DE102023110217A1

DE102023110217A1 - Vorrichtung zum selektiven Auftragen von Haftmitteln, Verfahren zum Beschichten von Werkstücken, beschichtetes Werkstück und Verwendung davon

Info

Publication number: DE102023110217A1
Application number: DE102023110217.6A
Authority: DE
Inventors: Jonathan Würz; Ludwig Albrecht
Original assignee: Homag GmbH
Current assignee: Homag GmbH
Priority date: 2023-04-21
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2024-10-24
Also published as: WO2024218216A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selektiven Auftragen von Haftmittel auf einen Werkstoff mit einem Behälter zur Aufnahme von Haftmittel, einer Aufbringrolle zum Aufbringen von Haftmittel auf den Werkstoff, wobei die Aufbringrolle dazu ausgestaltet ist, dass ein Haftmittel aus dem Behälter auf ihre Oberfläche aufgetragen wird und das so aufgebrachte Haftmittel auf den Werkstoff aufgebracht wird, einem Steuerungsmittel, um die Schichtdicke des von dem Behälter auf die Aufbringrolle aufgetragenen Haftmittels so zu steuern, dass das Profil in der Axialrichtung des auf die Aufbringrolle aufgebrachten Haftmittels variabel eingestellt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selektiven Auftragen von Haftmittel auf einen Werkstoff. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken, ein beschichtetes Werkstück und eine Verwendung von diesem.
Stand der Technik
Im Bereich der Holzbe- und -verarbeitung ist es üblich, dass ein Kantenband auf die Schmalseite einer Holzplatte als ein Beispiel eines Werkstoffes aufgeklebt wird. Hierzu ist es nötig, den Holzwerkstoff beziehungsweise das Kantenband mit einem Haftmittel zu versehen. Über dieses Haftmittel kann das bandartige Beschichtungsmaterial an der schmalen Fläche befestigt werden. Diese Verbindung wird typischerweise mit Hilfe eines aufgeschmolzenen Schmelzklebstoffes erzeugt, welcher innerhalb einer Auftragseinheit aufgeschmolzen und mittels einer Aufbringrolle auf die zu fügenden Substrate aufgetragen wird. Abhängig vom jeweiligen Einsatzgebiet und der geforderten Qualität der Klebeverbindung werden die Werkstücke aus Holz oder holzähnlichen Werkstoffen (zum Beispiel MDF, HDF, Pressspanplatten, ...) mit einem Haftmittel/Klebstoff aus einen dafür vorgesehenen Cluster (zum Beispiel EVA, PUR, PP, APAO, ...) benetzt.
In der Durchlauftechnik der Anmelderin erfolgt die Benetzung hauptsächlich auf die schmale Fläche des Werkstückes, während in der Stationärtechnik der Anmelderin hauptsächlich das Beschichtungsmaterial selbst benetzt wird. Die Auftragseinheit ist hierbei derart ausgestaltet, dass sie verschiedene Plattenhöhen beschichten kann. Der Kleberauftrag erfolgt dabei immer vollflächig auf die zu beschichtende Oberfläche, wobei die Schichtstärke mittels einer Dosiereinrichtung eingestellt wird. Die Schichtstärke wird reduziert, indem der Abstand der Dosiereinrichtung zur Aufbringrolle verringert wird. Zur Erhöhung der Schichtstärke wird der Abstand vergrößert.
Stand der Technik, welcher Hintergrund für die vorliegende Erfindung ist, ist in der DE 10 2005 061 245 B3 , EP 3 978 142 A1 , DE 10 2019 110 567 A1 , DE 10 2016 123 416 A1 , EP 2 335 891 A1 und DE 10 2019 106 642 A1 offenbart.
Darstellung der Erfindung
Zur Verringerung des Haftmittelverbrauches und auch aufgrund der stark ansteigenden und/oder volatilen Handelspreise der Rohstoffe, die für die Herstellung von Haftmitteln benötigt werden, ist ein Bedürfnis danach erstanden, den Haftmittelverbrauch zu reduzieren, ohne jedoch die Qualität der Klebeverbindung signifikant zu verschlechtern. Hierbei wird von den Erfindern angedacht, dass das Haftmittel nicht mehr vollflächig auf der Schmalseite beziehungsweise auf dem Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, sondern zum Beispiel im Bereich der Mittellage des Werkstückes nur noch selektiv oder gar nicht aufgebracht wird.
Die Verringerung des Haftmittelverbrauchs ist auch im Hinblick auf den European Green Deal sehr wichtig. Auch werden durch den geringeren Materialeinsatz die Materialkosten verringert, während die Qualität gezielt erhöht werden kann. Zusätzlich wird die Werkzeug- und Maschinenverschmutzung verringert, wodurch die Verfügbarkeit von Maschinen erhöht wird und auch Ausschuss an Werkstücken beziehungsweise deren nachträgliche Reinigung verringert wird.
Die Erfinder haben im Hinblick hierauf eine Vorrichtung entwickelt, welche das selektive Aufbringen von Haftmittel auf einen Werkstoff ermöglicht, während sie gleichzeitig leicht implementiert werden kann.
Die Erfindung wird durch Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum selektiven Auftragen von Haftmitteln auf einen Werkstoff beansprucht. Bei dem Werkstoff kann es sich hierbei zum einen um die beschichtende Platte handeln, es kann sich jedoch zum anderen auch um das typischerweise bandförmige Beschichtungsmaterial handeln. Bei dem selektiven Auftragen handelt es sich um ein Auftragen, bei dem die Auftragsdicke von Haftmitteln vom Benutzer wie gewünscht gesteuert werden kann. Bei einem Haftmittel handelt es sich um ein Mittel, welches zu einer Haftverbindung zwischen dem Plattenmaterial und dem Beschichtungsmaterial führt und welches auch als Klebstoff bezeichnet werden kann.
Die Vorrichtung weist einen Behälter zur Aufnahme von Haftmittel auf. Hierbei handelt es sich um einen Behälter, in dem ein Haftmittel in einem Zustand vorgehalten wird, in dem dieses auf den Werkstoff aufgebracht werden kann. Insbesondere kann ein solcher Behälter auch eine Erwärmungsvorrichtung aufweisen, um einen gegebenenfalls zu schmelzenden Kleber in der geschmolzenen und somit flüssigen Form vorzuhalten.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Aufbringrolle zum Aufbringen von Haftmitteln auf den Werkstoff auf. Eine solche Aufbringrolle kann zumindest partiell in den Behälter zur Aufnahme von Haftmittel eindringen, sodass ihre Außenseite mit dem Haftmittel benetzt werden kann. Über diese Aufbringrolle kann dann das Haftmittel auf den Werkstoff aufgebracht werden. Beispielsweise ist diese Aufbringrolle an der Außenseite der Vorrichtung vorgesehen, sodass sie auf dem Werkstoff rollen und somit das Haftmittel auf diesen aufbringen kann.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Steuerungsmittel auf. Über dieses Steuerungsmittel wird die Schichtdicke des die Aufbringrolle benetzenden Haftmittels gesteuert. Hierbei ist die Steuerung so, dass das Dickenprofil des die Aufbringrolle benetzenden Haftmittels entlang der Axialrichtung variabel eingestellt werden kann. Unter dem Profil wird hierbei die Schichtdicke des Haftmittels in Abhängigkeit von der Position entlang der Axialrichtung der Aufbringrolle gemeint. Das Profil kann sich während des Auftragens verändern, sodass man beispielsweise an der Ober- und Unterkante eines Plattenmaterials und auch an der Vorder- und Hinterkante ein Profil verwenden kann, bei dem über die gesamte Länge beziehungsweise Breite der Kante vergleichsweise viel Haftmittel aufgebracht wird, während beispielsweise im Inneren der zu beschichtenden Kante weniger Haftmittel aufgebracht wird. Mathematisch gesprochen handelt es sich bei dem Profil um die Dicke der Schicht des aufgebrachten Haftmittels als eine Funktion der Axialrichtung der Aufbringrolle. Diese Funktion ist variabel und ist insbesondere zeitlich nicht konstant, d.h. sie kann während des Aufbringens von Haftmittel verändert werden.
Durch eine entsprechende Vorrichtung wird eine Vorrichtung zum selektiven Auftragen von Haftmittel auf einen Werkstoff bereitgestellt, die in der Menge des aufgebrachten Haftmittels flexibel ist und die auch vergleichsweise einfach in bestehende Maschinen nachgerüstet werden kann. Auch erzeugt das Verwenden einer Aufbringrolle eine kontinuierlichere Haftmittelfläche als dies bei einem Stand der Technik der Fall wäre, bei dem das Haftmittel tröpfchenförmig in einer Abwandlung des Flüssigkeitsaufbringverfahrens von Tintenstrahldruckern aufgebracht wird. Auch sind keine vergleichsweise hochpreisigen Piezoantriebe zur Erzeugung solcher Tröpfchen nötig. Auch ist die Steuerung dieser Vorrichtung relativ einfach. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die benötigte Menge an Haftmittel verringert werden, was zu einer Kostenreduktion führt und auch unnötigen Materialeinsatz vermeidet, was im Hinblick auf die Umweltfreundlichkeit von Vorteil ist. Auch lässt sich die Haftmittelmenge gegebenenfalls selektiv erhöhen, um somit an bestimmten Punkten eine besonders gute Verbindung zu erzielen.
Erfindungsgemäß weist das Steuerungsmittel mehrere Segmente auf, die entlang der Axialrichtung der Aufbringrolle angeordnet sind und unabhängig voneinander die Dicke des Haftmittelauftrags lokal einstellen können. Diese definieren mit der Aufbringrolle einen in seiner Dicke steuerbaren Spaltabschnitt. Über die Dicke dieses Spaltabschnittes kann die Schichtdicke des benetzenden Haftmittels lokal eingestellt werden. Über solche Segmente kann eine sehr flexible Steuerung der Vorrichtung erzielt werden, da man die Segmente selektiv ansteuern kann und somit an bestimmten Punkten entlang der Aufbringrolle die Dicke des Spaltabschnittes wie gewünscht einstellen kann.
Bevorzugt weist eines oder mehrere, bevorzugt alle, Segmente einen Spaltbildungsabschnitt auf, der bezüglich der Aufbringrolle beweglich vorgesehen ist und mit der Aufbringrolle den Spalt definiert, welcher von dem Rest der Segmente getrennt ist. Hierdurch kann das Profil besonders gut eingestellt werden.
Bevorzugt sind die Spaltbildungsabschnitte in einer Richtung vorgespannt, in welcher der Spaltabschnitt in seiner Dicke maximiert wird. Diese würde dazu führen, dass die Vorrichtung eine Ruheposition hat, in welcher der Spalt maximiert wird und in welcher somit viel Haftmittel auf die Aufbringrolle aufgebracht wird. Dies erleichtert die Ansteuerung der Vorrichtung, da man keine separate Betätigung durchführen muss, um den Spalt zu maximieren.
Besonders bevorzugt sind die Spaltbildungsabschnitte mit dem Rest der Segmente über ein Festkörpergelenk verbunden. Hierdurch kann die Ausgestaltung der Segmente vereinfacht werden.
Alternativ sind die Segmente als Ganzes um eine Achse, die parallel zur Axialrichtung der Aufbringrolle ist, verschwenkbar. Durch eine solche Ausgestaltung kann die Struktur der Segmente vereinfacht werden.
Bevorzugt sind die Segmente mit einem axialen Abstand zueinander von weniger als 1 mm, bevorzugt weniger als 0,1 mm und am stärksten bevorzugt ohne Lücke zueinander angeordnet. Hierdurch kann die Dicke des Haftmittels über die gesamte Länge der Aufbringrolle ohne große Lücken gesteuert werden, wodurch eine besonders gleichmäßige Einstellbarkeit des Profils ermöglicht wird.
Weiterhin ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der das Steuerungsmittel eine Steuerungsrolle aufweist, deren Axialrichtung im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung der Aufbringrolle ist. Diese Steuerungsrolle weist eine Zylinderoberfläche auf, von der aus sich Stege erstrecken. Der Durchmesser und die Anordnung der Zylinderoberfläche ist so gewählt, dass zwischen der Zylinderoberfläche und der Oberfläche der Aufbringrolle ein Spalt definiert ist, der ein Aufbringen von Haftmitteln auf die Aufbringrolle ermöglicht. Die Steuerungsrolle kann um ihre Achse gedreht werden, sodass die ein oder mehreren Stege der Aufbringrolle gegenüber liegen, um somit die Dicke des Spalts zu verringern. Die ein oder mehreren Stege weisen eine unterschiedliche Längenausprägung in axialer Richtung auf, wobei vorzugsweise ein Längenmaß für eine bestimmte Plattenstärke eingesetzt wird. Das Längenmaß der Stege ist vorzugsweise geringer als die Höhe des zu beschichtenden Plattenwerkstoffs. Die Stege befinden sich vorzugsweise im Innenbereich der zu beschichtenden Schmalfläche. Durch Verändern des Achsabstandes der Steuerungsrolle zur Aufbringrolle kann die Spaltdicke selektiv verringert werden, wodurch die Menge des Haftmittels, das auf die Aufbringrolle aufgebracht wird, verringert wird. Eine solche Ausgestaltung ist einfacher zu implementieren als die Ausgestaltung mit mehreren Segmenten, ist jedoch weniger flexibel.
Bevorzugt sind die ein oder mehreren Stege zumindest in Teilen, bevorzugt überall helixförmig ausgestaltet. Hierdurch kann ein wellenförmiges Muster an Haftmittel aufgebracht werden.
Bevorzugt ist die Vorrichtung dazu ausgestaltet, dass ein Haftmittel auf die in Bezug auf die Axialrichtung äußeren Ränder des Werkstoffs kontinuierlich aufgetragen wird. Wenn demgemäß die Aufbringrolle auf einer Kante eines zu beschichteten Werkstücks abgerollt wird, um somit Haftmittel auf diese aufzubringen, wird auf die in Axialrichtung jeweils äußeren Ränder ein Haftmittel kontinuierlich und insbesondere mit konstanter Dicke aufgetragen. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass somit dieser Rand des Werkstücks, der bei Benutzung außen liegen wird, eine besonders hohe Haftfestigkeit haben wird und sich somit nur unwahrscheinlich lösen wird. Dies erhöht die Qualität des somit beschichteten Werkstücks und verhindert auch das Eindringen von Fremdsubstanzen wie beispielsweise Feuchtigkeit in das beschichtete Werkstück.
Auch wird bevorzugt, dass die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass der Werkstoff bezüglich der Vorrichtung entlang einer Rollrichtung der Aufbringrolle verfahren wird und dass am Anfang und/oder Ende des Werkstücks in der Vorrichtung das Haftmittel entlang der Axialrichtung der Aufbringrolle kontinuierlich und insbesondere mit einer konstanten Schichtdicke aufgebracht wird. Hierdurch wird auch diese Endkante mit einer hohen Festigkeit aufgeklebt, wodurch die Qualität des Werkstücks erhöht wird.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, mit einem Beschichtungsmaterial unter Verwendung eines Haftmittels beansprucht. Hierbei wird auf einer Grenzfläche zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial ein Haftmittel aufgetragen, um das Beschichtungsmaterial mit dem Werkstück zu verbinden. Das Haftmittel wird in einem nichtperiphären Bereich (Mittelbereich) der Grenzfläche in einem geringeren Maße aufgetragen als in einem Außenbereich, der näher am Umfang der Grenzfläche ist. Hierdurch kann in diesem Mittelbereich Haftmittel gespart werden, ohne dass die Qualität des somit hergestellten beschichteten Werkstücks signifikant beeinträchtigt wird. Bevorzugt erstreckt sich der Außenbereich bis zum Umfang der Grenzfläche, so dass das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Verschmutzungen aufgrund der stärkeren Haftung besser vermieden wird.
Bevorzugt wird das Haftmittel in dem nichtperiphären Bereich nicht oder nur in einer unwesentlichen Menge aufgetragen. Hierdurch wird besonders viel Haftmittel gespart.
Weiterhin bevorzugt setzt das Verfahren eine Vorrichtung ein, wie sie weiter oben beschrieben wurde, um das Haftmittel aufzutragen. Dies führt zu den dort genannten Vorteilen.
Erfindungsgemäß ist ferner ein beschichtetes Werkstück, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, und einem auf dem Werkstück vorgesehenen Beschichtungsmaterial. Hierbei ist auf einer Grenzfläche zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial ein Haftmittel aufgetragen, um das Beschichtungsmaterial mit dem Werkstück zu verbinden. Das Haftmittel ist in einem nichtperiphären Bereich der Grenzfläche in einem geringeren Maße aufgetragen als in einem Außenbereich, der näher am Umfang der Grenzfläche ist. Hierdurch kann in diesem nichtperiphären Bereich Haftmittel gespart werden, ohne dass die Qualität des somit hergestellten beschichteten Werkstücks signifikant beeinträchtigt wird. Bevorzugt erstreckt sich der Außenbereich bis zum Umfang der Grenzfläche, so dass das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Verschmutzungen aufgrund der stärkeren Haftung besser vermieden wird. Ein solches Werkstück wird bevorzugt unter Verwendung des vorher beschriebenen Verfahrens und/oder der vorher beschriebenen Vorrichtung hergestellt, was zu den dort beschriebenen Vorteilen führt.
Bevorzugt ist das Haftmittel in dem nichtperiphären Bereich nicht oder nur in einer unwesentlichen Menge aufgetragen. Hierdurch wird besonders viel Haftmittel gespart.
Erfindungsgemäß ist ferner die Verwendung eines beschichteten Werkstücks wie oben beschrieben in einem Einrichtungsgegenstand, bevorzugt einem Möbelstück. Hierdurch ergibt sich eine besonders haftmittelsparende und somit kostengünstige und umweltfreundliche Fertigung von Einrichtungsgegenständen bzw. Möbelstücken.
Kurze Beschreibung der Figuren

1 ist eine Darstellung einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
2 ist eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
3 ist eine Darstellung einer Ausführungsform gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
4a)-c) sind eine schematische Darstellung der zweiten Ausführungsform.
4d)-f) sind eine Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
5 und 6 stellen eine vierte Ausführungsform der Erfindung dar.
7 zeigt Haftmittelaufbringmuster, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgebracht werden können.

Detaillierte Beschreibung der Figuren
1 zeigt eine Vorrichtung zum Auftragen von Haftmittel, beispielsweise Schmelzklebstoff, gemäß dem Stand der Technik. 1a) zeigt eine Ansicht der Aufbringrolle 2 und der Dosiereinrichtung 3. 1b) zeigt die Vorrichtung in einem Zustand, in dem nur wenig Haftmittel aufgetragen wird, während 1c) die Vorrichtung in einem Zustand zeigt, in dem mehr Haftmittel aufgetragen wird als in 1b).
Haftmittel 10 wird innerhalb einer Auftragseinheit 80 bzw. innerhalb von dessen Behälter aufgeschmolzen. Innerhalb des Behälters 80 befindet sich eine Aufbringrolle 2, die um ihre Achse j gedreht werden kann. Durch das Eintauchen in das Haftmittel 10 wird sie mit Haftmittel 10 benetzt und kann diesen auf ein (nicht dargestelltes) Werkstück aufbringen. Hierbei ist zwischen einer Dosiereinrichtung 3, welche auch in den Behälter 80 hineinragt, und der Aufbringrolle 2 eine Dosiereinrichtung 3 vorgesehen, die um eine Achse w verstellt werden kann. Durch ein Verstellen der Dosiereinrichtung 3 um die Achse w wird ein Spalt a zwischen der Dosiereinrichtung und der Aufbringrolle 2 eingestellt. In einer ersten Stellung (1b)) ist der Spalt a₁ sehr klein, sodass kein bzw. nur ein geringer Haftmittelauftrag erfolgt, d. h. es wird ein Großteil des Haftmittels durch die Dosiereinrichtung 3 zurückgehalten. In einer zweiten Stellung (1c)) ist der Spalt a₂ größer, sodass ein dickerer Haftmittelfilm auf der Aufbringrolle 2 ausgebildet werden kann und auf das zu beschichtende Werkstück übertragen werden kann. Da sich die Dosiereinrichtung 3 gleichmäßig über die gesamte Axiallänge h der Aufbringrolle 2 erstreckt, wird das Spaltmaß des Spalts a über die gesamte Höhe h der Aufbringrolle 2 gleichmäßig eingestellt und kann somit nicht entlang der Axialrichtung variiert werden.
2 zeigt eine Vorrichtung zum selektiven Auftragen von Haftmittel gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Vorrichtung 1 weist eine Bevorratungskammer 10 zur Aufnahme von Haftmittel auf, die sich innerhalb der Vorrichtung 1 erstreckt. Eine Aufbringrolle 2 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Behälter 10 und taucht in diesen ein, sodass ein von dem Behälter 10 vorgehaltenes Haftmittel ihre Oberfläche benetzen kann. Angrenzend an diese Aufbringrolle 2 ist ein Steuerungsmittel 3 vorgesehen, welches dazu dient, das Aufbringen von Haftmittel auf die Aufbringrolle 2 zu steuern. Das Steuerungsmittel 3 weist mehrere Segmente 31, 32 auf, die über zugeordnete Aktoren 41, 42, in ihrer Position bezüglich der Aufbringrolle 2 bewegt werden können, sodass das Spaltmaß, das sich zwischen den Segmenten 31, 32 und der Aufbringrolle 2 ergibt, durch einen Benutzer selektiv eingestellt werden kann. Hierdurch kann die auf die Aufbringrolle 2 aufgebrachte Haftmittelmenge gesteuert werden, wodurch wiederum die Menge an Haftmittel, die auf das zu beschichtende Werkstück aufgebracht wird, eingestellt werden kann.
Die Segmente 31 und 32 sind in zwei verschiedenen Positionen dargestellt. Das Segment 31 befindet sich so nahe an der Aufbringrolle 2, dass kein oder kaum Haftmittel auf diese Aufbringrolle 2 aufgebracht wird, während das Segment 32 einen größeren Spalt zur Aufbringrolle 2 lässt, sodass mehr Haftmittel aufgebracht wird, was auch in der 2 dargestellt ist. Ein wieder anderes Segment führt dazu, dass ein kontinuierlicher Haftmittelring 5 auf die Aufbringrolle 2 aufgebracht wird, der sich ähnlich wie der kontinuierliche Ring 9 um den Umfang der Aufbringrolle 2 erstreckt. Im Gegensatz dazu ist durch das dem Bereich 7 zugeordnete Segment ein Aufbringen von Haftmittel im Wesentlichen unterbunden, während hingegen die in den Segmenten 6, 8 zugeordneten Segmente einen intermittierenden Haftmittelauftrag ermöglichen. Der Ring 9 entspricht hierbei einer Unterkante des zu beschichtenden Werkstücks.
Wie in der 2 dargestellt sind die Segmente 31, 32 im Wesentlichen lückenlos bzw. mit einem Abstand von weniger als 1 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,1 mm zueinander angeordnet. Hierdurch werden Lücken in dem aufgebrachten Haftmittel vermieden. Die Segmente 31, 32 sind unabhängig voneinander manipulierbar, sodass sie den Abstand zur Aufbringrolle und damit die übertragende Schichtstärke an Haftmittel einstellen. Die Segmente 31, 32 wirken somit als ein Abstreifmittel, welches überschüssiges Haftmittel von der Aufbringrolle 2 abstreift, sodass lediglich so viel Haftmittel durch die Rotation der Aufbringrolle 2 übertragen werden kann, wie dies durch das Spaltmaß des Spalts zwischen dem Segment 31, 32 und der Aufbringrolle 2 ermöglicht ist. Hierbei haben die Segmente 31, 32, bevorzugt mindestens zwei unterschiedliche Stellungen, nämlich eine geöffnete Stellung (Segment 32) und eine geschlossene Stellung (Segment 31), wobei bei geöffneter Stellung eine höhere Menge bzw. Schichtdicke an Haftmittel an die Aufbringrolle 2 abgegeben wird als bei geschlossener Stellung, in der eine minimale Menge bzw. gar kein Haftmittel an die Aufbringrolle 2 abgegeben wird. Bevorzugt sind die Segmente 31, 32 jedoch auch in Zwischenstellungen einstellbar, sodass man die abzugebende Haftmittelmenge nicht nur binär, sondern auch mit Zwischenwerten zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert regeln kann.
Gemäß der ersten Ausführungsform weisen die Dosiersegmente 31, 32 eine geringere Höhe b als das zu verarbeitende Plattenmaterial auf. Bevorzugt ist ferner ein mindestens ein separates Dosiersegment 31, 32 in seiner Positionierung in der Axialrichtung der Aufbringrolle 2, d. h. der Werkstückhöhe, variabel, um verschiedene Plattenmaterialstärken mit einer einzigen Maschine verarbeiten zu können.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese ist schematisch auch in der 4a) bis c) dargestellt. Die Ausgestaltung ist im Wesentlichen ähnlich zur Ausgestaltung der ersten Ausführungsform, wobei jedoch die Details der Segmente unterschiedlich sind.
Wie in den Figuren dargestellt ist, weisen die einzelnen Segmente 30 einen Spaltbildungsabschnitt 39 auf, der bezüglich einem stationären Abschnitt 30a über ein Gelenk 33 verschwenkbar gelagert ist. Die Spaltbildungsabschnitte 39 sind dazu ausgestaltet, selektiv gegen die Aufbringrolle 2 anzuliegen. Sie sind mit einem Aktor 40 jeweils gekoppelt, das über ein Kopplungselement 50 auf die Spaltbildungsabschnitte 39 einwirkt. Die Aktoren 40 werden bevorzugt als elektrische, elektromechanische, elektromagnetische, piezoelektrischen, pneumatische und/oder hydraulische Aktoren oder Kombinationen aus diesen ausgestaltet und sind außerhalb des Behälters 10 vorgesehen. Die Aktoren 40 sind über ein Koppelelement 50 mit dem Spaltbildungsabschnitt 39 derart in Kontakt, dass eine Bewegung des Aktors 40 über das Kopplungselement 50 eine Lageänderung des Spaltbildungsabschnitts 39 erzeugt, welcher wiederum zu einer Veränderung des Spaltmaßes a führt. Hierbei führt ein Drücken des Koppelelements 50 dazu, dass sich der Spaltbildungsabschnitt 39 zur Aufbringrolle 2 hinbewegt und somit das Spaltmaß lokal verringert.
Die Ansteuerung der Segmente 30 wird im Detail in 4 gezeigt, wobei die einzelnen Schritte von a) nach c) alphabetisch erfolgen. In der ersten Stellung (4a)) ist ein minimales Spaltmaß a₁ zwischen dem Spaltbildungsabschnitt 39 und der Aufbringrolle 2 gebildet, so dass kaum Haftmittel auf die Aufbringrolle 2 aufgebracht wird.
Über eine allgemeine Dosiereinrichtung 3 können nun durch Rotieren von dieser um ihre Achse w die Spaltbildungsabschnitte 39 aller Segmente 30 in eine andere Ruheposition gebracht werden, in der das Spaltmaß auf einen größeren Wert a₂ vergrößert wird (4b)). In diesem Zustand wird weniger Haftmittel von der Aufbringrolle 2 abgestreift, so dass mehr Haftmittel aufgetragen werden kann.
Wenn nun der Auftrag von Haftmittel lokal verringert werden soll, wird über das Koppelelement 50 der Spaltbildungsabschnitt 39 gegen die Aufbringrolle 2 gedrückt (1c)), wodurch das Spaltmaß auf einen kleineren Wert a₃ verringert wird, sodass der Haftmittelauftrag auf die Aufbringrolle 2 verringert bzw. verhindert wird. Typische Maße für das Spaltmaß a₂ sind 0,1-0,2 mm, wobei auch Werte bis 0,7 mm möglich sind. Das Spaltmaß a₃ kann sehr gering sein und kann auch 0 mm betragen (was einer Anlage an die Aufbringrolle 2 entspricht).
In der vorliegenden Ausgestaltung ist das Koppelelement 50 nicht kraft- oder formschlüssig mit dem Spaltbildungsabschnitt 39 verbunden, sondern drückt lediglich gegen diesen, um den Spaltbildungsabschnitt 39 gegen die Aufbringrolle 2 zu drücken, sodass der in 4a) und 4b) dargestellte Zustand den Ruhezustand darstellt. Insofern führt die Elastizität des Gelenks 30b zu einer Rückstellung der Segmente.
In diesem Zusammenhang wird jedoch bevorzugt, dass das Koppelelement 50 mit dem Spaltbildungsabschnitt 39 form-, kraft-, oder stoffschlüssig verbunden ist. Dies ermöglicht eine deutlich präzisere Regulierung der Spaltbreite und somit der Auftragsdicke des Haftmittels durch eine entsprechende Betätigung des Aktors 40. Dies ermöglicht es in besonderem Maße, einen kundenindividuellen Haftmittelauftrag durch die Auftragsdicke jedes einzelnen Segments 30 wie gewünscht zu realisieren und ermöglicht ferner einen Verzicht auf die allgemeine Dosiereinrichtung 3.
In einer dritten Ausführungsform (4d) bis f)) ist das Dosiersegment 30 um eine Schwenkachse f verschwenkbar gelagert, sodass das gesamte Segment und nicht mehr nur einzelne Teile bezüglich der Aufbringrolle 2 verschwenkt werden können. Die Funktion ist hierbei ähnlich zu der in 4a) bis c).
In 4d) liegt der Spaltbildungsabschnitt 39, d. h. der vordere Abschnitt im Bezug auf die Schwenkachse f des Segments 31, an der Aufbringrolle 2 an. In dem in 4e) dargestellten Abschnitt werden alle Segmente 30 gemeinsam bezüglich der Achse f verschwenkt, sodass sich das Spaltmaß des Spaltes zwischen Aufbringrolle 2 und den Segmenten 30 von a₁ auf a₂ vergrößert. Um nun das Spaltmaß von dem größeren Spaltmaß a₂ auf das kleinere Spaltmaß a₃ zu verringern (siehe 4f)) wird über das Koppelelement 50 ein Druck auf dem Spaltbildungsabschnitt 39 ausgeübt. Dies führt zu einer Verformung des Segments 30, wie dies in 4f) dargestellt ist. Bei Nachlassen des Drucks über das Koppelelement 50 geht das Segment wieder zu der in 4e) gezeigten Konfiguration über. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft für den unbehinderten Haftmittelfluss innerhalb der Bevorratungskammer.
Bevorzugt werden zum Anfang und am Ende des Werkstücks alle für die verwendete Plattenmaterialstärke benötigten Segmente 30 mit einem Abstand zur Aufbringrolle 2 positioniert, sodass eine vollflächige Benetzung des Werkstücks über die gesamte Werkstückhöhe mit einem Haftmittel stattfinden kann. Die Schichtstärke des Haftmittels wird durch die Segmente 30 bestimmt, welche von Hand oder automatisiert einstellbar sind. Durch die Rotation der Aufbringrolle 2 und dem gleichzeitigen Transport des Werkstücks entlang der Aufbringrolle 2 wird die zu beschichtende Oberfläche mit dem Haftmittel benetzt. Nach einem definierten Abstand zum Werkstückanfang werden die einzelnen Dosiersegmente 30 je nach Bedarf gesteuert, um den Haftmittelübertrag von dem Behälter 10 auf die Aufbringrolle 2 selektiv zu verhindern. Kurz vor der Hinterkante des Werkstücks erfolgt wieder ein vollflächiger Haftmittelauftrag. Im Bereich der Ober- und Unterkante und auch, wie bereits vorher erwähnt, der Vorder- und Hinterkante wird bevorzugt stets Haftmittel aufgetragen, um das Innere des Werkstücks vor äußeren Einflüssen abzudichten. Innerhalb des Inneren des Werkstücks kann der Haftmittelauftrag komplett oder selektiv reduziert werden, indem einzelne Dosiersegmente geschlossen werden. Abhängig von der Werkstoffhöhe können jedoch auch einzelne Dosiersegmente geöffnet bleiben, um innerhalb des Werkstücks einzelne Haftmittelstreifen kontinuierlich stehen zu lassen und damit die gewünschte Klebefestigkeit zu erzielen.
Eine vierte Ausführungsform wird in 5 und 6 gezeigt. Hierbei sind in 5 zum besseren Verständnis nur die Aufbringrolle 2 und das Steuerungsmittel in Form einer Steuerungsrolle 38 zur Steuerung der Dicke des Aufbringens an Haftmittel gezeigt. Die Aufbringrolle 2 rotiert hierbei kontinuierlich um ihre Rotationsachse j, während die Steuerungsrolle 38 als Beispiel eines Steuerungsmittels deutlich weniger oft gedreht wird. Sowohl die Steuerungsrolle 38 als auch die Aufbringrolle 2 tauchen in den (nicht dargestellten) Haftmittelbehälter ein, sodass die Aufbringrolle 2 an ihrer Oberfläche mit dem Haftmittel benetzt wird und dieses auf ein zu beschichtendes Werkstück (nicht dargestellt) aufbringen kann.
Wie aus der 5 zu sehen ist, sind auf der Oberfläche der Steuerungsrolle 38 zwei Stege 35, 36 mit verschiedenen Längen l₁, l₂ vorgesehen, die nach außen vorstehen. Wenn diese Stege der Aufbringrolle 2 gegenüberliegen, verringern sie dort lokal die Spaltbreite und verringern bzw. verhindern somit ein Durchtritt von Haftmittel, sodass ein Haftmittel beim Rotieren der Aufbringrolle 2 abgestrichen wird. Demgemäß wird lokal weniger Haftmittel auf ein Werkstück aufgebracht. Der Bereich, der durch die Stege 35, 36 definiert ist, befindet sich bevorzugt im Mittelbereich eines Werkstücks, sodass an den Kanten des Werkstücks jeweils vollflächig Haftmittel aufgetragen wird.
Die Funktion dieser vierten Ausführungsform ist in den 6 a) bis c) dargestellt. In der 6a) ist die Steuerungsrolle 38 in einer ersten Position dargestellt, in der ein Teil der Oberfläche der Steuerungsrolle 38 gegen die Aufbringrolle 2 anliegt. Hierdurch wird ein minimales Spaltmaß a₁ bereitgestellt, durch das kein bzw. nur geringfügig Haftmittel hindurchdringen kann. Demgemäß wird nur wenig Haftmittel auf ein Werkstück aufgebracht. Zu sehen ist ferner, dass die Steuerungsrolle 38 auf einem Schlitten 79 gelagert ist, welcher verschoben werden kann. Der Schlitten 79 selbst liegt über ein Dichtungsmittel 78 beweglich gelagert an der Umrandung 80 des Behälters 10 an, während wiederum die Lagerung des Schlittens 79 über ein weiteres Dichtungsmittel 77 abgedichtet ist.
Der Schlitten 79 ist entlang der Richtung m beweglich, welche die Mittelachsen w der Steuerungsrolle 38 und j der Aufbringrolle 2 verbindet. In Bezug auf die in 6a) gezeigte Konfiguration ist die Steuerungsrolle 38 über den Schlitten 79 geringfügig weg von der Aufbringrolle 2 verfahren, um zu der in 6b) gestalteten Konfiguration zu gelangen. Zu sehen ist, dass hierbei weiterhin eine Oberfläche der Steuerungsrolle 38 ohne Stege 36, 35 der Aufbringrolle 2 gegenüberliegt, sodass sich hier ein Spaltmaß a₂ ergibt, welches größer ist als das Spaltmaß a₁ der 6a). Hierdurch kann ein Haftmittel hindurchtreten bzw. es wird weniger Haftmittel abgestreift, sodass der Haftmittelauftrag auf ein (nicht dargestelltes) Werkstück größer ist. Ein solches Aufbringen kann beispielsweise am Anfang bzw. Ende eines Werkstücks erfolgen, um dort eine kontinuierliche und dicht abschließende Verklebung zu erzielen.
Um nun in die in 6c) dargestellte Ausgestaltung zu gelangen, wird die Steuerungsrolle 38 gedreht, sodass einer der Stege 35 der Aufbringrolle 2 gegenüberliegt. Hierdurch wird lokal ein Haftmittel abgestrichen bzw. ein Durchdringen von Haftmittel vermieden, sodass sich hierbei an einer lokalen Stelle ein geringerer (oder kein) Auftrag von Haftmittel auf die Aufbringrolle 2 ergibt.
Wenn anstelle von geraden Stegen, d. h. von Stegen, die sich entlang der Hauptachse der Steuerungsrolle erstrecken, ein helixförmiger Steg verwendet wird und die Steuerungsrolle simultan zur Aufbringrolle rotiert, kann auch ein Haftmittelauftrag mit einer Wellenform realisiert werden.
Die eben beschriebene Ausführungsform in 6 ist aufgrund des einfacheren Aufbaus und der geringeren Anzahl an benötigten Aktoren (lediglich zwei Stück) einfacher und preisgünstiger realisierbar. Jedoch ist die auf einer Steuerungsrolle mögliche Anzahl an Stegen abhängig vom Durchmesser der Steuerungsrolle und somit vom zur Verfügung stehenden Bauraum. Die ersten bis dritten Ausführungsformen sind daher in der Nutzung flexibler.
Es wird auch angedacht, dass im Bereich der Oberkante des Kantenstreifens kein Haftmittel aufgetragen wird. Dieser obere Bereich wird beim Aufkleben des Kantenstreifens für dessen Führung verwendet. Es wäre daher sinnvoll, hier einen Auftrag von Haftmittel zu vermeiden, um ein Verschmutzen der Führung zu verhindern. Der entsprechend unbenetzte Bereich wird nach dem Verkleben des Kantenbands entfernt. Dieses Verhindern von Auftrag von Haftmittel kann in der Ausführungsform der 5 und 6 durch einen zusätzlichen Steg verhindert werden.
7 zeigt in Unterfiguren a) bis e) verschiedene Ausgestaltungen eines Musters zum Aufbringen von einem Haftmittel. Hierbei ist ein Bereich, in dem eine signifikante Menge an Haftmittel aufgebracht wird, grau dargestellt, während ein Bereich, in dem kein oder nur deutlich weniger Haftmittel aufgebracht wird, weiß dargestellt wird. Wie in 7a) dargestellt wird, ist es möglich, dass lediglich an den Rändern einer Schmalseite Haftmittel aufgebracht wird, während dagegen in der Mitte kein Haftmittel aufgebracht wird. Ein solches Verfahren spart Haftmittel.
In 7b) ist jedoch auch noch ein Mittelsteg entlang der Längsrichtung der Kante mit Haftmittel versehen. Eine solche Ausgestaltung ist haftmittelsparend, führt jedoch zu einer hohen Klebefestigkeit.
Alternativ können intermittierend im Mittelbereich der Kante haftmittelfreie Bereiche ausgestaltet sein, wie dies in 7c) und 7d) dargestellt ist. Hierbei sind die haftmittelfreien Bereiche in 7d) deutlich größer. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine hohe Haftfestigkeit sichergestellt werden, während jedoch auch durch die freibleibenden Bereiche im Bereich der Mitte Haftmittel gespart werden kann.
7e) illustriert, dass auch deutlich kompliziertere Muster ausgestaltet werden können.
Prinzipiell ist es möglich, die Erfindung für verschiedene Arten von Haftmitteln einzusetzen und sie nicht nur für Schmelzkleber zu verwenden. Es ist sinnvoll, bei komplizierten Konturen auf das Kantenband selbst Haftmittel aufzutragen, während es bei geradlinigen Konturen angebracht sein kann, das zu beschichtende Werkstück selbst mit dem Haftmittel zu versehen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Haftmittelmenge lokal zu erhöhen, um dort eine besonders hohe Klebequalität zu erzielen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005061245 B3 [0004]
EP 3978142 A1 [0004]
DE 102019110567 A1 [0004]
DE 102016123416 A1 [0004]
EP 2335891 A1 [0004]
DE 102019106642 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zum selektiven Auftragen von Haftmittel auf einen Werkstoff mit: - einem Behälter (10) zur Aufnahme von Haftmittel, - einer Aufbringrolle (2) zum Aufbringen von Haftmittel auf den Werkstoff, wobei die Aufbringrolle (2) dazu ausgestaltet ist, dass ein Haftmittel aus dem Behälter auf ihre Oberfläche aufgetragen wird und das so aufgebrachte Haftmittel auf den Werkstoff aufgebracht wird, - einem Steuerungsmittel (3), um die Schichtdicke des von dem Behälter auf die Aufbringrolle aufgetragenen Haftmittels so zu steuern, dass das Profil in der Axialrichtung des auf die Aufbringrolle (2) aufgebrachten Haftmittels variabel eingestellt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuerungsmittel mehrere Segmente (31, 32) aufweist, die entlang der Axialrichtung der Aufbringrolle (2) angeordnet sind und einen in seiner Dicke steuerbaren Spaltabschnitt mit der Aufbringrolle (2) definieren, wobei über die Dicke des Spaltabschnitts die Schichtdicke des aufgetragenen Haftmittels gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei eines oder mehrere, bevorzugt alle Segmente (31, 32) jeweils einen Spaltbildungsabschnitt (39) aufweisen, der bezüglich der Aufbringrolle (2) beweglich vorgesehen ist und mit der Aufbringrolle den Spalt definieren, wobei die Spaltbildungsabschnitte (39) bevorzugt in einer Richtung vorgespannt sind, in welcher der Spaltabschnitt in seiner Dicke minimiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Segmente als Ganzes jeweils um eine Achse (f), die parallel zur Axialrichtung der Aufbringrolle (2) ist, verschwenkbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Segmente (31, 32) mit einem axialen Abstand zueinander von weniger als 1 mm, bevorzugt weniger als 0,1 mm und am stärksten bevorzugt ohne Lücke angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuerungsmittel eine Steuerungsrolle (38) aufweist, deren Axialrichtung (w) im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung (j) der Aufbringrolle (2) ist, wobei die Steuerungsrolle eine Zylinderoberfläche aufweist, von der sich ein oder mehrere Stege (35, 36) erstrecken, wobei der Durchmesser der Zylinderoberfläche so gewählt ist, dass zwischen der Zylinderoberfläche und der Oberfläche der Aufbringrolle ein Spalt definiert ist, der ein Aufbringen von Haftmittel auf die Aufbringrolle ermöglicht, wobei die Steuerungsrolle (38) selektiv um ihre Achse gedreht werden kann, so dass die ein oder mehreren Stege (35, 36) der Aufbringrolle gegenüberliegen, um somit den Spalt zwischen Steuerungsrolle und Aufbringrolle zumindest partiell zu verringern oder zu verschließen, um somit ein Aufbringen von Haftmittel auf die Aufbringrolle (2) zu reduzieren.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die einen oder mehreren Stege (35, 36) wellenförmig ausgestaltet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass ein Haftmittel auf die in Bezug auf die Axialrichtung äußeren Ränder des Werkstoffs kontinuierlich aufgetragen wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass der Werkstoff bezüglich der Vorrichtung entlang einer Rollrichtung der Aufbringrolle verfahren wird und dass am Anfang und/oder Ende des Werkstoffs in der Abrollrichtung das Haftmittel entlang der Axialrichtung der Aufbringrolle kontinuierlich aufgebracht wird.
Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, mit einem Beschichtungsmaterial unter Verwendung eines Haftmittels, das auf eine Grenzfläche zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, wobei das Haftmittel in einem nichtperiphären Bereich der Grenzfläche in einem geringeren Maße aufgetragen wird als in einem Bereich, der näher am Umfang der Grenzfläche als der nichtperiphäre Bereich ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Haftmittel in dem nichtperiphären Bereich nicht oder nur in einer unwesentlichen Menge aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei das Verfahren eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Auftragen des Haftmittels einsetzt.
Beschichtetes Werkstück mit einem Werkstück, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen oder dergleichen besteht, und einem an dem Werkstück befestigten Beschichtungsmaterial, wobei das Beschichtungsmaterial über ein Haftmittel mit dem Werkstück verbunden ist, wobei das Haftmittel auf eine Grenzfläche zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial aufgetragen ist und wobei das Haftmittel in einem nichtperiphären Bereich der Grenzfläche in einem geringeren Maße aufgetragen ist als in einem Bereich, der näher am Umfang der Grenzfläche als der nichtperiphäre Bereich ist, wobei das Werkstück bevorzugt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und/oder unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Auftragen des Haftmittels hergestellt wurde.
Beschichtetes Werkstück nach Anspruch 13, wobei das Haftmittel in dem nichtperiphären Bereich nicht oder nur in einer unwesentlichen Menge aufgetragen ist.
Verwendung eines beschichteten Werkstücks nach einem der Ansprüche 13 bis 14 in einem Einrichtungsgegenstand, bevorzugt einem Möbelstück.