insgesamt ergibt sich Dank des bahn- oder streifenförmigen Materials ein zügiger und flexibel

anpassbarer Verfahrensablauf.

Alternativ oder zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Mehrkomponentenkonzept ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel durch mechanische Einwirkung haftfähig gemacht wird, insbesondere durch

Druckeinwirkung. Im Rahmen dieses Konzepts ist es ebenso möglich, dass das Fügemittel bereits eine gewisse

Haftfähigkeit besitzt und durch mechanische Einwirkung eine erhöhte Haftfähigkeit erhält. In jedem Falle entsteht bei diesem Konzept bei minimalem Aufwand zum idealen Zeitpunkt die gewünschte Haftfähigkeit, was zu einem völlig neuartigen Fügevorgang mit hochwertigem Fügeergebnis führt. Dabei kann die mechanische Einwirkung beispielsweise während des

Andrückens des Beschichtungsmaterials an das Werkstück vorgesehen sein, sodass kein zusätzliches Bauteil zur

Aktivierung oder Erhöhung der Haftfähigkeit des Fügemittels erforderlich ist. Um diese Wirkung zu erzielen, kann das Fügemittel geeignete, druckempfindliche Stoffe oder

Einlagerungen, wie etwa Kapseln, enthalten, die bei

mechanischer Einwirkung (hier: Druckeinwirkung) aktiviert oder freigesetzt werden und so die Haftfähigkeit des

Fügemittels erhöhen oder überhaupt erst entstehen lassen.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Konzept ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente in einem haftfähigen Zustand bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird. Auch bei diesem Konzept kann sowohl auf eine Energiequelle als auch auf ein Aufheizen oder sonstiges Aktivieren des Fügemittels ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden, mit den entsprechenden Vorteilen, wie sie bereits obenstehend

beschrieben wurden.

Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das haftfähige

Fügemittel im bevorrateten Zustand mit einer Antihaft- Abdeckung versehen ist, die vor Durchführung des Fügevorgangs entfernt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das - gegebenenfalls hochgradig haftfähige - Fügemittel erst im Zuge des Fügevorgangs seine Haftwirkung entfaltet und nicht im Vorfeld des Fügevorgangs unerwünscht verklebt.

Ferner ist es bei diesem Konzept bevorzugt, dass das

haftfähige Fügemittel auf der zu fügenden Oberfläche des Beschichtungsmaterials oder als separates, bahn- oder

streifenförmiges Material vorgesehen ist.

Bei einem weiteren Konzept der vorliegenden Erfindung, das bei Bedarf gegebenenfalls mit den vorherstehenden Konzepten kombiniert werden kann, ist vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente durch ein Drop-on- Demand-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des

Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende

Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen. So kann das Fügemittel besonders gezielt auf die zu fügende Oberfläche des

Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende

Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden. Dabei kann nicht nur die Schichtdicke des Fügemittels, sondern

gegebenenfalls auch die Verteilung des Fügemittels optimal an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So kann beispielsweise an den Rändern des jeweiligen Fügebereichs eine besonders durchgängige Fügemittelschicht vorgesehen werden, um eine gewünschte Dichtigkeit zu erreichen.

Alternativ kann auch in den Mittelbereichen mit einer

erhöhten Schichtdicke gearbeitet werden, insbesondere falls es sich um poröse Werkstücke handelt. Darüber hinaus kann unter Umständen auch die Einfärbung des Fügemittels an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, beispielsweise um die Farbe einer möglicherweise noch in geringem Umfang sichtbaren Fuge an die Oberflächenfarbe des

Beschichtungsmaterials und/oder des Werkstücks anzupassen. Zu diesem Zweck können mehrere, unterschiedlich eingefärbte Fügemittel vorgesehen sein, durch deren Mischungsverhältnis praktisch jede Farbe eingestellt werden kann. Bei diesem Konzept ist erneut keine Energiequelle erforderlich, und auch die genannten Nachteile eines Schmelzkleberauftrags liegen nicht vor. Vielmehr ergibt sich eine sehr präzise, meist dünn einstellbare Fügemittelschicht, die bei minimalem Aufwand zu einem hervorragenden Fügeergebnis führt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente beim Aufbringen eine Temperatur von mindestens 70°C, bevorzugt eine Temperatur von mindestens 80°C, besonders bevorzugt eine Temperatur von mindestens 90 °C aufweist. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Fügequalität, und es können

unterschiedlichste thermisch aktivierbare Fügemittel bzw. Fügemittelkomponenten eingesetzt werden. Ferner ergeben sich ein zügiger Fügevorgang und eine gute Verarbeitbarkeit des Fügemittels bzw. der Fügemittelkomponenten.

Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente beim Aufbringen eine Viskosität von mindestens 30 mPa s, bevorzugt mindestens 50 mPa s und/oder höchstens 800 mPa s, bevorzugt höchstens 500 mPa s aufweist. Durch die gezielte Einstellung der Viskosität des Fügemittels bzw. mindestens einer Fügemittelkomponente lässt sich die Schichtdicke besonders gut kontrollieren, und es können unerwünschte Verschmutzungen, Verklumpungen oder sonstige Unregelmäßigkeiten vermieden bzw. minimiert werden.

Gleichzeitig erlaubt die gezielte Einstellung der Viskosität auch einen zügigen und störungsfreien Betrieb des

Drop-on-Demand-Verfahrens .

Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine

Fügemittelkomponente vor dem Fügen in eine bahn- oder

streifenförmige Gestalt gebracht wird und anschließend im Zuge des weiteren Fügevorganges nicht mehr mit Energie beaufschlagt wird, insbesondere nicht mehr mit Wärmeenergie beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß auf den Einsatz einer separaten Energiequelle wie etwa eines Lasers oder eines Heißluftaggregats verzichtet werden, da das in bahn- oder streifenförmiger Gestalt vorliegende Fügemittel bzw. Fügemittelkomponente unmittelbar verarbeitet bzw. zum Fügen verwendet werden kann. Hierdurch ergeben sich ein deutlich vereinfachter Fügevorgang und eine deutlich

vereinfachte Konstruktion einer hierfür benötigten

Vorrichtung bei weiterhin hoher Qualität der Fügeverbindung.

Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente vor dem Fügen in eine bahn- oder streifenförmige Gestalt gebracht wird, die eine Flächenmasse von höchstens 150g/m2, bevorzugt höchstens 120g/m2, besonders bevorzugt höchstens lOOg/m^ aufweist. Durch diese geringen Flächenmassen lässt sich eine kaum sichtbare Fügeverbindung hersteilen, die dennoch eine hohe Festigkeit (beispielsweise gegenüber Abziehen des Beschichtungsmaterials) aufweist. Die Fügemittelfuge zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial lässt sich praktisch nicht mehr wahrnehmen, was zu einem hervorragenden Erscheinungsbild des fertiggestellten

Werkstücks führt.

Die oben genannten Vorteile lassen sich vorteilhaft mit einer Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 17 erzielen. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Drop-on-Demand-Auftragseinheit (nachfolgend

"DoD-Auftragseinheit" ) auf, die eingerichtet ist, das

Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente durch ein DoD-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des

Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende

Oberfläche des Werkstücks aufzubringen. Hierdurch lassen sich die vorstehend für ein DoD-Verfahren genannten Vorteile besonders wirksam erzielen. Die DoD-Auftragseinheit kann im Rahmen der vorliegenden

Erfindung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein und vielfältige Komponenten beinhalten. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die DoD-Auftragseinheit mindestens einen Mikroaktor, insbesondere Piezoaktor, zum Ausstößen des Fügemittels oder mindestens einer Fügemittelkomponente aufweist. Hierdurch ergibt sich eine besonders präzise Dosierbarkeit des Fügemittels bei gleichzeitig langer Lebensdauer und einfacher Reinigbarkeit .

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner

vorgesehen, dass die DoD-Auftragseinheit eine

Verflüssigungseinrichtung, insbesondere Heizeinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die Viskosität des

Fügemittels oder mindestens einer Fügemittelkomponente zu erhöhen. Auf diese Weise lassen sich die vorstehend genannten Vorteile einer gezielt einstellbaren Viskosität bzw.

Temperatur des Fügemittels auf einfache und effektive Weise nutzen. Dabei trägt die Integration einer

Verflüssigungseinrichtung in die DoD-Auftragseinheit dazu bei, das Fügemittel bzw. die mindestens eine

Fügemittelkomponente unmittelbar vor dem Aufträgen auf die gewünschte bzw. optimale Viskosität oder Temperatur

einzustellen, so dass mit hoher Zuverlässigkeit und

Genauigkeit das gewünschte Ergebnis erzielt werden kann.

Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung jedoch vorgesehen, dass sie ferner eine der

DoD-Auftragseinheit vorgelagerte Verflüssigungseinheit, insbesondere Heizeinheit aufweist, die eingerichtet ist, die Viskosität des Fügemittels oder mindestens einer

Fügemittelkomponente zu erhöhen. Das separate Vorsehen einer vorgelagerten Verflüssigungseinheit kann einerseits die

Notwendigkeit einer Verflüssigungseinrichtung in der

DoD-Auftragseinheit entfallen lassen, so dass sich die

Konstruktion der DoD-Auftragseinheit vereinfacht und auf eine größere Bandbreite von DoD-Auftragseinheiten zurückgegriffen werden kann. Darüber hinaus erlaubt eine vorgelagerte, zusätzliche Verflüssigungseinheit einen mehrstufigen

Verflüssigungsvorgang, der sowohl hinsichtlich der

Aufheizzeit als auch hinsichtlich eines schonenden und effektiven Verflüssigungs- bzw. Aufheizvorganges Vorteile bietet .

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner

vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Abdichteinrichtung zum Abdichten des in der DoD-Auftragseinheit enthaltenen

Fügemittels oder mindestens einer Fügemittelkomponente gegenüber der Umgebung aufweist. Hierdurch können ein

vorzeitiges Aushärten, Abbinden oder Abkühlen oder sonstige unerwünschte Vorgänge innerhalb des Fügemittels vermieden bzw. minimiert werden, so dass beispielsweise auch längere Unterbrechungen des Betriebes der DoD-Auftragseinheit problemlos möglich sind, ohne die Fügequalität zu

beeinträchtigen oder längere Rüstzeiten zu verursachen.

Obgleich die erfindungsgemäße Vorrichtung prinzipiell mit einem einzelnen Fügemittel arbeiten kann, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Mischeinrichtung zum Mischen mehrerer zugeführter

Fügemittel oder Fügemittelkomponenten aufweist. Hierdurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, das durch die

DoD-Auftragseinheit aufzutragende Fügemittel an die

jeweiligen Anforderungen anzupassen, beispielsweise indem die Farbe oder Konsistenz oder Haftfähigkeit optimal eingestellt wird. Dabei ist zu beachten, dass gerade bei der sogenannten Stückzahl-eins-Fertigung stark schwankende Anforderungen auftreten können, wie beispielsweise unterschiedlich gefärbte Beschichtungsmaterialien, Werkstücke mit stark schwankenden Porositäten, wechselnde Anforderungen an die Fugendichtheit oder Abreißfestigkeit des Beschichtungsmaterials. Im Hinblick auf ein integriertes und störungsfrei arbeitendes Grundkonzept ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine

Zuführeinrichtung zum Zuführen und bevorzugt auch bevorraten mindestens eines Fügemittels oder mindestens eine

Fügemittelkomponente aufweist. Hierdurch ergibt sich ein geschlossenes System, das eine vollständige Automatisierung und laufende Steuerung bzw. Regelung des

Beschichtungsvorganges ermöglicht, mit entsprechenden

Vorteilen für die Effizienz und Qualität des Fügevorgangs.

Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Zuführeinrichtung mehrere Fügemittel oder Fügemittelkomponenten zuführt, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, insbesondere unterschiedliche Farben besitzen und/oder unterschiedliche Komponenten enthalten. Hierdurch lassen sich die vorstehend im Hinblick auf die Mischeinrichtung genannten Vorteile besonders einfach und zuverlässig erzielen. Dabei ist zu betonen, dass insbesondere der Aspekt bezüglich eingefärbter Fügemittel bzw. Fügemittelkomponenten besondere Bedeutung für die Herstellung einer sogenannten "Nullfuge" besitzen kann, bei welcher die Fügemittelfuge zwischen Werkstück und

Beschichtungsmaterial mit bloßem Auge praktisch nicht mehr sichtbar ist. Ein wesentliches Kernelement für die Erzielung einer solchen Nullfuge ist die erfindungsgemäß mögliche

Anpassung der Farbe des Fügemittels an diejenige des

Beschichtungsmaterials und/oder der übrigen

Werkstückoberfläche. Hierfür kann auf Fügemittel bzw.

Fügemittelkomponenten zurückgegriffen werden, die in

geeigneten Grundfarben bereitgestellt werden, beispielsweise in schwarz, cyan, gelb und magenta.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner

vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung, insbesondere Spüleinrichtung, für die DoD-Auftragseinheit aufweist. Hierdurch lässt sich ein langlebiger und störungsfreier Betrieb der DoD-Auftragseinheit und eine dauerhaft hohe Qualität der Fügeverbindung sicherstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine Seitenansicht eines Beschichtungsmaterials;

Fig . 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig . 5 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig . 6 zeigt schematisch eine Detailansicht der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 7 zeigt schematisch eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben .

Eine Vorrichtung 20 zum Beschichten eines Werkstücks 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ist in Fig. 1 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Die Vorrichtung 20 dient zum Beschichten eines Werkstücks 1, das beispielsweise vollständig oder teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen,

Kunststoff oder ähnlichen Materialien bestehen kann.

Derartige Werkstücke finden im Bereich der Möbel- und

Bauelementeindustrie verbreitet Anwendung und werden häufig an ihren Schmal- und/oder Breiflächen mit einem

Beschichtungsmaterial versehen, das sowohl dekorative als auch technische Zwecke erfüllen kann, wie etwa auch den

Schutz vor mechanischen Belastungen, Feuchtigkeit, Hitze und dergleichen .

Die Vorrichtung 20 umfasst in der vorliegenden

Ausführungsform eine Einrichtung 22 zum Zuführen eines

Beschichtungsmaterials 2 zu einer zu beschichtenden

Oberfläche 1' des Werkstücks 1, die in der vorliegenden

Ausführungsform mehrere Zuführrollen aufweist. Darüber hinaus kann, obgleich in Fig. 1 nicht gezeigt, die Zuführeinrichtung 22 auch einen Vorrat an Beschichtungsmaterial beinhalten, der beispielsweise in Form einer oder mehrerer Rollen oder

Behälter vorliegen kann. Ferner kann die Zuführeinrichtung 22 auch eingerichtet sein, im Wechselbetrieb je nach Bedarf unterschiedliche Beschichtungsmaterialien zuzuführen und zu diesem Zweck mehrere Zuführstränge aufweisen.

Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 20 eine Einrichtung 24 zum Fügen des Beschichtungsmaterials 2 auf die zu

beschichtende Oberfläche 1 ' unter Einsatz eines Fügemittels 10, die in der vorliegenden Ausführungsform eine oder mehrere Andruckwalzen 24 aufweist.

Ferner beinhaltet die Vorrichtung 20 eine Fördereinrichtung 26 zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen dem

Werkstück 1 und der Fügeeinrichtung 24. Diese ist in der vorliegenden Ausführungsform als sogenannte

Durchlauffördereinrichtung ausgestaltet, bei welcher die Werkstücke 1 entlang einer stationären oder in Grenzen verfahrbaren Fügeeinrichtung 24 gefördert werden. Es ist jedoch zu beachten, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Förderkonzepte möglich sind, wie beispielsweise sogenannte Stationärmaschinen, bei denen das zu beschichtende Werkstück 1 im Wesentlichen stationär angeordnet ist und die Fügeeinrichtung 24 in Bezug auf das Werkstück 1 bewegt wird (vgl. hierzu auch Fig. 7) . Auch Kombinationen dieser Konzepte sind möglich.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, erfolgt das Fügen des

Beschichtungsmaterials 2 auf die zu beschichtende

Oberfläche 1 ' des Werkstücks 1 unter Einsatz eines

Fügemittels 10, das beispielsweise als Streifen oder Bahn auf der zu beschichtenden Oberfläche 1' und/oder der zugewandten Oberfläche des Beschichtungsmaterials 2 vorgesehen sein kann. Entscheidend ist hierbei, dass das Fügemittel 10 als Streifen oder Bahn derart vorliegt, dass es im Zuge des weiteren

Fügevorganges nicht mehr mit Energie (wie etwa Wärmeenergie) beaufschlagt werden muss. Dementsprechend ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 20 auch frei von einer entsprechenden Energiequelle wie etwa einem Laser oder einem

Heißluftaggregat .

Zur Verwirklichung dieses Konzepts kommen unterschiedliche Fügemittelsysteme in Betracht, wobei einige Beispiele hierfür nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 beschrieben werden .

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist das

Fügemittel 10 zwei Fügemittelkomponenten 12 und 14 auf, wobei die Haftfähigkeit des gebildeten Fügemittels 10 durch

Zusammenbringen der Komponenten 12 und 14 erhöht wird. Die erste Fügemittelkomponente 12 kann beispielsweise ein Harz, insbesondere Kunstharz aufweisen. Demgegenüber kann eine zweite Fügemittelkomponente 14 ausgewählt sein aus Gas wie insbesondere Luft, Feuchtigkeit, Härter und Kombinationen hiervon. Dies bedeutet, dass die erste Fügemittelkomponente 12 beispielsweise mit der Umgebungsluft und gegebenenfalls der darin enthaltenen Feuchtigkeit reagieren kann, um die Haftfähigkeit des hieraus gebildeten Fügemittels 10 zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass die zweite Fügemittelkomponente 14 aus der zu

beschichtenden Oberfläche 1 ' des Werkstückes 1 entnommen wird, beispielsweise in Form von Feuchtigkeit, Bindemittel bzw. Härter, die in dem Werkstück 1 vorhanden sind. Dabei ist zu beachten, dass jeder der beiden Fügepartner

(Beschichtungsmaterial 2 und Werkstück 1) sowohl mit einer ersten Fügemittelkomponente 12 als auch mit einer zweiten Fügemittelkomponente 14 und gegebenenfalls auch weiteren Fügemittelkomponenten versehen sein können, und dass diese Fügemittelkomponenten entweder separat vorgesehen wurden oder bereits intrinsisch in einem oder beiden Fügepartnern

enthalten sind.

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform liegt das Fügemittel 10 als bahnförmiges (bei der Beschichtung von Breitflächen) bzw. streifenförmiges (bei der Beschichtung von Schmalflächen) Material vor. Zu diesem Zweck umfasst die in Fig. 3 gezeigte Beschichtungsvorrichtung 20 eine

Zuführeinrichtung 80 für das bahn- bzw. streifenförmige

Fügemittel 10, um dieses in den Fügespalt zwischen

Werkstück 1 und Beschichtungsmaterial 2 zuzuführen. Dabei ist zu beachten, dass anstelle eines Fügemittels 10 auch eine oder mehrere Fügemittelkomponenten 12, 14 in bahn- oder streifenförmiger Gestalt zugeführt werden können.

Eine weitere Besonderheit der in Fig. 3 gezeigten

Ausführungsform, die jedoch weder strukturell noch funktional eine bahn- bzw. streifenförmigen Gestalt des Fügemittels 10 erfordert, ist die Eigenschaft des Fügemittels 10, durch mechanische Einwirkung wie insbesondere Druckeinwirkung haftfähig gemacht zu werden. Zu diesem Zweck lässt sich bei der in Fig. 3 gezeigten Beschichtungsvorrichtung 20 mittels der dort gezeigten Andruckrolle 24 gezielt eine erhöhte

Andruckkraft F auf das Fügemittel 10 (das gegebenenfalls aus mehreren Fügemittelkomponenten 12, 14, ... gebildet sein kann) aufbringen, so dass das Fügemittel 10 die gewünschte

Haftwirkung entfaltet. Hierfür können in dem Fügemittel 10 beispielsweise Stoffe eingekapselt sein, die durch die

Druckeinwirkung freigesetzt werden und zu einer erhöhten Haftwirkung führen.

Die in Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 basiert auf der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, umfasst jedoch zusätzlich eine Einrichtung 82 zum Abziehen und Bevorraten einer

Antihaft-Abdeckung 16. Der Grund hierfür ist, dass bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform das Fügemittel 10 oder mindestens eine Fügemittelkomponente bereits in einem

haftfähigen Zustand in der Einrichtung 80 bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird. Um bei diesem Konzept eine Selbstverklebung des bahn- bzw. streifenförmigen Fügemittels zu verhindern, weist das Fügemittel 10 bzw. die entsprechende Fügemittelkomponente im bevorratenden Zustand eine

Antihaft-Abdeckung 16 auf. Sobald nun das haftfähige

Fügemittel 10 dem Fügevorgang zugeführt wird, wird die

Antihaft-Abdeckung 16 mittels der Einrichtung 82 abgezogen und bevorratet bzw. entsorgt oder wiederverwendet.

Eine vierte bevorzuge Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 20 ist in Fig. 5 dargestellt. Diese zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass sie eine

DoD-Auftragseinheit 30 aufweist, die eingerichtet ist, das Fügemittel 10 oder mindestens eine Fügemittelkomponente durch ein DoD-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des Materials 2 und/oder die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks 1 aufzubringen. Bei dem Fügemittel bzw. mindestens einer

Fügemittelkomponente kann es sich beispielsweise um einen thermisch aktivierbaren Klebstoff wie insbesondere einen Schmelzklebstoff handeln, der bevorzugt ausgewählt ist aus thermoplastischem Polyurethan, EVA, Polyolefin, Polypropylen, Polyamid und Polyacrylat. Nähere Details der DoD-Auftragseinheit 30 sowie weiterer hiermit verknüpfter Komponenten sind in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die DoD-Auftragseinheit 30 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Mikroaktoren 32, die beispielsweise als Piezoaktoren ausgestaltet sind und zum Ausstößen des Fügemittels 10 oder mindestens einer

Fügemittelkomponente 12, 14 über Austoßöffnungen 33 dienen. Die Mikroaktoren 32 werden über eine nicht gezeigte

Steuereinrichtung gesteuert und können auch einzeln

angesteuert werden, so dass bei Bedarf auch nur eine

Teilmenge der Austoßöffnungen 33 zum Ausstößen eines

Fügemittels bzw. mindestens einer Fügemittelkomponente genutzt wird. Hierdurch kann beispielsweise die gewünschte Auftragsbreite des Fügemittels bzw. der Fügemittelkomponente angepasst werden, gegebenenfalls Kombinationen mit einer Positionsverstellung der DoD-Auftragseinheit . Darüber hinaus kann die selektive Ansteuerbarkeit der Mikroaktoren 32 auch dazu genutzt werden, unterschiedliche Auftragsmengen aus den Austoßöffnungen 33 auszustoßen, beispielsweise um die

Auftragsmenge auf das Beschichtungsmaterial und/oder das Werkstück gezielt an die jeweiligen Anforderungen (etwa Porosität des Werkstücks oder besondere

Dichtigkeitsanforderungen an den Rändern) anzupassen.

Obgleich in Fig. 6 nicht gezeigt, kann die

DoD-Auftragseinheit 30 auch an unterschiedlichen

Seitenflächen Ausstoßöffnungen 33 aufweisen, beispielsweise um simultan sowohl das Beschichtungsmaterial als auch das Werkstück 1 mit Fügemittel bzw. mit gleichen oder

unterschiedlichen Fügemittelkomponenten zu versehen (vgl. auch Fig. 5) . Alternativ ist es selbstverständlich ebenso möglich, mehrere unabhängige DoD-Auftragseinheiten 30 vorzusehen .

Ferner umfasst die DoD-Auftragseinheit 30 in der vorliegenden Ausführungsform eine Verflüssigungseinrichtung 34, die dazu dient, zugeführtes Fügemittel bzw. mindestens eine zugeführte Fügemittelkomponente durch Erwärmung zu verflüssigen und so auf die gewünschte Viskosität einzustellen. Eine weitere Verflüssigungs- bzw. Heizeinheit 40 ist der

DoD-Auftragseinheit vorgelagert und dient ebenfalls dazu, die Viskosität des Fügemittels gezielt an die jeweiligen

Anforderungen einzustellen, so dass sich in der vorliegenden Ausführungsform insgesamt ein mehrstufiger

Verflüssigungsprozess ergibt.

Darüber hinaus umfasst die Beschichtungsvorrichtung 20 in der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform eine Zuführeinrichtung 60 zum Zuführen und vorliegend auch Bevorraten mehrerer

Fügemittel 10 bzw. Fügemittelkomponenten 12, 14.

In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die

Zuführeinrichtung 60 mehrere unterschiedliche Fügemittel 10 bzw. Fügemittelkomponenten 12, 14, die verschiedene Farben aufweisen, wie etwa schwarz (B) , cyan (C) , magenta (M) und gelb (Y) . Es ist jedoch ebenso möglich, hier vollkommen unterschiedliche Fügemittelkategorien vorzusehen, so dass je nach Bedarf (etwa Werkstückart und Einsatzzweck) zwischen verschiedenen Fügetechnologien gewechselt werden kann.

Aus diesem Grund umfasst die DoD-Auftragseinheit 30, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Mischkammer 50, in welcher die

unterschiedlichen Fügemittel 10 bzw. Fügemittelkomponenten 12, 14, die aus der Zuführeinrichtung 60 zugeführt werden, gezielt gemischt werden können, etwa um die gewünschte Farbe einzustellen oder um Fügemittelkomponenten miteinander zur Bildung eines Fügemittels reagieren zu lassen.

Im Bereich der Ausstoßöffnungen 33 umfasst die

DoD-Auftragseinheit eine Abdichteinrichtung 36, die in der vorliegenden Ausführungsform als Schieber oder Klappe

ausgebildet ist, durch welchen bzw. durch welche das in der DoD-Auftragseinheit 30 enthaltene Fügemittel bzw. mindestens eine dort enthaltene Fügemittelkomponente 12, 14 gegenüber der Umgebung abgedichtet werden kann.

Weiterhin ist eine Reinigungseinrichtung 70 vorgesehen, die in der vorliegenden Ausführungsform als Spüleinrichtung ausgebildet ist. Diese ist an die Zufuhrleitungen der DoD- Auftragseinheit angeschlossen, so dass bei Bedarf ein Spül- bzw. Reinigungsmittel wie etwa ein geeignetes Fluid zugeführt und durch die Ausstoßöffnungen 33 ausgestoßen werden kann, um die DoD-Auftragseinheit 30 zu reinigen.

Der Betrieb der in den Fig. 5 und 6 gezeigten

Beschichtungsvorrichtung 20 vollzieht sich beispielsweise wie folgt. Das in der Zuführeinrichtung 60 bevorratete Haftmittel 10 wird in der Heizeinheit 60 zunächst auf eine Temperatur von beispielsweise 50°C vorgewärmt und anschließend der

Heizeinrichtung 34 zugeführt, um dort auf eine

Verarbeitungstemperatur von beispielsweise 100°C aufgeheizt zu werden. In diesem Zustand wird das Fügemittel 10 aus den verschiedenen (Färb-) Strängen in die Mischkammer 50 zugeführt um dort je nach Werkstück die gewünschte Farbe des

Fügemittels oder sonstige Eigenschaften des Fügemittels einzustellen. Anschließend wird das Fügemittel 10 durch

Betätigung der Mikroaktoren 32 über die Ausstoßöffnungen 33 auf die zu beschichtende Oberfläche 1 ' des Werkstücks 1 und/oder die zugewandte Oberfläche des Beschichtungsmaterials 2 aufgebracht, um dort in bahn- oder streifenförmiger Gestalt vorzuliegen .

Nunmehr wird das Beschichtungsmaterial 2 mittels der

Andruckwalze 24 an die zu beschichtende Oberfläche 1' des Werkstücks 1 angedrückt. In dieser Verfahrensphase ab dem Ausbilden eines bahn- oder streifenförmigen Fügemittelfilms bzw. Fügemittelkomponentenfilms ist kein weiterer

Energieeintrag erforderlich, so dass auf eine separate

Energiequelle verzichtet werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu einer Einstellung der

Temperatur kann mittels der Heizeinheit 40 und der

Heizeinrichtung 34 auch gezielt die Viskosität auf

vorteilhafte Werte eingestellt werden, die je nach Fügemittel bzw. Fügemittelkomponente beispielsweise im Bereich von mindestens 30 mPa s, bevorzugt mindestens 50 mPa s und/oder höchstens 800 mPa s, bevorzugt höchstens 500 mPa liegen können .

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Beschichtungsvorrichtung 20 ist in Fig. 7 schematisch in einer Draufsicht gezeigt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die nicht näher gezeigte Fördereinrichtung dazu dient, die Fügeeinrichtung 24 entlang eines im Wesentlichen

stationär angeordneten Werkstücks 1 zu bewegen (sogenannte "Stationärmaschine") . Zu diesem Zweck sind bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform mehrere Komponenten wie

insbesondere die Fügeeinrichtung 24 und die Zuführeinrichtung 22 auf einem gemeinsamen Träger 100 angeordnet, der entlang des Werkstücks 1 und gegebenenfalls auch um das Werkstück 1 herum bewegbar ist. Hierfür kann der Träger 100

beispielsweise an einer balkenförmigen Führungseinrichtung (nicht gezeigt) wie einem Portal oder einem Ausleger, aber auch an einem Roboterarm oder dergleichen angebracht sein.

Der Träger 100 kann dabei beispielsweise auch in eine

Spindeleinheit 20 einer an einer Führungseinrichtung

angeordneten Bearbeitungseinheit eingewechselt werden, in die beispielsweise auch Werkzeuge- oder Bearbeitungsaggregate eingewechselt werden können.

In der vorliegenden Ausführungsform ist vorteilhaft auch eine DoD-Auftragseinheit 30 auf dem Träger 100 angeordnet. Je nach Fügemitteltechnologie kann hierauf jedoch auch verzichtet werden .