DE202015104113U1 - Coating device for applying a liquid coating agent to an elongated workpiece - Google Patents
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Abstract
Beschichtungsvorrichtung (20) zum Auftrag eines flüssigen Beschichtungsmittels auf ein langgestrecktes Werkstück (10), das auf einer linearen Bahn (44) geführt wird, umfassend eine Rolle (22), einem Rotationsantrieb zur Drehung der Rolle (22) um ihre Achse (24), und eine Auftragseinrichtung (46) zum Auftrag des Beschichtungsmittels auf eine Umfangsfläche (26) der Rolle (22), welche Umfangsfläche (26) zur Übertragung des auf sie aufgetragenen Beschichtungsmittels auf das Werkstück (10) an der Bahn (44) des Werkstücks (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (26) der Rolle (22) einen gewölbten Querschnittsbereich aufweist und aus einem elastischen Material gebildet wird.Coating device (20) for applying a liquid coating agent to an elongated workpiece (10) guided on a linear path (44) comprising a roller (22), a rotary drive for rotating the roller (22) about its axis (24) and an application device (46) for applying the coating agent to a peripheral surface (26) of the roller (22), which peripheral surface (26) for transferring the coating agent applied thereto onto the workpiece (10) on the path (44) of the workpiece ( 10) is arranged, characterized in that the peripheral surface (26) of the roller (22) has a curved cross-sectional area and is formed of an elastic material.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zum Auftrag eines flüssigen Beschichtungsmittels auf ein langgestrecktes Werkstück, das auf einer linearen Bahn geführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a coating device for applying a liquid coating agent to an elongate workpiece which is guided on a linear path, according to the preamble of claim 1.
Bei den Werkstücken der hier vorliegenden Art kann es sich beispielsweise um Paneele, Möbelteile oder dergleichen handeln, die aus Holz, einem Holzwerkstoff wie etwa MDF oder HDF oder auch aus einem Kunststoffmaterial bestehen, oder aus einer Mischung solcher Materialien. Beispielsweise kann es sich bei diesen Werkstücken um die Paneele von Bodenbelägen handeln, die an ihren Seitenkanten profiliert sind und zusätzlich mit einer Fase versehen sein können. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht spezifisch auf eine bestimmte Art von Werkstücken beschränkt, insbesondere nicht auf bestimmte Arten von Materialien oder einen bestimmten Verwendungszweck. The workpieces of the present type may be, for example, panels, furniture parts or the like, which consist of wood, a wood material such as MDF or HDF or also of a plastic material, or of a mixture of such materials. For example, these workpieces may be the panels of floor coverings which are profiled on their side edges and may additionally be provided with a chamfer. However, the present invention is not limited specifically to a particular type of workpieces, especially not to certain types of materials or a particular use.
In der Regel werden solche Werkstücke nach der formgebenden Bearbeitung, also insbesondere nach einer Kantenprofilierung, mit einer Beschichtung versehen. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung kann es sich bei dieser Beschichtung beispielsweise um einen Lack, einen Farbauftrag, eine Imprägnierung oder dergleichen handeln, die als Dekor oder zum Schutz der Werkstückoberfläche dient. Beispielsweise ist es üblich, Bodenpaneele der oben beschriebenen Art an einer Fase ihrer Seitenkante mit einem Lack oder einer Dekorbeschichtung zu versehen. Diese Beschichtung soll sich gegebenenfalls sich von der Beschichtung an einer angrenzenden Oberfläche des Werkstücks unterscheiden, wie etwa der Nutzfläche eines Paneels. Insofern ist es von Bedeutung, dass die Fase auf ihrer gesamten Breite, jedoch nicht darüber hinaus beschichtet wird. Gleichzeitig soll die Beschichtung während des Durchlaufs des Werkstücks durch eine entsprechende Beschichtungsstation mit hoher Geschwindigkeit innerhalb der Bearbeitungsanlage hergestellt werden. As a rule, such workpieces are provided with a coating after the shaping treatment, that is to say in particular after an edge profiling. For the purposes of the present application, this coating can be, for example, a lacquer, a paint application, an impregnation or the like, which serves as decoration or for protecting the workpiece surface. For example, it is customary to provide floor panels of the type described above at a chamfer of their side edge with a lacquer or a decorative coating. Optionally, this coating should be different from the coating on an adjacent surface of the workpiece, such as the effective area of a panel. In this respect, it is important that the bevel is coated over its entire width, but not beyond. At the same time, the coating should be produced during the passage of the workpiece through a corresponding coating station at high speed within the processing plant.
Bekannt sind beispielsweise Beschichtungsvorrichtungen, die eine Rolle umfassen, auf welcher mittels einer Auftragseinrichtung das Beschichtungsmittel aufgetragen wird. An dieser Rolle wird das Werkstück mit der zu beschichtenden Werkstückoberfläche vorbei geführt, so dass das Beschichtungsmittel von der Umfangsfläche der Rolle auf die Werkstückoberfläche übertragen wird. Hierbei muss die Rolle so angeordnet werden, dass eine präzise und kontinuierliche Beschichtung des dazu vorgesehenen Bereichs der Werkstückoberfläche ermöglicht wird, und zwar auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten. Gewöhnlich erstreckt sich die Umfangsfläche der Rolle über die gesamte Breite des zur beschichtenden Streifens der Werkzeugoberfläche. Ein möglichst enger Kontakt zwischen Rolle und Werkstück verbessert zwar grundsätzlich die Übertragung des Beschichtungsmittels, führt jedoch dazu, dass Stöße und Schläge, die aufgrund von Unregelmäßigkeiten während der Förderung des Werkstücks auftreten, unmittelbar auf die Rolle wirken. Infolgedessen kann es zu Unregelmäßigkeiten des Beschichtungsergebnisses oder zu mechanischen Problemen bei der Lagerung der Rolle kommen. Daher wurde bisher die Umfangsfläche der Rolle in einem geringen Abstand über der zu beschichtenden Werkstückoberfläche gehalten. Der Abstand ist ausreichend, den Film des Beschichtungsmittels in Kontakt mit der Werkstückoberfläche zu bringen. Allerdings kann es in diesem Fall leicht zu einem Verschmieren des Beschichtungsmittels über die zu beschichtende Fläche hinweg und zu einem unerwünschten Übertritt desselben auf angrenzende Flächenbereiche kommen. For example, coating devices which comprise a roller on which the coating agent is applied by means of an application device are known. At this role, the workpiece with the workpiece surface to be coated is guided past, so that the coating agent is transferred from the peripheral surface of the roller to the workpiece surface. In this case, the roller must be arranged so that a precise and continuous coating of the intended area of the workpiece surface is made possible, even at high conveying speeds. Usually, the peripheral surface of the roll extends over the entire width of the strip to be coated of the tool surface. While the closest possible contact between the roller and the workpiece fundamentally improves the transfer of the coating agent, it causes impacts and impacts, which occur due to irregularities during the conveyance of the workpiece, to act directly on the roller. As a result, irregularities of the coating result or mechanical problems in the storage of the roll may occur. Therefore, the peripheral surface of the roller has been kept at a small distance above the workpiece surface to be coated. The distance is sufficient to bring the film of the coating agent in contact with the workpiece surface. However, in this case, smearing of the coating agent over the surface to be coated and undesired transfer to adjacent surface areas can easily occur.
Bei hohen Fördergeschwindigkeiten ist somit die zu erreichende Präzision bei der Beschichtung noch immer verbesserungswürdig. Insbesondere ist es bei den bekannten Anlagen unerlässlich, den Abstand zwischen Rolle und Werkstückoberfläche genau einzustellen und die Rolle in ihrer Breitenrichtung, d.h. quer zur Bahn des Werkstücks genau auf den zu beschichteten Streifen auszurichten. At high conveying speeds, therefore, the precision to be achieved in the coating is still in need of improvement. In particular, it is essential in the known systems to adjust the distance between the roller and the workpiece surface accurately and the role in its width direction, i. Align exactly to the coated strip across the web of the workpiece.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beschichtungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass eine präzise und gleichförmige Beschichtung der Werkstückoberfläche über die gesamte Breite des zu beschichtenden Bereichs auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten ermöglicht wird, ohne dass eine aufwendige Justage notwendig ist. The object of the present invention is therefore to improve a coating device of the type described above to the extent that a precise and uniform coating of the workpiece surface over the entire width of the area to be coated is made possible even at high conveying speeds, without an elaborate adjustment is necessary.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Beschichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11. This object is achieved by a coating device having the features of claim 1, and by a method having the features of claim 11.
Erfindungsgemäß weist die Umfangsfläche der Rolle, die das Beschichtungsmittel trägt, einen gewölbten Querschnittsbereich auf und wird aus einem elastischen Material gebildet. Gemeint ist hierbei der Querschnitt in einer Ebene, in der die Rotationsachse der Rolle liegt, d.h. quer zur Rotationsrichtung bzw. Umfangsrichtung der Rolle. Durch diese Ausbildung der Umfangsfläche ist es möglich, die Rolle deutlich näher an der zu beschichtenden Werkstückoberfläche zu positionieren, als bei den herkömmlichen Rollen nach dem Stand der Technik der Fall ist. Stöße oder Schläge, die durch Ungenauigkeiten bei der Förderung des Werkstücks entlang seiner Bahn verursacht und auf die Rolle übertragen werden, werden durch die Elastizität des Materials der Umfangsfläche der Rolle gedämpft. Insbesondere ist es möglich, die Rolle an das Werkstück so dicht anzunähern, dass die Umfangsfläche die zu beschichtende Werkstückoberfläche berührt. According to the invention, the peripheral surface of the roller carrying the coating agent has a curved cross-sectional area and is formed of an elastic material. What is meant here is the cross section in a plane in which the axis of rotation of the roller is located, ie transversely to the direction of rotation or circumferential direction of the roller. By this formation of the peripheral surface, it is possible to position the roller significantly closer to the workpiece surface to be coated, as is the case with the conventional rollers according to the prior art. Shocks caused by inaccuracies in the conveyance of the workpiece along its path and transmitted to the roller are damped by the elasticity of the material of the peripheral surface of the roller. In particular, it is possible to approach the roll so close to the workpiece, the peripheral surface touches the workpiece surface to be coated.
Zur Bildung eines Beschichtungsmittel-Films auf der Umfangsfläche der Rolle und zur gleichförmigen Beschichtung des dazu vorgesehenen Streifens der Werkstückoberfläche bietet der gewölbte Querschnitt ebenfalls Vorteile. Durch die Zentrifugalkraft, die bei der Rotation der Rolle auftritt, sammelt sich das Beschichtungsmittel auf dem Scheitelpunkt des Querschnitts der Wölbung der Umfangsfläche, d.h. auf dem Umfangsbereich der Rolle mit dem maximalen Abstand von der Rollenachse, so dass der Beschichtungsmittel-Film in diesem Bereich seine maximale Dicke aufweist. Gerät dieser Film in Kontakt mit der Werkstückoberfläche, so breitet sich das Beschichtungsmittel aufgrund seiner Kapillarität oder Grenzflächenspannung seitlich zur Bahn auf der streifenförmigen Werkstückoberfläche aus und kann diese entlang ihrer Breite bis zu den Rändern vollständig benetzen. In dem Fall, in welchem die Umfangsfläche die Rolle die Werkstückoberfläche kontaktiert, breitet sich das Beschichtungsmittel in den annähernd keilförmigen Zwischenräumen zwischen Rolle und Werkstück seitlich des Kontaktpunktes des Querschnitts aus. To form a coating agent film on the peripheral surface of the roll and to uniformly coat the dedicated strip of the workpiece surface, the domed cross section also provides advantages. Due to the centrifugal force which occurs during the rotation of the roller, the coating agent collects on the vertex of the cross-section of the curvature of the peripheral surface, i. on the peripheral area of the roller with the maximum distance from the roller axis, so that the coating agent film has its maximum thickness in this area. If this film is in contact with the workpiece surface, then due to its capillarity or interfacial tension, the coating agent spreads laterally of the web on the strip-shaped workpiece surface and can completely wet it along its width to the edges. In the case where the peripheral surface contacts the roller to the workpiece surface, the coating agent spreads in the approximately wedge-shaped spaces between roller and workpiece laterally of the contact point of the cross section.
Die Anforderungen an die Präzision der Positionierung der Rolle am Werkstück sind hier geringer als bei den herkömmlichen Rollen. Die Wölbung des Querschnitts der Rolle ist in geeigneter Weise auf die Breite des zu beschichtenden Streifens am Werkstück abzustimmen, um die gewünschte vollständige Beschichtung zu erreichen. In der Regel wird ein gutes Beschichtungsergebnis dann zu erreichen sein, wenn der Krümmungsradius der Wölbung ein Vielfaches der Breite des Streifens beträgt, so dass auch an den Rändern des Streifens der Abstand zur Umfangsfläche der Rolle nicht zu groß wird der Film des Beschichtungsmittels nicht abreißt. The requirements for the precision of the positioning of the roller on the workpiece are lower here than in the case of conventional rollers. The curvature of the cross section of the roll is suitably tuned to the width of the strip to be coated on the workpiece in order to achieve the desired complete coating. In general, a good coating result will be achieved if the radius of curvature of the curvature is a multiple of the width of the strip, so that even at the edges of the strip, the distance to the peripheral surface of the roll is not too large, the film of the coating agent does not break.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berührt die Umfangsfläche der Rolle das Werkstück. Der hierbei auftretende Kontakt zwischen Rolle und Werkstück sorgt für eine möglichst zuverlässige Übertragung des Beschichtungsmittels. According to a preferred embodiment of the present invention, the peripheral surface of the roller contacts the workpiece. The case occurring contact between the roller and workpiece ensures the most reliable transmission of the coating agent.
Weiter vorzugsweise ist der gewölbte Querschnittsbereich der Umfangsfläche kreisbogenförmig. Further preferably, the curved cross-sectional area of the peripheral surface is circular arc-shaped.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Umfangsfläche durch die Oberfläche eines ringförmigen Auftragelements gebildet, das auf einer die Rolle umlaufenden Aufnahmefläche aufliegt oder in dieser einliegt. According to a further preferred embodiment of the invention, the peripheral surface is formed by the surface of an annular applicator element which rests on a roller surface surrounding the receiving surface or rests in this.
Vorzugsweise handelt es sich bei diesem ringförmigen Auftragselement um einen O-Ring mit kreisförmigem Querschnitt, der aus Gummi oder Kunststoff besteht und in einer umlaufenden Nut auf der Oberfläche der Rolle einliegt. Preferably, this annular applicator is an O-ring of circular cross-section made of rubber or plastic and bearing in a circumferential groove on the surface of the roller.
Die Auftragseinrichtung ist vorzugsweise als Düse ausgebildet, die zum Auftrag des Beschichtungsmittels dicht an der Umfangsfläche der Rolle angeordnet ist. Der Abstand zwischen der Düse und der Umfangsfläche ist hierbei so zu wählen, dass ein kontinuierlicher, nicht abreißender Film des Beschichtungsmittels auch bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Rolle gebildet wird. Die Düse kann die Umfangsfläche auch berühren. The applicator is preferably formed as a nozzle which is arranged to apply the coating agent close to the peripheral surface of the roller. The distance between the nozzle and the peripheral surface is to be selected such that a continuous, non-disruptive film of the coating composition is formed even at high rotational speeds of the roll. The nozzle may also touch the peripheral surface.
Weiter vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung eine Entfernungseinrichtung zum mechanischen Entfernen überschüssigen Beschichtungsmittels von der Umfangsfläche der Rolle. Bei dieser Entfernungseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Abstreifer, eine Rakel oder dergleichen handeln. Diese Entfernungseinrichtung kann bezüglich der Rotationsrichtung der Rolle stromabwärts des Kontakt- bzw. Übertragungspunktes zwischen der Rolle und dem Werkstück angeordnet sein, so dass restliches Beschichtungsmittel, das nach der Übertragung auf das Werkstück auf der Rolle verbleibt, mechanisch abgestrahlt wird. Further preferably, the coating device according to the invention comprises a removal device for the mechanical removal of excess coating agent from the peripheral surface of the roller. This removal device may be, for example, a scraper, a squeegee or the like. This removal means may be disposed downstream of the point of contact between the roller and the workpiece with respect to the direction of rotation of the roller so that residual coating agent remaining on the roller after transfer to the workpiece is mechanically radiated.
Weiter vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung eine Reinigungseinrichtung zur Reinigung der Umfangsfläche der Rolle mittels eines Reinigungsmittels. Durch diese Reinigungseinrichtung kann gleichzeitig die Umfangsfläche der Rolle befeuchtet werden. Further preferably, the coating device according to the invention comprises a cleaning device for cleaning the peripheral surface of the roller by means of a cleaning agent. At the same time, the peripheral surface of the roller can be moistened by this cleaning device.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung umfasst ferner vorzugsweise eine Fördereinrichtung für Werkstücke, die dazu vorgesehen ist, ein Werkstück entlang einer linearen Bahn tangential oder in geringem Abstand an der Umfangsfläche der Rolle vorbeizuführen, derart, dass das Beschichtungsmittel von der Umfangsfläche auf eine streifenförmige zu beschichtende Werkstückoberfläche übertragen wird und letztere auf ihrer gesamten Breite mit dem Beschichtungsmittel beschichtet wird. The coating device according to the invention preferably further comprises a conveyor for workpieces, which is intended to tangentially or slightly past a workpiece along a linear path on the peripheral surface of the roller, such that the coating agent is transferred from the peripheral surface to a strip-shaped workpiece surface to be coated and the latter is coated on its entire width with the coating agent.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Bearbeitungsanlage für Werkstücke, insbesondere für Paneele aus einem Holzwerkstoff und/oder Kunststoff, umfassend eine Beschichtungsvorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen Art, und eine bezüglich der Förderrichtung der Werkstücke stromaufwärts der Beschichtungsvorrichtung angeordnete Bearbeitungsstation zur Herstellung einer streifenförmigen Werkstückoberfläche, die nachfolgend in der Beschichtungsvorrichtung mit dem Beschichtungsmittel beschichtet wird. The present invention further relates to a processing plant for workpieces, in particular for panels made of a wood material and / or plastic, comprising a coating device according to the above-described type, and arranged with respect to the conveying direction of the workpieces upstream of the coating device processing station for producing a strip-shaped workpiece surface, hereinafter is coated in the coating device with the coating agent.
Ein Verfahren zur Bearbeitung und zum Beschichten von Werkstücken, insbesondere von Paneelen aus einem Holzwerkstoff und/oder Kunststoff, kann die folgenden Schritte umfassen:
- – Herstellung einer streifenförmigen Werkstückoberfläche am Werkstück, und
- – Fördern des Werkstücks entlang einer Förderbahn, die an einer rotierenden Rolle vorbeiführt, deren Umfangsfläche einen gewölbten Querschnittsbereich aufweist, der aus einem elastisch komprimierbaren Material gebildet wird, derart, dass das Beschichtungsmittel von der Umfangsfläche der Rolle auf die streifenförmige Werkstückoberfläche auf deren gesamter Breite aufgetragen wird.
- - Making a strip-shaped workpiece surface on the workpiece, and
- Conveying the workpiece along a conveyor track which passes by a rotating roller whose peripheral surface has a curved cross-sectional area formed from an elastically compressible material, such that the coating means is applied from the circumferential surface of the roller to the strip-shaped workpiece surface over its entire width becomes.
Die Umfangsfläche der Rolle kann hierbei die streifenförmige Werkstückoberfläche berühren, während das Werkstück die Rolle passiert. The peripheral surface of the roller can in this case touch the strip-shaped workpiece surface, while the workpiece passes the roller.
Ferner kann die streifenförmige Werkstückoberfläche einen ebenen Querschnitt aufweisen. Furthermore, the strip-shaped workpiece surface may have a flat cross-section.
Die Querschnittsebene der streifenförmigen Werkstückoberfläche kann hierbei im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Rolle stehen. The cross-sectional plane of the strip-shaped workpiece surface may in this case be substantially parallel to the axis of rotation of the roller.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer detaillierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit Bezug auf die folgenden Figuren. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following description of a detailed embodiment of the present invention with reference to the following figures.
Das Werkstück
An der Seitenkante der Nutzseite
Bei dem flüssigen Beschichtungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Lack handeln, der farbig oder transparent ist, oder um eine andere Art von transparenter Versiegelung der Fase
Zum Auftrag des flüssigen Beschichtungsmittels auf die Fase
Der O-Ring
In der vergrößerten Darstellung in
Auf die Umfangsfläche
Aufgrund einer Kapillarität des flüssigen Beschichtungsmittels benetzt dieses bei oder nach der Übertragung auf die Fase
Stöße und Schläge, die aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Förderung des Werkstücks
Hierzu ist der Abstand zwischen der Umfangsfläche
Insbesondere bei der Ausführungsform in
In
Als Auftragseinrichtung für das Beschichtungsmittel ist eine Düse
Das von der Düse
Hinter dem Kontaktpunkt
Bezüglich der Rotationsrichtung B stromabwärts des Abstreifers
In
Die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dargestellte Beschichtungsvorrichtung
Das vorstehend beschriebene Beschichtungsverfahren mittels einer Rolle
Die Perspektive in
Die Anordnung der Behälter
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