WO2004018113A1 - Verfahren zur beschichtung länglicher werkstücke - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing profiled elongated workpieces and at least partially coated on the lateral edge surfaces.
  • Elongated workpieces with any cross-sectional profile are coated depending on the intended use after the shaping and after finishing individual surfaces and edges.
  • the coating is either carried out over the entire surface or, especially if only the connecting surfaces or elements are coated, is restricted to partial areas, for example the lateral contact surfaces of a tongue and groove connection of strips to be arranged next to one another.
  • Such cross-sectional profiles are, for example, strips produced by extrusion or floor strips produced by milling and planing, such as laminate profiles.
  • the shaping and the coating are carried out in two separate devices by a device for post-processing. It is therefore also necessary to use at least two means of transport in which the workpieces are clamped and guided through the various devices.
  • the automatic coating of such workpieces is therefore complex and expensive.
  • the method according to the invention enables the production of elongated and at least partially coated workpieces on the lateral edge surfaces, where viscous materials can be applied to the lateral edge surfaces directly after the shaping of the workpieces and without a further finishing step.
  • the shaping and coating of the profiled workpieces can be carried out in one system, preferably one and the same means of transport guiding the material through the individual processing steps. After shaping, the workpieces can thus be coated without reclamping and without post-processing.
  • the method according to the invention is therefore time and cost-effective and can be carried out in a confined space and can be flexibly converted to the different profiles to be coated.
  • the coating device essentially consists of a housing and a coating head having a recess, in which a coating nozzle is arranged.
  • any excess coating agent can be removed again after the application by means of a vacuum which can be applied in the coating head. This step can also be carried out to set a defined layer thickness of coating agent.
  • the coating head has a recess for carrying out the edge surfaces of the elongated workpieces to be coated.
  • a coating nozzle and a means for applying vacuum to the previously coated edge surfaces are also arranged within the coating head.
  • the coating head is preferably arranged on the outside of the coating device, as a result of which a defective coating head can be replaced or converted to coating heads with differently shaped recesses in a particularly simple and quick manner.
  • the recess preferably has a contour which essentially corresponds to the cross-sectional shape of the edge surfaces to be coated.
  • a coating nozzle is arranged in the coating head.
  • the term coating nozzle is understood to mean that part of the coating device where the coating agent leaves the coating device and the application to the surfaces to be coated takes place.
  • the coating nozzle has a connection for a coating agent feed line and can have any conceivable shape that ensures that a defined volume flow of coating agent flows through.
  • Coating nozzle in the sense of the invention does not necessarily mean that the coating agent has to be finely distributed through the nozzle.
  • the coating agent can also swell out and be brought into contact with the edge surfaces to be coated.
  • the coating nozzle is preferably slit-shaped, the elongated extension of the slit preferably being transverse to the conveying direction of the surface to be coated.
  • the person skilled in the art understands that the size of the coating nozzle, in particular the size of the transfer opening, preferably the thickness of the slot, is matched to the viscosity of the coating agent, the conveying speed of the surfaces to be coated and the desired thickness of the coating.
  • the slit shape of the coating nozzle and its orientation transverse to the conveying direction of the surface to be coated ensures a coating film which is uniform and of uniform thickness over the width of the surface.
  • the coating nozzle extends essentially along the contour of the recess of the coating head. This advantageous embodiment of the invention ensures a particularly uniform application of the coating agent and a minimal loss of material which occurs exclusively when cleaning the coating head.
  • the coating agent can be, for example, lacquers or pigment-containing liquids such as paints, but also adhesives and glue or primers and impregnants. Any substance that can be applied by means of a coating nozzle and is capable of producing a film with a continuous layer thickness is encompassed by the inventive concept.
  • a means is additionally arranged within the coating head, by means of which a vacuum can be applied to the coated surfaces of the workpieces.
  • the viscous coating compositions applied by means of the coating nozzle are partially removed again by the vacuum connected downstream.
  • a defined layer thickness of the applied coating agent is set by means of the vacuum.
  • the coating agent removed again is in a chamber of the Coating device, for example using filters and / or baffle plates, deposited and collected. Such a chamber is described in DE 101 10 859.1. The corresponding description is hereby also introduced as a reference and is therefore part of the disclosure.
  • a method is provided in a particularly simple manner that is able to adjust a thickness of the coating agent layer that is adapted to the use and at the same time collects the excess material and preferably leads it in a cycle and thus leads it back to the system Provides.
  • FIGS. 1-3 The invention is described in more detail below with reference to FIGS. 1-3.
  • the figures contain only exemplary embodiments of the invention and in no way limit the general inventive concept. Show it
  • FIG. 1 shows the side view of a coating device according to the invention
  • FIG. 2 shows the schematic representation of a method according to the invention
  • Figure 3 is a sectional side view of a separation chamber according to the invention.
  • FIG. 1 shows the side view of a coating device 1 according to the invention.
  • the coating device 1 consists of a housing 7 and a coating head 3 arranged thereon. Lines 8 lead to the coating head 3 within the housing 7 for the inflow and outflow of coating agents and air.
  • the coating head 3 has a recess 4 for receiving the profile of the elongated workpiece 2 to be coated. With the conveying direction of the workpiece 2 running into the paper plane, the coating nozzle (not shown) and, behind it, the means for applying a vacuum (not shown) are arranged inside the coating head 3.
  • the coating agent is conveyed via the feed line 8 to the coating head 3 and applied to the lateral edge surfaces 6.
  • the coating agent removed by vacuum is in the air stream entrained and returned via the lead 8 into the housing 7 of the coating device 1.
  • FIG. 2 shows the schematic representation of the method according to the invention.
  • the material 9 to be shaped is shaped into an elongated material 11 in the shaping device 10, for example an extruder or a planing system.
  • the material 11 passes through the coating device 1, in which the rings indicate the profiled coating nozzle 5, immediately after the shaping and without any additional finishing of the previously shaped surfaces.
  • the coating agent 5 is supplied with the coating agent by the pump 13 from a storage container 12. A vacuum is applied to the coated workpiece 2 behind the coating nozzle. The removed coating agent is led back to the storage container 12 via a deposition chamber (not shown) located in the coating device 1.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a separation chamber 14.
  • the air flowing through the application of the vacuum entrains excess coating agent from the coated edge surfaces (not shown).
  • the coating agent is present as fine droplets in the air stream.
  • the air flow enters the separation chamber 14 and strikes the baffle plate 15, on which a large part of the coating agent in the air flow separates and drips into the supply 16 at the bottom of the separation chamber 14.
  • the deposited coating agent can be returned from the supply, for example for processing or for direct use.
  • the air flow circulates within the separation chamber 14 and passes through the perforated plate 17 and the perforated plate 18 into the filter unit 19, in which the finely divided
  • Coating droplets are deposited.
  • the air flow free of coating agent finally leaves the deposition chamber 14 in the roof area of the chamber.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung profilierter und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen länglicher Werkstücke, bei dem die Werkstücke unmittelbar nach der Formgebung und ohne Nachbearbeitung des Profils mit zähflüssigen Materialien beschichtet werden.

Description

Verfahren zur Herstellung beschichteter länglicher Werkstücke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung profilierter und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen beschichteter länglicher Werkstücke.
Längliche Werkstücke mit einem beliebigen Querschnittsprofil werden je nach Verwendungszweck nach der Formgebung und nach einer Nachbearbeitung einzelner Flächen und Kanten beschichtet. Die Beschichtung erfolgt entweder ganzflächig oder ist, insbesondere wenn allein die Verbindungsflächen oder- elemente beschichtet werden, nur auf Teilbereiche, beispielsweise die seitlichen Berührungsflächen einer Nut-Feder-Verbindung nebeneinander anzuordnender Leisten, beschränkt.
Derartige Querschnittsprofile sind beispielsweise durch Extrudieren hergestellte Leisten oder durch Fräsen und Hobeln hergestellte Fußbodenleisten wie Laminatprofile.
Bei der Serienfertigung derartiger beschichteter profilierter Werkstücke kommt es einerseits darauf an, die Beschichtung gleichmäßig und genau aufzutragen. Andererseits ist der Fachmann daran interessiert, eine Vorrichtung zu verwenden, die flexibel umrüstbar ist und eine Vielzahl verschiedener Werkstückprofile aufnehmen oder aber eine Vielzahl unterschiedlicher Seitenflächen beschichten kann.
Eine derartige Beschichtungsvorrichtung ist in der DE 10224238.0 beschrieben. Diese Druckschrift wird hiermit als Referenz eingeführt und ist somit Bestandteil der Offenbarung.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Beschichtung länglicher Werkstücke gehen unabhängig von den Eigenschaften der verwendeten Beschichtungsmittel regelmäßig davon aus, dass die Werkstücke nach der Formgebung einem weiteren Nachbearbeitungsschritt, beispielsweise durch Drehen, Fräsen, Hobeln oder Schleifen, insbesondere der Kantenflächen, unterzogen werden müssen. Anschließend kann dann die Beschichtung der Kantenflächen in dafür vorgesehenen Beschichtungsvorrichtungen erfolgen.
Dabei wird die Formgebung und die Beschichtung in zwei voneinander durch eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung getrennten Vorrichtungen durchgeführt. Somit ist auch die Verwendung mindestens zweier Transportmittel, in die die Werkstücke eingespannt und durch die verschiedenen Vorrichtungen geführt werden, notwendig. Die automatische Beschichtung derartiger Werkstücke gestaltet sich daher anlagen- und kostenintensiv.
Es war die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, dass die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht aufweist und dennoch kostengünstig und flexibel einsetzbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich in den abhängigen Ansprüchen 2 - 9.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung länglicher und zumindest teilweise an den seitlichen Kantenflächen beschichteter Werkstücke, wobei zähflüssige Materialien direkt nach der Formgebung der Werkstücke und ohne einen weiteren Nachbearbeitungsschritt auf die seitlichen Kantenflächen aufgegeben werden können. Dabei kann die Formgebung und Beschichtung der profilierten Werkstücke in einer Anlage erfolgen, wobei vorzugsweise ein und dasselbe Transportmittel das Material durch die einzelnen Bearbeitungsschritte führt. Die Werkstücke können somit nach der Formgebung ohne ein Umspannen und ohne Nachbearbeitung beschichtet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher zeit- und kostengünstig und auf engem Raum durchführbar sowie flexibel auf die verschiedenen zu beschichtenden Profile umrüstbar.
Es war für den Fachmann überraschend, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zähflüssige Materialien auf die seitlichen Kantenflächen länglicher Werkstücke mit ausgeprägtem Querschnittsprofil aufgebracht werden können, ohne nach der Formgebung einen Nachbearbeitungsschritt durchführen zu müssen. Die Beschichtungsvornchtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse und einem eine Ausnehmung aufweisenden Beschichtungskopf, in dem eine Beschichtungsdüse angeordnet ist. Zudem kann mittels eines in dem Beschichtungskopf anlegbaren Vakuums etwaig überschüssiges Beschichtungsmittel nach dem Auftrag wieder abgetragen werden. Dieser Schritt kann ebenfalls zur Einstellung einer definierten Schichtdicke an Beschichtungsmittel durchgeführt werden.
Der Beschichtungskopf weist eine Ausnehmung zum Durchführen der zu beschichtenden Kantenflächen der länglichen Werkstücke auf. Innerhalb des Beschichtungskopfs ist zudem eine Beschichtungsdüse und ein Mittel zum Beaufschlagen der zuvor beschichteten Kantenflächen mit Vakuum angeordnet. Vorzugsweise ist der Beschichtungskopf außen an der Beschichtungsvornchtung angeordnet, wodurch ein Auswechseln eines defekten Beschichtungskopfes oder eine Umrüstung auf Beschichtungsköpfe mit andersförmigen Ausnehmungen besonders einfach und schnell erfolgen kann. Die Ausnehmung besitzt vorzugsweise eine Kontour, die im wesentlichen der Querschnittsform der zu beschichtenden Kantenflächen entspricht.
In dem Beschichtungskopf ist eine Beschichtungsdüse angeordnet. Unter dem Begriff Beschichtungsdüse wird derjenige Teil der Beschichtungsvornchtung verstanden, an dem das Beschichtungsmittel die Beschichtungsvornchtung verlässt und der Auftrag auf die zu beschichtenden Flächen erfolgt. Die Beschichtungsdüse besitzt einen Anschluss für eine Beschichtungsmittelzuleitung und kann jede denkbare Form aufweisen, die gewährleistet, dass ein definierter Volumenstrom an Beschichtungsmittel durchfließt.
Beschichtungsdüse im Sinne der Erfindung bedeutet dabei nicht notwendigerweise, dass das Beschichtungsmittel durch die Düse fein verteilt werden muss. Beispielsweise kann das Beschichtungsmittel auch herausquillen und so in Kontakt mit den zu beschichtenden Kantenflächen gebracht werden. Vorzugsweise ist die Beschichtungsdüse schlitzförmig ausgebildet, wobei die längliche Ausdehnung des Schlitzes bevorzugt quer zur Förderrichtung der zu beschichtenden Fläche steht. Der Fachmann versteht dabei, dass die Größe der Beschichtungsdüse, insbesondere die Größe der Übergabeöffnung, vorzugsweise die Dicke des Schlitzes, auf die Viskosität des Beschichtungsmittels, die Fördergeschwindigkeit der zu beschichtenden Flächen sowie die gewünschte Dicke der Beschichtung abgestimmt ist. Durch die Schlitzform der Beschichtungsdüse und ihre Ausrichtung quer zur Förderrichtung der zu beschichtenden Fläche ist ein über die Breite der Fläche gleichförmiger und gleichdicker Beschichtungsfilm gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Beschichtungsdüse im wesentlichen entlang der Kontour der Ausnehmung des Beschichtungskopfes. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eine besonders gleichmäßige Auftragung des Beschichtungsmittels sowie ein minimaler Materialverlust, der ausschließlich bei der Reinigung des Beschichtungskopfs anfällt, gewährleistet.
Das Beschichtungsmittel können beispielsweise Lacke oder pigmenthaltige Flüssigkeiten wie Farben, aber auch Klebstoffe sowie Leim oder Grundier- und Imprägniermittel sein. Jeder Stoff, der mittels einer Beschichtungsdüse aufgegeben werden kann und in der Lage ist, einen Film mit einer durchgehenden Schichtdicke zu erzeugen, ist vom Erfindungsgedanken umfasst.
In Transportrichtung der Werkstücke durch die Beschichtungsvornchtung nach der Beschichtungsdüse ist innerhalb des Beschichtungskopfs zusätzlich ein Mittel angeordnet, mittels dessen ein Vakuum auf die beschichteten Flächen der Werkstücke aufgebracht werden kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mittels der Beschichtungsdüse aufgebrachten zähflüssigen Beschichtungsmittel von dem nachgeschalteten Vakuum teilweise wieder abgetragen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird mittels des Vakuums eine definierte Schichtdicke des aufgetragenen Beschichtungsmittels eingestellt. In einer überaus bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das wieder abgetragene Beschichtungsmittel in einer Kammer der Beschichtungsvornchtung, beispielsweise unter Verwendung von Filtern und/oder Prallblechen, abgeschieden und gesammelt. Eine derartige Kammer ist in der DE 101 10 859.1 beschrieben. Die entsprechende Beschreibung wird hiermit ebenfalls als Referenz eingeführt und ist somit Teil der Offenbarung.
Durch diese überaus vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf besonders einfache Weise ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das eine auf die Verwendung abgestimmte Dicke der Beschichtungsmittelschicht einzustellen in der Lage ist und gleichzeitig das überschüssige Material sammelt und vorzugsweise im Kreislauf führt und somit der Anlage wieder zur Verfügung stellt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 - 3 näher beschrieben. Die Figuren enthalten jedoch nur beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken in keiner Weise ein. Es zeigen
Figur 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvornchtung,
Figur 2 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 3 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abscheidekammer.
In Figur 1 wird die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvornchtung 1 gezeigt. Die Beschichtungsvornchtung 1 besteht aus einem Gehäuse 7 und einem daran angeordneten Beschichtungskopf 3. Zu dem Beschichtungskopf 3 führen innerhalb des Gehäuses 7 Leitungen 8 für den Zu- und Abfluss von Beschichtungsmitteln und Luft. Der Beschichtungskopf 3 weist eine Ausnehmung 4 zur Aufnahme des zu beschichtenden Profils des länglichen Werkstücks 2 auf. Innerhalb des Beschichtungskopfes 3 ist bei in die Papierebene hineinlaufender Förderrichtung des Werkstücks 2 zuvorderst die Beschichtungsdüse (nicht gezeigt) und dahinter das Mittel zur Beaufschlagung mit Vakuum (nicht gezeigt) angeordnet. Das Beschichtungsmittel wird über die Zuleitung 8 zum Beschichtungskopf 3 gefördert und auf die seitlichen Kantenflächen 6 aufgetragen. Das mittels Vakuum abgetragene Beschichtungsmittel wird in dem Luftstrom mitgerissen und über die Ableitung 8 in das Gehäuse 7 der Beschichtungsvornchtung 1 zurückgeführt.
In Figur 2 wird die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das zu formende Material 9 wird in der formgebenden Vorrichtung 10, beispielsweise einem Extruder oder eine Hobelanlage, zu einem länglichen Material 11 geformt. Das Material 11 durchläuft unmittelbar nach der Formgebung und ohne eine zusätzliche Nachbearbeitung der zuvor geformten Flächen die Beschichtungsvornchtung 1, in der die Ringe die profilierte Beschichtungsdüse 5 andeuten. Der Beschichtungsdüse 5 wird das Beschichtungsmittel mit der Pumpe 13 aus einem Vorratsbehälter 12 zugeführt. Hinter der Beschichtungsdüse wird das beschichtete Werkstück 2 mit einem Vakuum beaufschlagt. Das abgetragene Beschichtungsmittel wird über eine in der Beschichtungsvornchtung 1 befindliche Abscheidekammer (nicht gezeigt) zurück zu dem Vorratsbehälter 12 geführt.
In Figur 3 wird eine geschnittene Ansicht einer Abscheidekammer 14 dargestellt. Die durch Anlagen des Vakuums strömende Luft reißt überschüssiges Beschichtungsmittel von den beschichteten Kantenflächen (nicht gezeigt) mit. Das Beschichtungsmittel liegt als feine Tröpfchen verteilt im Luftstrom vor. Der Luftstrom tritt in die Abscheidekammer 14 ein und trifft auf das Prallblech 15, an dem sich ein Großteil des im Luftstrom befindlichen Beschichtungsmittels abscheidet und in den Vorrat 16 am Boden der Abscheidekammer 14 abtropft. Aus dem Vorrat kann das abgeschiedne Beschichtungsmittel, beispielsweise zur Aufbereitung oder zum Direkteinsatz zurückgeführt werden. Der Luftstrom zirkuliert innerhalb der Abscheidekammer 14 und tritt durch das Lochblech 17 und das Lochblech 18 hindurch in die Filtereinheit 19, in der die feinstverteilten
Beschichtungsmitteltröpfchen abgeschieden werden. Der von Beschichtungsmittel freie Luftstrom verlässt die Abscheidekammer 14 schließlich im Dachbereich der Kammer. Liste der Bezugszeichen
1 Beschichtu ngsvorrichtu ng
2 beschichtetes Werkstück
3 Beschichtungskopf
4 Ausnehmung
5 Beschichtungsdüse
6 Kantenfläche
7 Gehäuse
8 Leitung für Zu- und Abfluss
9 zu formendes Material
10 formgebende Vorrichtung
11 geformtes Material
12 Vorratsbehälter
13 Pumpe
14 Abscheidekammer
15 Prallblech
16 Vorrat
17 Lochblech
18 Lochblech

Claims

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