DE102004057299A1

DE102004057299A1 - Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf langgestreckte Werkstücke mit einer Führungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004057299A1
Application number: DE102004057299A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schiele
Original assignee: Josef Schiele OHG
Current assignee: Josef Schiele OHG
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-01
Also published as: CA2589182A1; RU2007123672A; WO2006056582A1; US20080044583A1; EP1819446A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest Teiloberflächen eines langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstückes mit einer Beschichtungs- und einer Führungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Beschichtung von langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstücken mit einer Führungsvorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest Teiloberflächen eines langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstückes mit einer Beschichtungs- und einer Führungsvorrichtung, sowie ein Verfahren zur Beschichtung von langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstücken mit einer Führungsvorrichtung.
Es ist bekannt, langgestreckte und in ihrer Längsrichtung transportierte Werkstücke zumindest auf einem Teil ihrer Oberfläche mit einem Beschichtungsmedium zu versehen. Ein derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 02/055214 A1 bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Beschichtungsrahmen auf, der als Flachdüse ausgebildet und zwischen der Auslaufführung und der Auslassmatrize angeordnet ist.
Aufgrund dieses Standes der Technik stellt sich für den Fachmann die Aufgabe eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums zur Verfügung zu stellen, bei der das Werkstück vollumfänglich beschichtbar ist und bei der die Anfahrsituation bei der Herstellung eines neuen Werkstückes handhabbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2–13 beschrieben.
Als Beschichtungsmedium werden beispielsweise pump- und filterfähige, düsengängige Flüssigkeiten wie Pigmentlösungen, Farben, Lacke, Grundierungen, Dispersionen, Emulsionen, Öle und Imprägniermittel und/oder Klebstoffe eingesetzt. Die Beschichtungsmedien weisen oftmals ein Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser auf.
Ein langgestrecktes Werkstück im Sinne der Erfindung ist jedes Werkstück, dessen Längsachse größer ist als dessen Querachse und das beschichtet werden soll. Der Werkstoff des Werkstück kann beispielsweise Holz, Metall, Kunststoff wie z.B. EPDM, ABS, PP, PVC oder ein Verbund oder eine Mischung aus diesen Stoffen sein. Vorzugsweise wurde das Werkstück vor der Beschichtung durch Ein Formgebungsverfahren, wie beispielsweise Extrusion, oder ein spanabhebendes Verfahren hergestellt.
Erfindungsgemäß weist die Führungsvorrichtung eine Kontur, vorzugsweise eine Schrägführung, auf, die an die Profilkontur des Werkstückes anpassbar ist. Mit der Führungsvorrichtung wird die gewünschte Lage des Werkstückes, beispielsweise relativ zu der Beschichtungsvorrichtung festgelegt. Vorzugsweise umschließt die Führungsvorrichtung die Profilkontur des Werkstückes zumindest so weitgehend, dass dieses in seiner Lage in einer Ebene, die im wesentlichen rechtwinklig zur Laufrichtung steht, fixiert ist. Vorzugsweise befindet sich, bezogen auf die Laufrichtung des Werkstückes die Führungsvorrichtung vor oder innerhalb der Beschichtungsvorrichtung. Vorzugsweise wird die Führungsvorrichtung so her bzw. eingestellt, dass sie die Kontur des Profis vollständig umschließt, wobei zwischen der Führungsvorrichtung und dem Werkstück ein kleiner Spalt vorhanden ist, der vorzugsweise 0,1–1 mm beträgt.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Beschichtungsvorrichtung auf, mit der das Beschichtungsmedium auf das zu beschichtende Werkstück aufgetragen wird. Bei der Beschichtungsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Düse, die das Beschichtungsmedium auf das Werkstück aufträgt. Für den Beschichtungsvorgang wird das Werkstück entlang der Beschichtungsvorrichtung bewegt. Vorzugsweise beschichtet die Beschichtungsvorrichtung das Werkstück gleichzeitig vollumfänglich. Weiterhin bevorzugt werden gleichzeitig mehrere Werkstücke, vorzugsweise vollumfänglich, beschichtet. Durch diese bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Produktionskapazität einer Herstellungslinie vergrößert werden.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich unterschiedlichen Herstellphasen in einem Herstellungsprozess gerecht zu werden, ohne dass beispielsweise die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung umfahren werden müssen. Beispielsweise weist bei einem Strangextrusionsprozeß das extrudierte Werkstück anfänglich; d.h. beim Anfahren einer neuen Charge einen anderen Querschnitt auf als im weiteren Verlauf des Herstellungsprozesses. Um dieser Situation gerecht zu werden, ist es vorteilhaft, dass die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Kontur des herzustellenden Werkstückes anpassbar ist.
Die Beschichtungs- und/oder Führungsvorrichtung ist beispielsweise einteilig, vorzugsweise mehrteilig und ganz besonders bevorzugt zweiteilig ausgeführt. Diese Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass die, vorzugsweise beiden, Teile der Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung beispielsweise auseinander- bzw. zusammenfahrbar angeordnet sind und so sich verändernden Querschnitten des hergestellten Profils Rechnung getragen werden kann. Besonders bevorzugt ist die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung oder sind Teile der Beschichtungs- und/oder der Führungsvorrichtung deshalb verschieblich angeordnet, so dass die jeweiligen Teile der Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung vorzugsweise in gleiche oder unterschiedliche Richtungen bewegbar sind. Die geteilte Ausführungsform der Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung hat darüber hinaus den Vorteil, das mehrere Werkstücke gleichzeitig beschichtet werden können.
Vorzugsweise ist die Führungsvorrichtung konisch ausgebildet, so dass sie sich in Laufrichtung des Werkstückes verjüngt.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung so gestaltet, dass sie die Form des Werkstückes, vorzugsweise reversibel, verändert. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere bei elastischen Werkstoffen wie einige gängige Kunststoffe und ermöglicht es beispielsweise Hinterschnitte zu beschichten, indem die Hinterschnitte von der Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung beispielsweise aufgebogen und beschichtet werden und dann wieder in ihre ursprüngliche Gestalt zurückfedern.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Führungs- und die Beschichtungsvorrichtung in einem Bauteil integriert.
Vorzugsweise ist die Beschichtungsvorrichtung, vorzugsweise auch die Führungsvorrichtung, in einer Auftragskammer angeordnet. Besonders bevorzugt weist die Auftragskammer eine Einlauf- und eine Auslaufmatrize auf, die bezogen auf die Transportrichtung des Werkstückes vor bzw. hinter der Beschichtungsvorrichtung und vorzugsweise auch der Führungsvorrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Auftragskammer mit Vakuum beaufschlagbar.
Weiterhin bevorzugt sind die Anschlüsse für das Beschichtungsmedium außerhalb der Auftragskammer angeordnet. Vorzugsweise ist die Temperatur der Kammer gegenüber der Umgebungstemperatur veränderbar, besonders bevorzugt ist die Kammer beheizbar oder kühlbar.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung von langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstücken mit einer Beschichtung- und einer Führungsvorrichtung, bei dem die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung an das Werkstück angepasst wird.
Bezüglich der Beschichtungs- und Führungsvorrichtung wird auf die oben gemachte Offenbarung verwiesen.
Vorzugsweise ist die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung verschiebbar angeordnet und wird vor und/oder während des Beschichtens verschoben.
Weiterhin bevorzugt wird das Werkstück vollumfänglich beschichtet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Beschichtung von langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstücken mit einer Beschichtung- und einer Führungsvorrichtung, bei dem die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung das Werkstück in seiner Form, vorzugsweise im wesentlichen reversibel verändert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäßen Verfahren haben den Vorteil, dass:

– die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung an das Profil des zu beschichtenden Werkstückes anpassbar sind,
– die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung seitlich verschiebbar sind,
– die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung gleichzeitig an allen Seiten des Werkstückes arbeitet,
– die Führungsvorrichtung die ursprüngliche Form des Werkstückes unterstützt,
– die Beschichtungs- und/oder die Führungsvorrichtung das Werkstück aufklappt, um die Beschichtung in hinterliegenden Bereichen zu ermöglichen,
– die Materialzufuhr vollkommen außerhalb der Auftragskammer erfolgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der 1–3 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für die erfindungsgemäße Vorrichtung und für die erfindungsgemäßen Verfahren gleichermaßen.
1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Auftragskammer.
2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Führungsvorrichtung und die Beschichtungsvorrichtung zweigeteilt sind.
3 zeigt die Vorrichtung gemäß 2 im Einsatz.
In 1 ist von einer Vorrichtung 1 zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest eine Teiloberfläche, in dem vorliegenden Fall jedoch auf der gesamten Oberfläche eines langgestreckten und in seiner Längsrichtung gemäß dem Pfeil 8 transportierten Werkstückes 2 nur die Beschichtungskammer 5 dargestellt, die an eine Vakuumleitung (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Diese Beschichtungskammer 5 weist eine Einlass- 6 und eine Auslassmatrize 7 auf, deren Querschnitt dem Querschnitt des Werkstückes 2 entspricht, wobei der Querschnitt der Matrizen jedoch geringfügig größer ist, so dass sich ein Spalt 9 vorgegebener Größe ergibt. Über den Spalt wird aufgrund des Vakuums in der Auftragskammer 5 Luft von außen angesaugt. In der Beschichtungskammer 5 befindet sich mit Abstand von der Einlaufmatrize 6 und der Auslaufmatrize 7 eine Führungsvorrichtung 4, die einen lagegenauen Transport des Werkstückes sicherstellt. Die Führungsvorrichtung ist konisch ausgeführt; d.h. ihr Querschnitt verjüngt sich rechts nach links. Im linken Bereich entspricht die Kontur des Querschnitts der Führungsvorrichtung der Kontur des Querschnitts des Werkstückes, ist jedoch geringfügig größer, so dass sich zwischen der Führungsvorrichtung und dem Werkstück ein Spalt von ca. 0,5 mm einstellt. Wie später noch erläutert wird, muss die Kontur der Führungsvorrichtung und/oder der Beschichtungsvorrichtung nicht der ursprünglichen Kontur des Werkstückes entsprechen, weil mit der Beschichtungs- und/oder der Führungsvorrichtung die Kontur des Werkstückes reversibel verändert werden kann. In diese Führungsvorrichtung 3 ist ein Kanal 15, der über eine in dieser Figur nicht dargestellte Leitung mit dem Beschichtungsmedium 18, beispielsweise Lack oder Klebstoff beaufschlagt wird. Von diesem Kanal 15 führt eine sogenannte Flachdüse 3, die von dem Kanal und dem Abdeckblech 10 gebildet wird, nach außen auf das Werkstück 2. Über diese Flachdüse 4 wird nun das Beschichtungsmedium auf den gesamten Umfang des langgestreckten Werkstückes 2 aufgesprüht. Dadurch, dass der Auftrag des Beschichtungsmediums, bezogen auf die Transportrichtung des Werkstückes, hinter der Führungsvorrichtung erfolgt, wird die Beschichtung von der Führungsvorrichtung nicht beschädigt. Durch die über den Spalt 9 eingesaugte Luft wird überschüssiges Beschichtungsmedium von dem Luftstrom mitgerissen und dadurch von dem Werkstück 2 entfernt und/oder besser auf diesem verteilt. Das mitgerissene Beschichtungsmedium wird in einer nicht dargestellten Vorrichtung von dem Luftstrom abgetrennt und in den Beschichtungsprozess recykliert.
Während beim dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel die als Flachdüse ausgeführte Beschichtungsvorrichtung 3 in der Führungsvorrichtung integriert ist, können diese beiden Vorrichtungen auch getrennt angeordnet sein.
2 zeigt eine Ausführungsform der Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4, die in dem vorliegenden Fall, wie in 1 dargestellt, ineinander integriert sind. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4 zweiteilig ausgeführt sind. Beide Teile 3', 3'' bzw. 4', 4'' sind spiegelsymmetrisch ausgeführt und entlang einer Führung, die in dem vorliegenden Fall als Schiene ausgeführt ist, verschiebbar gelagert. Die beiden Teile können entlang der Schiene in beliebige Richtungen bewegt werden. Beispielsweise können sie voneinander entfernt werden, für den Fall dass das Werkstück nicht beschichtet werden soll. Zum Beschichten werden die Hälften wieder zusammengeschoben und dabei das Werkstück vorzugsweise eingefädelt, wobei die Beschichtung vorzugsweise erst dann beginnt, wenn dass Werkstück eingefädelt ist. Die beiden Hälften der Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4 können jedoch auch gemeinsam verschoben werden. In dem vorliegenden Fall ist die Kontur der Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4 so gestaltet, dass zwei Werkstücke gleichzeitig beschichtet werden können. Des weiteren ist die Kontur der Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4 so gestaltet, dass die Kontur des Werkstücks reversibel verändert wird, so dass dieses besser beschichtbar ist.
3 zeigt die Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4 im Einsatz. Zwei Werkstücke 3 werden durch den Querschnitt der Beschichtungs- 3 bzw. die Führungsvorrichtung 4 geleitet, wobei der Kanal innerhalb der Werkstücke von der Führungsvorrichtung 4 aufgeweitet wird, so dass dieser mit Beschichtungsmedium besser beschichtbar ist. Es ist erkennbar dass so die gesamte äußere Oberfläche des Werkstückes beschichtbar ist.

1: Vorrichtung
2: Werkstück
3: Beschichtungsvorrichtung, Beschichtungsdüse
3'', 3'': Teile der Beschichtungsvorrichtung
4: Führungsvorrichtung
4'', 4'': Teile der Führungsvorrichtung
5: Auftragskammer
6: Einlaufmatrize
7: Auslaufmatrize
8: Transportrichtung
9: Spalt
10: Abdeckblech
11: Luftstrom
12: Profilausschnitt
13: Edelstahlrohr
14: Beschichtung
15: Kanal
16: Führung
17: Schraube, Flügelmutter
18: Beschichtungsmedium

Claims

Vorrichtung (1) zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest Teiloberflächen eines langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstückes (2) mit einer Beschichtungs- (3) und einer Führungsvorrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung (4) an das Werkstück anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung (4) einteilig, vorzugsweise mehrteilig und ganz besonders bevorzugt zweiteilig, ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung (4) verschieblich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Teile (3', 3'', 4', 4'') der Beschichtungs- (3) und/oder der Führungsvorrichtung (4) in gleiche oder unterschiedliche Richtungen bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsvorrichtung (3) das Werkstück (2) gleichzeitig vollumfänglich beschichtet.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung (4) die Form des Werkstückes, vorzugsweise reversibel, verändert.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (4) konisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Führungs- (4) und die Beschichtungsvorrichtung (3) ein Bauteil sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Beschichtungsvorrichtung, vorzugsweise auch die Führungsvorrichtung in einer Auftragskammer (5) angeordnet ist(sind).
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragskammer eine Einlauf- (6) und eine Auslaufmatrize (7) aufweist, die bezogen auf die Transportrichtung (8) des Werkstückes vor bzw. hinter der Beschichtungsvorrichtung (3) und vorzugsweise auch der Führungsvorrichtung (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragskammer mit Vakuum beaufschlagt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse für das Beschichtungsmedium außerhalb der Auftragskammer angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Kammer gegenüber der Umgebungstemperatur veränderbar ist, wobei die Kammer vorzugsweise beheizbar oder kühlbar ist.
Verfahren zur Beschichtung von langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstücken mit einer Beschichtung- (3) und einer Führungsvorrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung an das Werkstück angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung (4) verschiebbar angeordnet ist und vor und/oder während des Beschichtens verschoben wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück vollumfänglich beschichtet wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs- (3) und/oder die Führungsvorrichtung (4) das Werkstück in seiner Form, vorzugsweise im wesentlichen reversibel, verändert.