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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oberflächenbeschichten von Profilsträngen mit
Beschichtungsfolienstreifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1.
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Um
bei Profilsträngen,
insbesondere Kunststoffhohlprofilen für Fenster- oder Türen, Oberflächen schnell
gestalten zu können,
und zwar sowohl in Hinsicht auf die Oberflächenstruktur wie auch in Bezug
auf die Farbe, werden Beschichtungsfolienstreifen aufgebracht, insbesondere
aufgeklebt. Die Handhabung der einzelnen Beschichtungsfolienstreifen
gestaltet sich aber insbesondere beim chargenweisen Oberflächenbeschichten
als schwierig, wenn für
verschiedene Profilstrangtypen und/oder für Profilstränge aus verschiedenen Kommissionen
jeweils unterschiedliche Beschichtungsfolienstreifen bereitgestellt
werden müssen,
die in wenigstens drei Parametern variieren, nämlich hinsichtlich Breite,
Farbe und Oberflächenstruktur,
so dass eine außerordentlich
große
Vielzahl von Spulen mit Beschichtungsfolienstreifen bereit gehalten
werden muss, um Aufträge mit
allen angebotenen Optionen ausführen
zu können.
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Aus
der
DE 10 2004
025 520 A1 sind eine Beschichtungsvorrichtung und ein Verfahren
zum Beschichten von Profilsträngen
bekannt, welche wesentlich darauf abzielen, an komplexen Profilkonturen
das fehlstellenfreie Anlagen der Folie zu ermöglichen. Die Lagerung der Folienspule
erfolgt auf einem einfachen Folienbock oberhalb des Profilstrangs.
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Um
die Profilstränge
einer Kommission zeitgerecht und auftragsgemäß mit der Folie zu beschichten,
werden bei dem herkömmlichen
Verfahren die Spulen mit den Beschichtungsfolienstreifen durch den
Bediener aus einem Lager geholt und in der Nähe der Beschichtungseinrichtung
bereitgestellt. Die Spulen werden dann bei Fertigungsbeginn in eine
Abspulstation einhängt,
die unmittelbar über
der Beschichtungseinrichtung angeordnet ist. Das freie Ende des
aufgespulten Beschichtungsfolienstreifens wird heruntergezogen und
auf die zu beschichtende Oberfläche
aufgelegt. Der Beschichtungsfolienstreifen wird durch Andruckrollen
angepresst und fixiert.
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Nachdem
die erste Charge von Profilsträngen
beschichtet ist, wird die Restspule mit dem Beschichtungsfolienstreifen
abgenommen und die nächste
Spule mit dem für
den nächsten
Beschichtungsvorgang vorgesehenen Folienstreifen in die Abspulstation
eingelegt. Die Restspulen werden je nach Restlänge auf der Spule manuell zurück ins Lager geführt oder
entsorgt.
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Dieses
Verfahren erfordert ein ständiges
Ein- und Aussortieren der Spulen im Lager. Die Bereitstellung von
Spulen nahe bei der Beschichtungseinrichtung erfordert größere Bereitstellungsflächen neben der
Beschichtungseinrichtung bzw. engt den gegebenen Raum seitlich der
Beschichtungseinrichtung so weit ein, dass die Arbeitssicherheit
gefährdet
sein kann.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die Spulen mit den Beschichtungsfolienstreifen
ein hohes Gewicht haben, so dass die Handhabung der Spulen oberhalb
der Beschichtungseinrichtung eine hohe körperliche Belastung der Bediener
nach sich zieht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten
Art so zu verbessern, dass die Bereitstellung der für die jeweilige
Charge benötigten
Spulen mit den Beschichtungsfolienstreifen wie die Rückgabe der
Restspulen übersichtlich,
in einer Platz sparenden und ergonomischen Weise möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Durch
die Verwendung einer drehbaren Bereitstellungsvorrichtung kann die
Bereitstellung der Spulen von der Beschichtungseinrichtung weg verlagert
werden. Es müssen
keine Spulen mehr in der Nähe
der Beschichtseinrichtung gelagert werden, wodurch die Arbeitssicherheit
und Übersichtlichkeit des
Arbeitsplatzes verbessert wird. Die körperliche Belastung des Bedieners
wird dadurch reduziert, dass die Vorratshaltung der Spulen direkt
auf der oberen Ebene erfolgt oder aber dass die Spulen durch sonstige
Hilfsmittel wie Förderbänder, Handwagen
etc. bis an den oberen Zugang der Bereitstellungsvorrichtung herangeführt werden
können.
Die Spulen müssen
dann nur noch auf die Bereitstellungsplätze an der Bereitstellungsvorrichtung
eingehängt
werden.
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Im
Gegensatz zu linear wirkenden Fördereinrichtungen
bietet die drehbare Ausbildung in verfahrensmäßiger Hinsicht den besonderen
Vorteil, dass die Bereitstellungsvorrichtung als jederzeit optisch
einsehbares Zwischenlager dient. Der Maschinenführer an der Beschichtungseinrich tung
kann sich also im Voraus vergewissern, dass die von ihm in Kürze benötigen Beschichtungsfolienstreifen
bereit gestellt sind.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass ein gezielter Zugriff auf einzelne
Bereitstellungsplätze unabhängig von
der Aufgabereihenfolge an der als Bereitstellungslager und als Puffer
wirkenden Bereitstellungsvorrichtung möglich ist.
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Es
ist auch nicht nötig,
eine Reihenfolge bei der Bestückung
einzuhalten. Die Bestückung
kann vielmehr chaotisch an dem nächstliegendem
freiem Bereitstellungsplatz erfolgen. Der Zugriff ist einfach aufgrund
der Einsehbarkeit und auch schnell, da selbst für das Heranführen des
am weitesten von der Abspulstation entfernten Bereitstellungsplatzes
maximal eine halbe Drehung der Bereitstellungsvorrichtung erforderlich
ist.
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In
anlagentechnischer Hinsicht sind Antrieb und Steuerung des auf der
Bereitstellungsvorrichtung errichteten Zwischenlagers sehr einfach
möglich,
beispielsweise über
einen Schrittmotor. Anders als etwa bei einem Förderband sind keine Sensoren erforderlich,
um die Lage der bereit gestellten Spulen nachverfolgen zu können.
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Durch
Drehen des Rotorelements können die
bereitgestellten Spulen auf der unteren Ebene direkt bei der Beschichtungseinrichtung
abgerufen und an die dort angeordnete Abspulstation übergeben werden.
Dies geschieht insbesondere dadurch, dass die Bereitstellungsplätze an der
Bereitstellungsvorrichtung eine Kreisbahn in einer vertikalen Ebene
beschreiben, die bis in die Reichweite eines an der Beschichtungseinrichtung
stehenden Bedieners geführt ist.
Dieser kann die gewünschte
Spule dort entnehmen und auf die Abspulstation der Beschichtungseinrichtung
hängen.
Noch erleichtert wird der Vorgang dadurch, dass die Bereitstellungsplätze mit
den Spulen so positioniert werden, dass der Aufnahmezapfen, der
einen Bereitstellungsplatz bildet, mit einem Aufnahmezapfen der
Abspulstation in Flucht liegt und die Spule so lediglich von dem
einen Aufnahmezapfen auf den anderen herübergezogen zu werden braucht.
Hierdurch wird die körperliche
Beanspruchung des bei der Beschichtungseinrichtung arbeitenden Bedieners
stark reduziert. Bei unmittelbar voreinander platzierten Aufnahmezapfen
wird auch vermieden, dass eine Spule dem Bediener entgleitet und
herabfällt,
so dass eine Gefahrenquelle für
den Bediener und die Beschichtungseinrichtung beseitigt ist.
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Zweckmäßigerweise
besitzt die Abspulstation wenigstens zwei Aufnahmepositionen, die
beispielsweise durch Aufnahmezapfen für den Spulenkörper gebildet
sind, die vorzugsweise an miteinander verbundenen und als Einheit
schwenkbaren Armen angeordnet sind. So kann jeweils einer der Aufnahmezapfen
in eine Arbeitsposition gebracht werden, während ein anderer so gegenüber der
Kreisbahn der Beschichtungsvorrichtung liegt, dass bereits eine
neue Spule von der Bereitstellungsvorrichtung an die Abspulstation übergeben
werden kann.
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Um
die benutzte Spule wieder zurück
ins Lager zu führen,
genügt
dann ein einfaches Umschwenken der Aufnahmezapfen an der Abspulstation,
um die Arbeits- und die Übergabeposition
zu tauschen. Die vorher in Arbeitsposition befindliche Spule liegt nun
gegenüber
der Kreisbahn der Bereitstellungsplätze und kann an einen freien
Bereitstellungs platz übergeben
werden. Durch erneutes Drehen der Bereitstellungsvorrichtung wird
die benutzte Spule wieder auf die obere Bedienerebene gebracht,
wo sie entnommen und zurück
ins Lager geführt
werden kann.
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Zusätzlich ist
es möglich,
eine separate Rückführvorrichtung
vorzusehen, um Spulen mit Restmengen von Beschichtungsfolienstreifen
direkt der Entsorgung zuzuführen
ohne sie in die Bereitstellungsvorrichtung zurück zu legen.
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Außerdem ist
es eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Bereitstellungsvorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens, anzugeben.
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Eine
erfindungsgemäße Bereitstellungsvorrichtung
besitzt wenigstens ein radförmiges
Rotorelement, das an einer horizontalen Drehachse schwenk- oder
drehbar gelagert ist und das wenigstens zwei auf einer gemeinsamen
Kreisbahn um die Drehachse bewegbare Bereitstellungsplätze für jeweils
wenigstens eine Spule eines Beschichtungsfolienstreifens besitzt,
welche Bereitstellungsplätze
jeweils durch wenigstens einen, im wesentlichen horizontalen Aufnahmezapfen
gebildet sind, auf welchen die wenigstens eine Spule aufsetzbar
ist.
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Durch
das Rotorelement wird ein Magazin für Spulen geschaffen, das als
Zwischenlager zwischen einer oberen und einer unteren Bedienerebene
dient und mit dem zugleich der Transport von der einen Bedienerebene
zur anderen durchführbar
ist. Die Ausbildung als scheibenförmiges Rotorelement, das radförmig ausgebildet
ist und eine horizontale Drehachse aufweist, dient auch der Übersichtlichkeit,
denn die Spulen mit den Beschichtungsfolienstreifen hängen gut
sichtbar außen
an dem Rotorelement und können
daher von dem Maschinenführer
auf einer unteren Bedienerebene bei der Beschichtungseinrichtung
leicht ausgewählt
werden.
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Möglich ist
auch, die Übernahme
und Rückgabe
der Spulen von der bzw. an die Bereitstellungsvorrichtung automatisiert
vornehmen zu lassen. Hierzu wird in der oberen Bedienerebene ein
an der Spule vorhandener Code bei Aufgabe auf die Bereitstellungsvorrichtung
erfasst. Die Daten werden zusammen mit Daten für den jeweiligen Bereitstellungsplatz an
eine Rechnereinheit übergeben.
Durch diese Daten können
dann die jeweils für
den nächsten
Auftrag benötigten
Spulen automatisch bis direkt an die Abspulstation gefördert werden.
Die Übergabe
von der Bereitstellungsvorrichtung auf die Abspulstation kann dann
entweder manuell oder durch einfache Handhabungsmaschinen erfolgen.
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Zur
Codierung der Spulen sind insbesondere RFID-Etiketten geeignet,
die am Spulenkörper
angebracht sein können.
Dies hat den Vorteil, dass der Code auch dann erhalten bleibt, wenn
ein Beschichtungsfolienstreifen vollständig abgespult worden ist. Der
leere Spulenkörper
kann dann bei der Rückführung erfasst
werden.
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Ansonsten
ist es auch möglich,
Barcodes seitlich an dem aufgewickelten Folienstreifen anzubringen,
die mit Laserscannern gelesen werden könne.
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Die
Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die
Figuren zeigen:
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1 ein
Beschichtungssystem in perspektivischer Ansicht,
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2 einen
Bereitstellungsplatz an einer Bereitstellungsvorrichtung in perspektivischer
Ansicht,
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3a, 3b eine
Wendevorrichtung in seitlicher Ansicht in verschiedenen Bewegungsstadien
und
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4 eine
Bereitstellungsvorrichtung und eine Abspulstation in seitlicher
Ansicht.
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1 zeigt
ein komplettes Beschichtungssystem, das zunächst eine Beschichtungseinrichtung 40 und
eine Abspulstation 20 umfasst. Die zu beschichtenden Profilstränge werden
in der Beschichtungseinrichtung 40 entlang ihrer Längsachse
gefördert.
Zugleich wird ein Beschichtungsfolienstreifen von einer auf der
Abspulstation 20 drehbar gelagerten Spule 10 abgespult
und durch Andruckrollen der Beschichtungseinrichtung auf die Oberfläche des Profilstrangs
gepresst.
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Erfindungsgemäß ist eine
Bereitstellungsvorrichtung 100 vorgesehen, die in ihrem
Kern ein Rotorelement 110 mit mehreren am Außenumfang angeordneten
Bereitstellungsplätzen 120.1, 120.2,
... 120.n aufweist. Das Rotorelement 110 ist an
einer horizontalen Drehachse drehbar gelagert. Die Lagerung erfolgt
oberhalb der Beschichtungseinrichtung 40, wobei ein leichter
seitlicher Versatz zur Mittelachse der Beschichtungseinrichtung 40 vorgesehen
ist, damit eine Positionierung der Bereitstellungsplätze 120 seitlich
neben den Aufnahmezapfen der Abspulstation 20 möglich ist,
welche sich direkt über
der Beschichtungseinrichtung befindet.
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Oberhalb
der Beschichtungseinrichtung 40 ist eine obere Bedienerebene 130 angelegt,
die im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch ein Podest 133 gebildet ist, welches auf zwei Traversen 131, 132 gelagert
ist. Das Podest 133 kann beispielsweise durch einen Gitterrost-Boden
gebildet sein, der in 1 nur ausschnittsweise dargestellt
ist, um den Blick auf die untere Bedienerebene zu ermöglichen.
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Das
Rotorelement 110 ist radförmig ausgebildet, wobei es
beispielsweise speichenförmig
ausgebildet sein kann, wie in 1 dargestellt,
oder als vollflächig
geschlossene Scheibe.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind an jedem Bereitstellungsplatz 120.1, ... 120.n zwei
Aufnahmezapfen 121, 122 angeordnet, wie insbesondere
die Darstellung eines einzelnen Bereitstellungsplatzes in 2 zeigt.
Damit kann die Aufnahmekapazität
der Bereitstellungsvorrichtung 100 verdoppelt werden. Um
die jeweils benötigte
Spule 10 lagerrichtig an die Abspulstation 20 übergeben
zu können,
ist an wenigstens einer von den Bereitstellungsplätzen 120 anzufahrenden
Position eine Wendevorrichtung vorgesehen. Die beiden Aufnahmezapfen 121, 122 sind
an einem gemeinsamen Lagerelement 125 eingespannt, das über eine
Arretierungsplatte 126, zwei Federbeine 124 und
eine gemeinsame Drehachse 127 gegenüber einem Basiselement 123,
das direkt mit einer Radialstrebe 111 des Rotorelements 110 verbunden
ist, verschiebbar ist.
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Über eine
externe Wendevorrichtung 140, die in den 3a und 3b dargestellt
ist, wird eine Drehverriegelung gelöst, so dass das Lagerelement 125 drehbar
gegenüber
dem Basiselement 123 wird. Lager- und Basiselement 125, 123 sind über eine
zentrale Drehachse 127 verbunden. Dadurch kann das Lagerelement 125 mit
seinen beiden Aufnahmezapfen 121, 122 verschwenkt
werden. Durch eine Drehung um 180° tauschen
die Aufnahmezapfen 121, 122 ihren Platz.
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3a zeigt
die Wendevorrichtung 140, die unterhalb des Rotorelements 110 angeordnet
ist. Die Kraftrichtung des Federbeins 124 sowie die der
Drehachse für
das Lagerelement 125 verlaufen ebenfalls radial in Bezug
auf den Mittelpunkt des Rotorelements 110. Hierdurch werden
Kräfte,
die durch den Ent- und Verriegelungsvorgang entstehen, auf die Drehachse
des Rotorelements 110 abgeleitet, ohne dass zusätzliche
Kippmomente wirken.
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Über einen
Pneumatikzylinder wird eine Kolbenstange nach oben geschoben, an
deren Ende ein Entriegelungskopf montiert ist, der eine Basisplatte 141 mit
zwei davon abstehenden Fingern 142 umfasst. Die Breite
der Basisplatte 141 bzw. der Abstand zwischen den Fingern 142 ist
so gewählt,
dass das Lagerelement 125 umfasst werden kann. Am Ende
der Finger 142 ist jeweils eine drehbare gelagerte Rolle 143 angeordnet.
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Durch
Verschiebung der Kolbenstange werden die Finger 142 mit
ihren Rollen 143 unter denjenigen Teilbereich der Arretierungsplatte 126 geschoben,
der über
das Lagerelement 125 vorsteht. Die Arretierungsplatte 126 liegt
zu diesem Zeitpunkt an dem Lagerelement 125 an, wobei Sie
von dem Federbein 124 angedrückt wird. Zwischen der Arretierungsplatte 125 und
der Oberseite des Lagerelements 125 wird ein Form- und/oder
Reibschluss erzeugt, beispielsweise durch vorstehende Rastelemente
an der Arretierungsplatte, die in entsprechende Aufnahmeausnehmungen
im Lagerelement 125 eingerückt sind.
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Mit
dem weiteren Vorschub der Arretierungsplatte 126 bis in
die in 3b gezeigte Position werden
die Formschlusselemente ausgerückt,
so dass das Lagerelement 12S mit den Aufnahmezapfen 121 frei
um die Drehachse 127 drehbar ist.
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Das
Umschwenken des Lagerelements 125 wird durch Drehen der
Kolbenstange mitsamt der Basisplatte 141 der Wendevorrichtung 140 bewirkt.
Die Basisplatte 141 ist im Übergangsbereich zu den Fingern 142 so
gestaltet, dass sie formschlüssig
an dem Lagerelement 125 anliegt. Durch das Drehen der Basisplatte 141 wird
somit auch das Lagerelement 125 samt den darin eingespannten
Aufnahmezapfen 121, 122 verschwenkt. Die Rollen 143 oben
an den Fingern 142 ermöglichen
das Drehen der Wendevorrichtung, während die Finger 142 zugleich
die Arretierungsplatte 126 in der angehobenen, entriegelten Position
halten.
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Abschließend wird
der Entriegelungskopf der Wendevorrichtung wieder herab gelassen,
so dass die Arretierungsplatte 126 infolge der Vorspannung der
Druckfeder in den Federbeinen 124 wieder in ihre Ruheposition
zurückfährt, wodurch
zugleich die Rastverbindung zum Lagerelement 125 automatisch wieder
hergestellt wird, um ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Lagerelements 125 mit
den daran angebrachten Aufnahmezapfen 121, 122 und
den evtl. darauf gelagerten Spulen 10 zu verhindern.
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4 zeigt
das Rotorelement 110 mit den Bereitstellungsplätzen 120.1,
... 120.4, .. in seitlicher Ansicht. Unterhalb ist eine
Abspulstation 20 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei Arme mit je einem Aufnahmezapfen 21, 22 für eine Spule 10 umfasst.
Im Schnittpunkt der Arme ist die Vorrichtung an einer Achse 23 schwenkbar
gelagert, so dass sie durch eine Schwenkbe wegung von 120° in die in 4 gestrichelt
gezeichnete Stellung überführt werden
kann.
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An
dem unteren Arm der Abspulstation 20 wird von der Spule 10 ein
Folienstreifen 11 abgezogen. Zugleich liegt der andere
Arm der Abspulstation 20 vor dem Bereitstellungsplatz 120.3.
Muss nun die Beschichtungsfolie gewechselt werden, wird die als nächstes benötigte Spule über das
Rotorelement 110 heran geführt, bis sie dem anderen Arm
der Abspulstation 20 gegenüber liegt. Dort kann sie dann übernommen
werden und liegt in Bereitschaft auf der Abspulstation während das
Rotorelement 110 wieder frei beweglich ist und be- bzw.
entladen werden kann. Somit wird eine doppelte Pufferung bei der
Spulenzuführung
bewirkt, die eine hohe Flexibilität und schnelle Reaktion ermöglicht.
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Das
Verfahren zum chargenweisen Oberflächenbeschichten von Profilsträngen mit
Beschichtungsfolienstreifen wird nachfolgend noch einmal erläutert:
Auf
der oberen Bedienerebene 130 werden Spulen 10 mit
Beschichtungsfolienstreifen einem Lagergestell 134 entnommen
und auf Aufnahmezapfen an den Bereitstellungsplätzen 120.1, ..., 120.n am
Rotorelement 110 gehängt.
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Von
der oberen Bedienerebene 130 aus werden die aus dem Produktionsprozess übrig gebliebenen
Restspulen von dem Rotorelement 110 entnommen und entweder
wieder ins Lagergestell einsortiert, sofern die verbleibende Restlänge des
Beschichtungsfolienstreifens auf der Spule 10 noch ausreichend
ist. Andernfalls werden die entnommenen Restspulen zur Entsorgung
abgeführt.
All dies kann geschehen, ohne Platz in der unterhalb gelegenen Produkti onsebene
mit der Beschichtungseinrichtung 40 zu beanspruchen bzw.
den dort statt findenden Beschichtungsvorgang zu stören.
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Die
Spulen sind einzeln codiert, so dass in einer Rechnereinheit 136 die
Lagerhaltung vollständig erfasst
werden kann. Auswertungen über
Bestände, notwendige
Nachbestellungen oder dergleichen sind damit auf einfache Weise
möglich.
Durch visuelle Kontrolle oder über
elektronische Identifizierungsmittel wie RFID-Tags wird die auf
dem Rotorelement 110 vorrätig gehaltene Spule 10 mit
dem an der Beschichtungseinrichtung 40 für einen
folgenden Auftrag benötigten
Beschichtungsfolienstreifen nach unten bewegt, bis der entsprechende
Bereitstellungsplatz direkt über
der Beschichtungseinrichtung positioniert ist, und zwar derart,
dass der Aufnahmezapfen des Rotorelements, auf dem die Spule ruht,
gegenüber
einem der Zapfen der Abspulvorrichtung positioniert ist. Die gewünschte Spule
wird sodann herüber gezogen.
Die Abspulvorrichtung wird nun derart geschwenkt, dass die benötigte neue
Folie in Arbeitsposition zum Abspulen bereit steht und dass zugleich ein
weiterer Arm der Abspulvorrichtung einer Bereitstellungsposition
auf dem Rotorelement gegenüber liegt,
so dass die auf dem anderen Arm der Abspulvorrichtung vorhandenen
Restspule an den Bereitstellungsplatz übergeben werden und über eine
Drehung des Rotorelements auf die obere Bedienerebene zurückgeführt werden
kann.
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Die
Beschichtungsfolie 11 wird von der Spule 10 in
der Arbeitsposition abgezogen und in die Andruckrollen der Beschichtungseinrichtung 40 eingefädelt, um
den Beschichtungsvorgang zu beginnen.
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Zusätzliche
Handhabungsvorrichtungen können
vorgesehen sein, um die Übergabe
der Spulen von einem Bereitstellungsplatz auf die Abspulstation
bzw. umgekehrt automatisiert durchführen zu können. Gleiches gilt für die Aufgabe
und Entnahme der Spulen in der oberen Bedienerebene.