DE10018291A1 - Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (10) zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit (11), die mindestens eine mit mindestens einer Düse (19) versehene Verteilerplatte (12) und mindestens eine Ventileinheit aufweist, wobei die Ventileinheit als Plattenschieberventil mit mindestens einem Einlassschieber (15) und mindestens einem Auslasschieber (13) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit, die mindestens eine mit mindestens einer Düse versehene Verteilerplatte und mindestens eine Ventileinheit aufweist.

Solche Beschichtungseinrichtungen werden beispielsweise beim Beschichten von in Smart Cards eingesetzten elektrischen Chips verwendet, wobei die Chips in einer Reihe oder mehreren Reihen auf einem Trägerfilm angeordnet sind. Bei diesem Anwendungs­ fall müssen sehr geringe, genau definierte Mengen an Beschich­ tungsmaterial auf die einzelnen Chips aufgetragen werden. Deshalb werden sehr hohe Genauigkeitsanforderungen an die Beschichtungsvorrichtung gestellt. Bei den bisher bekannten Beschichtungsvorrichtungen mit Membranventilen wird beim öff­ nen und Schließen der die Beschichtungsmenge dosierenden Ven­ tile Material verdrängt, weshalb die Beschichtungsmenge nicht in der erforderlichen Genauigkeit dosiert werden kann. Starke Umlenkungen in den das Beschichtungsmaterial führenden Ver­ sorgungskanälen erzeugen unerwünschte Luftpolster, die nur schwer zu beseitigen sind. Sollen unterschiedliche Materialien verarbeitet werden, so müssen unter Umständen die Beschich­ tungsvorrichtungen oder Teile dieser gegen andere, dem Mate­ rial angepasste ausgewechselt werden. Die Verwendung glasfa­ sergefüllter Beschichtungsmaterialien kann bei diesen Ventilen zu Verstopfungen führen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Beschich­ ten von Werkstücken dahin gehend zu verbessern, dass die oben genannten Nachteile zukünftig entfallen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mittels einer Vor­ richtung zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrage­ einheit, die mindestens eine mit mindestens einer Düse ver­ sehene Verteilerplatte und mindestens eine Ventileinheit auf­ weist, wobei die mindestens eine Ventileinheit als Platten­ schieberventil mit mindestens einem Einlassschieber und mindestens einem Auslassschieber ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vor dem Auftragen des Be­ schichtungsmaterials das Material in der Auftrageeinheit do­ siert. Zum Dosieren wird der mindestens eine Einlassschieber geöffnet und der mindestens eine Auslassschieber geschlossen. Anschließend wird zum Auftragen des Beschichtungsmaterials der oder die Einlassschieber geschlossen und der oder die Auslass­ schieber geöffnet. Auf diese Weise wird das seither bekannte Zurückdrängen des Materials oder die Tropfenbildung vermieden. Ferner können der mindestens eine Einlassschieber und der mindestens eine Auslassschieber im Bedarfsfall ausgewechselt werden. Dies bedeutet einen wesentlich geringeren Montageauf­ wand als der seitherige Aus- und Einbau verschlissener Venti­ le.

Zur Dosierung der Materialmenge ist zwischen dem mindestens einen Einlassschieber und dem mindestens einen Auslassschieber vorzugsweise mindestens eine Zwischenplatte mit mindestens einem materialführenden Kanal angeordnet. Dieser mindestens eine materialführende Kanal wird beim Dosieren mit Beschich­ tungsmaterial gefüllt und beim anschließenden Beschichten wieder entleert.

Die Ventileinheit kann mindestens eine durch ein Spannmodul beaufschlagte, mindestens einen materialführenden Kanal auf­ weisende Druckplatte aufweisen. Somit können die dem Ver­ schleiß unterliegenden mindestens einen Einlassschieber und mindestens einen Auslassschieber an der Oberfläche nachbear­ beitet werden und anschließend trotz ihrer reduzierten Dicke auch weiterhin dicht schließen.

Besonders gleichmäßig arbeitend und langzeitstabil ist das Spannmodul, wenn es als Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet ist. Das Spannmodul kann dann eine wegunabhängige Spannkraft erzeugen.

In die mindestens eine Zwischenplatte kann vorzugsweise mindestens eine einen Kolben aufnehmende Bohrung seitlich in den mindestens einen materialführenden Kanal münden. Durch Zu­ rückfahren dieses mindestens einen Kolbens wird das Volumen des mindestens einen materialführenden Kanals in der mindestens einen Zwischenplatte vergrößert. Beim Dosieren des Beschichtungsmaterials in den mindestens einen materialführen­ den Kanal der Zwischenplatte wird die den mindestens einen Kolben aufnehmende Bohrung durch seitliches Verfahren des oder der Kolben freigegeben. Dadurch kann das dosierte Beschich­ tungsmaterial auch in die den mindestens einen Kolben aufneh­ mende Bohrung gelangen. Beim Auftragen des Beschichtungsmate­ rials wird der Kolben in die entgegengesetzte Richtung ver­ fahren, wodurch das Beschichtungsmaterial aus der den mindestens einen Kolben aufnehmenden Bohrung verdrängt wird. Der Kolben kann je nach Anwendungsfall und verwendetem Materi­ al mehr oder weniger weit aufgezogen werden, wodurch die Flexibilität der Vorrichtung erhöht wird.

Wenn die dem mindestens einen materialführenden Kanal zuge­ wandte Stirnseite des Kolbens dem gekrümmten Verlauf der Wan­ dung des materialführenden Kanals angepasst ist, so wird ein Eindringen des Kolbens in den materialführenden Kanal der Zwi­ schenplatte vermieden, was zu Lufteinschlüssen unterhalb des Kolbens im materialführenden Kanal führen könnte.

Vorteilhafterweise kann der mindestens eine Kolben motorisch angetrieben sein und die Ansteuerung so ausgelegt sein, dass ein Ausgleich der Materialdekompression erfolgt, die eine Folge davon ist, dass beim öffnen des Einlassschiebers das Material unter Druck in die Kolbenbohrungen und Materialfüh­ rungskanäle gelangt, also komprimiert wird, und sich nach öff­ nen des Auslassschiebers wieder entspannt. Dies kann zu Tropfenbildungen oder zu einem großen Materialaustrag führen.

Damit auch bei nachgearbeiteten Platten des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers der mindestens eine Kolben der neuen Lage der Zwischenplatte nach­ folgen kann, kann die Kolbenaufnahme des mindestens einen Kolbens mit der Kolbenantriebsplatte in Richtung zur Kolben­ längsachse mit der Zwischenplatte gekoppelt sein.

Diese Koppelung kann beispielsweise über mindestens eine Ex­ zenterwelle erfolgen, die die Kolbenaufnahme in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Antriebsplatte drückt.

Um Lufteinschlüsse in den materialführenden Kanälen zu ver­ meiden, können die Materialführungskanäle derart geführt sein, dass das Material Umlenkungen von höchstens 90° erfährt.

Um den Verschleiß der Dichtflächen des mindestens einen Ein­ lassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers zu reduzieren, kann die Oberfläche des mindestens einen Einlass­ schiebers und des mindestens einen Auslassschiebers vorstehen­ de Gleitbereiche aufweisen.

Um beim Verschleiß der Gleitbereiche nicht den oder die kom­ pletten Einlassschieber, Auslassschieber, die mindestens eine Zwischenplatte und die mindestens eine Druckplatte auswechseln zu müssen, können ihre Gleitbereiche als Wechseleinsätze aus­ gebildet sein.

Um Lufteinschlüsse zu vermeiden, können sich die materialfüh­ renden Kanäle vom Materialeinlass bis zum Düsenaustritt ver­ jüngen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläu­ tert.

Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsge­ mäße Vorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf einen Kolben der Vorrichtung aus Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 10 zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit 11. Die Auftrageein­ heit 11 weist eine Verteilerplatte 12 mit insgesamt 12 Auf­ tragdüsen 19 und eine Ventileinheit mit einem Auslassschie­ ber 13, einer Zwischenplatte 14 und einem Einlassschieber 15 auf. Eine Druckplatte 16 und ein Spannmodul 17, das auf die Druckplatte 16 einwirkt, sorgen für die Dichtigkeit der Ven­ tileinheit. Das Beschichtungsmaterial wird durch zwei Materi­ alführungskanäle 18 in der Druckplatte 16 hindurch zu der Ventileinheit geführt. Vor dem Auftragen des Materials wird das Beschichtungsmaterial in den Materialführungskanälen 18.1 (Fig. 2) der Zwischenplatte 14 dosiert. Dazu wird der Auslass­ schieber 13 geschlossen und der Einlassschieber 15 geöffnet.

Anschließend werden die Kolben 20 nach außen gefahren. Dadurch wird das Volumen des Materialführungskanals 18.1 entsprechend der aufzutragenden Menge vergrößert. Nachdem der Materialfüh­ rungskanal 18.1 mit Beschichtungsmaterial gefüllt ist, wird der Einlassschieber 15 ebenfalls geschlossen.

Die Oberfläche der Platte des Auslassschiebers 13 und des Ein­ lassschiebers 15 kann in Folge des Verschleißes nachbearbeitet werden müssen. Daraus resultiert eine Verminderung der Plat­ tendicke. Das Spannmodul 17 drückt dann über die Druckplat­ te 16 die Platte des Einlassschiebers 15, der Zwischenplat­ te 14 und des Auslassschiebers 13 zusammen, sodass der Ein­ lassschieber 15 und der Auslassschieber 13 trotz der reduzier­ ten Dicke weiterhin dicht schließen. Eine die Kolben 20 auf­ nehmende Kolbenaufnahme 21 ist mit der Zwischenplatte 14 quer zur Kolbenlängsachse gekoppelt (Fig. 2). Somit können die Kol­ benaufnahme 21 und der Kolben 20 bei reduzierter Dicke des Einlassschiebers 15 und des Auslassschiebers 13 der Zwischen­ platte 14 nachgeführt werden. Eine Exzenterwelle 22 drückt die Kolbenaufnahme 21 in Richtung der Kolbenlängsachse gegen eine Antriebsplatte 24, um die Koppelung der Zwischenplatte 14 mit dem Kolben 20 und der Kolbenaufnahme 21 zu gewährleisten.

Der Querschnitt aller Materialführungskanäle 18, 18.1 ist der­ art gewählt, dass zwischen den äußeren Anschlüssen 23 und den Düsen 19 nirgends eine Querschnittserweiterung stattfindet. Außerdem sind höchstens Umlenkungen von 90° in den Kanälen 18, 18.1 vorhanden, sodass auch glasfaserhaltiges Material ver­ wendet werden kann.

Fig. 3 zeigt einen Kolben 20 der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2. Seine Stirnseite 30 weist einen der gekrümmten Wandung des Materialführungskanals 18.1 der Zwischenplatte 14 angepassten Verlauf auf. Dadurch wird erreicht, dass der Kolben 20 mit seiner Stirnseite 30 beim Austragen von Beschichtungsmaterial in den Materialführungskanal 18.1 bündig mit der Wandung des Materialführungskanals 18 abschließt. Durch den bündigen Ab­ schluss der Stirnseite 30 mit der Wandung des Materialfüh­ rungskanals 18 ist ein Entstehen von Lufteinschlüssen im Be­ schichtungsmaterial im Bereich des Kolbens 20 ausgeschlossen.

Claims (14)

1. Vorrichtung (10) zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit (11), die mindestens eine mit mindestens einer Düse (19) versehene Verteilerplatte (12) und mindestens eine Ventileinheit aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die mindestens eine Ventileinheit als Plat­ tenschieberventil mit mindestens einem Einlassschie­ ber (15) und mindestens einem Auslassschieber (12) ausge­ bildet ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Einlassschieber (15) und dem mindestens einen Auslassschieber (12) mindestens eine Zwischenplatte (14) mit mindestens einem materialfüh­ renden Kanal (18.1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Ventileinheit mindestens eine durch ein Spannmodul (17) beaufschlagte mindestens einen material­ führenden Kanal (18) aufweisende Druckplatte (16) auf­ weist.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmodul (17) eine wegunabhängige Spannkraft aufbringt.

5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die mindestens eine Zwischenplat­ te (14) mindestens eine einen Kolben (20) aufnehmende Boh­ rung seitlich in den mindestens einen materialführenden Kanal (18.1) mündet.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kolben (20) motorisch angetrieben ist.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der mindestens eine Kolben (20) so ange­ steuert ist, dass ein Ausgleich der Materialkompression erfolgt.

8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenaufnahme (21) des mindestens einen Kolbens (20) mit der mindestens einen Zwischenplatte (14) in Richtung senkrecht zur Kolbenlängs­ achse gekoppelt ist.

9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Exzenterwelle (22) die Kolbenaufnahme (21) in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Antriebsplatte (24) drückt.

10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem mindestens einen materialfüh­ renden Kanal (18.1) zugewandte Stirnseite (30) des mindestens einen Kolbens (20) dem gekrümmten Verlauf der Wandung des mindestens einen materialführenden Ka­ nals (18.1) angepasst ist.

11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, dass die Materialführungskanä­ le (18, 18.1) derart geführt sind, dass das Material Um­ lenkungen von höchstens 90° erfährt.

12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des mindestens einen Einlassschiebers (15) und des mindestens einen Aus­ lassschiebers (12) vorstehende Gleitbereiche aufweist.

13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche des mindestens einen Einlassschiebers (15) und des mindestens einen Auslassschiebers (12), der mindestens einen Zwi­ schenplatte (14) und der mindestens einen Druckplatte (16) als Wechseleinsätze ausgebildet sind.

14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, dass sich die materialführenden Kanäle (18, 18.1) vom Materialeinlauf (23) bis zum Düsen­ austritt (19) hin verjüngen.