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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung langgestreckter
Werkstücke
mittels einer Beschichtungsvorrichtung, wobei die Werkstücke durch
eine Transportvorrichtung transportiert werden, sowie auf eine Vorrichtung
zur Beschichtung von langgestreckten Werkstücken.
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Es
ist bekannt, die Oberfläche
langgestreckter und in ihrer Längsrichtung
transportierter Werkstücke
zumindest auf einigen Werkstückseiten
zu beschichten. Derartige Verfahren und dafür benötigte Vorrichtungen sind beispielsweise
aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 057 299 A1 bekannt. Die
Druckschrift offenbart hierbei eine Vorrichtung zum Auftrag eines
Beschichtungsmittels auf zumindest Teiloberflächen eines langgestreckten
und in seiner Längsrichtung
transportierten Werkstücks
mit einer Beschichtungsvorrichtung und einer Führungsvorrichtung. Nachteilig
bei dieser Erfindung ist, dass bei einem Transport der Werkstücke Stoß an Stoß keine
Beschichtung der Kontaktseiten der Werkstücke möglich ist, da hier das Beschichtungsmittel
nicht an die Kontaktflächen
der Werkstücke
gelangt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Beschichtung von langgestreckten Werkstücken zur
Verfügung
zu stellen, welche die bisherigen Nachteile des Standes der Technik
nicht aufweisen und zudem einfach zu verwirklichen sind.
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Gelöst wird
die Aufgabe mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Beschichtung
von langgestreckten Werkstücken
mittels einer Beschichtungsvorrichtung, wobei die Werkstücke durch
eine Transportvorrichtung transportiert werden und die Werkstücke vor
oder während
der Beschichtung von einer ersten Geschwindigkeit auf eine zweite
Geschwindigkeit positiv beschleunigt werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist es vorteilhaft möglich
auch bei einem Stoß an
Stoß Transport
der Werkstücke
vor der Beschichtungskammer eine Beschichtung des vorderen Endes
und des hinteren Endes (Endseiten) in einem Beschichtungsvorgang
zu gewährleisten.
Es ist somit nicht mehr nötig,
die Werkstücke
vor der Beschichtung so aufzureihen, dass die Werkstücke einzeln
liegen. Das Beschichtungsverfahren wird hierdurch schneller und
es ist möglich
mehrere Flächen
eines Werkstücks
in einem Beschichtungsvorgang zu beschichten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
einzelnen Werkstücke
so Stoß an
Stoß transportiert
werden. Unter einem Stoß an
Stoß Transport
soll verstanden werden, wenn ein Werkstück zumindest an einer Seite
im wesentlichen in Kontakt zum nächsten
Werkstück
steht, beziehungsweise ein Spalt zwischen den Werkstücken so
klein ist, dass eine Beschichtung nicht möglich ist, da im wesentlich
zu wenig Beschichtungsmittel durch den Spalt an die Werkstücke gelangt.
Beispielsweise kann ein langgestrecktes Werkstück mit seiner vorderen Endseite
(also der vorderen Querseite) in Kontakt zu einem vor diesem Werkstück liegenden
Werkstück
bei einem Stoß an
Stoß Transport
liegen.
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Unter
Endseite eines Werkstücks
soll die Querseite eines langgestreckten Werkstückes in Bezug zur Transportrichtung
verstanden werden.
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Ein
langgestrecktes Werkstück
im Sinn der Erfindung ist jedes Werkstück, dessen Längsseite größer ist
als dessen Querseite. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden,
dass auch solche Werkstücke von
der Vorrichtung lackiert werden können, dessen Querseite größer ist
als dessen Längsseite.
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Der
Werkstoff aus dem das Werkstück
gefertigt ist, ist beispielsweise Holz, Metall, Kunststoff (EPDM,
ABS, PP), Faserzement, oder Gips. Das Werkstück kann jedoch auch aus ein
Verbund oder eine Mischung aus oben genannten Stoffen und auch aus
einem Verbund oder einer Mischung mit nicht genanten Stoffen hergestellt
sein.
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Unter
einem Beschichtungsvorgang im Sinne der Erfindung soll der Prozess
der Beschichtung eines Werkstücks
verstanden werden, wobei das Werkstück dabei vorzugsweise nur einmal
die Beschichtungskammer passiert.
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Als
Beschichtungsmittel sollen alle Flüssigkeiten wie Pigmentlösungen,
Farben, Lacke, Grundierungen, Dispersionen, Emulsionen, Öle, Klebstoffe
und Imprägniermittel
verstanden werden, die beispielsweise über Pumpen oder Düsen verteilt
werden können.
Bevorzugt handelt es sich dabei um ein lösungsmittelfreies Beschichtungsmittel.
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Erfindungsgemäß wird ein
Werkstück
vor oder während
der Beschichtung durch eine Beschleunigungsvorrichtung positiv beschleunigt.
Bevorzugt ist das Beschleunigungsmittel hierzu um eine Strecke zwischen
einer ersten Position und einer zweiten Position verfahrbar. Die
Beschleunigungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Ansaugvorrichtung
auf, mit der das jeweilige Werkzeug angesaugt und dann beschleunigt
wird, wobei die Beschleunigung des Werkstücks durch schnelles Verfahren
der Ansaugvorrichtung auf eine zweite höhere Geschwindigkeit erfolgt.
Im weiteren Verfahrensverlauf ist es möglich, dass die Werkstücke die
zweite Geschwindigkeit beibehalten oder wieder auf ihre ursprüngliche
erste Geschwindigkeit abgebremst werden. Es ist jedoch auch möglich, dass
die Werkstücke
im weiteren Verfahrensverlauf noch einmal weiter beschleunigt werden.
Dabei kann die dadurch entstehende Geschwindigkeit größer sein
als die zweite Geschwindigkeit.
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Bevorzugt
endet die Transportvorrichtung vor der Beschichtungskammer, wobei
die Beschleunigungsvorrichtung das Werkstück von der Transportvorrichtung übernimmt.
Ist die Beschleunigungsvorrichtung hinter der Beschichtungskammer
angeordnet, übergibt
die Beschleunigungsvorrichtung das Werkstück an das Transportmittel hinter
der Beschichtungskammer.
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Erfindungsgemäß sind auch
andere Beschleunigungsvorrichtungen, beispielsweise Druckluftvorrichtungen,
die das Werkstück
durch Druckluft eine definierte Strecke von einem anderen Werkstück wegdrücken, denkbar.
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Zur
Erzeugung eines Unterdrucks, der für das Ansaugen des Werkstücks benötigt wird,
kann die Ansaugvorrichtung beispielsweise einen Ansaugkopf aufweisen,
der durch flexible Lippen an das Werkstück anpassbar ist. Mittels entsprechender
Vakuumpupen und Verbindungen zum Ansaugkopf wird über eine
definierte Fläche des
Ansaugkopfs ein Unterdruck erzeugt. Durch das Anpressen der flexiblen Lippen
an das Werkstück
wird dabei der Unterdruck im wesentlichen aufrechterhalten, so dass
das Werkstück
schlupffrei beschleunigt wird. Nach Abschluss der Beschleunigung
ist es vorteilhaft den Unterdruck beispielsweise durch Ventile schnell
aufzuheben, so dass eine schnelle Freigabe des Werkstücks möglich ist.
Zudem vorteilhaft ist die Integration eines Sensormittels in die
Ansaugvorrichtung, so dass zum einen das Vorhandensein eines Werkstücks in einem
gewissen Arbeitsbereich der Ansaugvorrichtung überprüft und zum anderen die Lage
und die Dimension des Werkstücks
erfasst wird. Hierdurch ist es möglich,
alle Werkstücke
im gleichen Werkstückabschnitt anzusaugen
und ein Verrutschen eines Werkstücks (beispielsweise
eine Querstellung eines Werkstücks) zu
erkennen. Fehlbeschichtungen von Werkstücken oder Ausfälle der
Produktionsanlage durch verkantete Werkstücke können so verringert werden.
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Bevorzugt
werden die Werkstücke
beim Austritt des ersten Werkstückabschnittes
aus der Beschichtungsvorrichtung auf eine zweite Geschwindigkeit
positiv beschleunigt. Hierzu befindet sich bevorzugt die Ansaugvorrichtung
hinter der Beschichtungsvorrichtung. Bei zwei Stoß an Stoß transportierten
Werkstücken,
die sich teilweise im inneren der Beschichtungsvorrichtung befinden,
wird hierbei das erste Werkstück
beim Austritt des vorderen Werkstückabschnittes angesaugt und
auf eine zweite Geschwindigkeit beschleunigt. Die Wegdifferenz pro Zeit,
welche durch die Beschleunigung entstanden ist, führt dazu,
dass das erste Werkstück
in der Beschichtungskammer in Richtung der Transportrichtung nach
vorne rückt
und so im wesentlichen nicht mehr in Kontakt mit dem zweiten Werkstück steht. Durch
die Beschleunigung des ersten Werkstücks entsteht erfindungsgemäß ein Spalt
zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück, wobei die Spaltbreite dann
so ausreichend groß ist,
dass genügend Beschichtungsmittel
zur Beschichtung in den Spalt gelangt. Es ist hierdurch erfindungsgemäß möglich, auch
die Endseiten der Werkstücke
in einem Beschichtungsvorgang zu beschichten.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wird das Werkstück
beim oder vor dem Eintritt des ersten Werkstückabschnittes in die Beschichtungsvorrichtung
auf eine zweite Geschwindigkeit positiv beschleunigt. Hierzu befindet
sich die Ansaugvorrichtung bevorzugt vor der Beschichtungsvorrichtung.
Das erste Werkstück
wird dabei beim oder vor dem Eintritt des vorderen Werkstückabschnittes
in die Beschichtungskammer vorzugsweise am hinteren Werkstückabschnitt
durch die Ansaugvorrichtung angesaugt und beschleunigt. Auch in
diesem Ausführungsbeispiel
entsteht ein Spalt zwischen den Werkstücken, so dass die Werkstücke an ihren Endseiten
beschichtet werden können.
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Bevorzugt
werden die Werkstücke über eine Transportvorrichtung
geführt.
Diese Transportvorrichtung endet vor der Beschichtungskammer. Nach der
Beschichtungskammer wird das Werkstück dann von einer weiteren
Transportvorrichtung weitertransportiert.
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In
einer Ausführungsform
werden zur Beförderung
der Werkstücke
zwei Transportvorrichtungen verwendet, die sich hinsichtlich ihrer
Geschwindigkeit unterscheiden. Bevorzugt weist die erste Transportvorrichtung
dabei eine Geschwindigkeit auf, die kleiner ist als die Geschwindigkeit
der zweite Transportvorrichtung. Besonders bevorzugt in diesem Ausführungsbeispiel
ist die Geschwindigkeit der zweiten Transportvorrichtung gleich
der Geschwindigkeit die das erste Werkstück durch seine Beschleunigung
erhält.
Es ist hierdurch vorteilhaft möglich
den durch die Beschleunigungsvorrichtung erzeugten Spalt zwischen
den Werkstücken
auch nach der Beschichtung beizubehalten. Bei einer Beschichtung
mit einem langsam trocknenden Beschichtungsmitteln kann so gewährleistet
werden, dass auch die Endseiten der Werkstücke ohne Druckstellen (Entstehung
durch erneuten Stoß an
Stoß Transport)
trocknen können.
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In
einer weiteren Ausführungsform
transportiert nur eine Transportvorrichtung die Werkstücke oder
es werden zwei Transportvorrichtungen verwendet, die sich hinsichtlich
ihrer Transportgeschwindigkeit nicht voneinander unterscheiden.
Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform
ist, dass die Werkstücke nach
der Beschleunigung wieder Stoß an
Stoß weiter transportiert
werden können
und hierdurch Platz auf der Transportvorrichtung eingespart wird.
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Besonders
bevorzugt ist der Transport der Werkstücke in Längsrichtung. Aber auch ein
Transport der Werkstücke
in Querrichtung, d.h., wenn die Werkstücke in Kontakt über ihre
Längsseiten
zueinander stehen, ist denkbar. Die Trennung der Werkstücke, so
dass die Werkstücke
einen Spalt (in Bezug zur Querseite) zueinander aufweisen, ist auch
hier durch die Beschleunigungsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und der Vorrichtung möglich.
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Bevorzugt
werden die Werkstücke
in einem Beschichtungsvorgang an fünf Seiten im wesentlichen gleichzeitig
beschichtet. Insbesondere die Endseiten eines Werkstücks gehören bevorzugt
zu den fünf
Seiten. Aber auch eine Beschichtung von nur drei oder vier Seiten
ist durch das Verfahren möglich.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung
zur Beschichtung von langerstreckten und in Längsrichtung transportierten Werkstücken, wobei
die Vorrichtung bevorzugt eine Beschichtungskammer und ein Beschleunigungsmittel
aufweist.
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Die
Beschichtungskammer kann beispielsweise die Merkmale aufweisen,
die aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 057 299 A1 bekannt sind, wobei
die eben zitierte Druckschrift und die darin enthaltenden Merkmale
als Teil der Offenbarung dieser Erfindung anzusehen sind.
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Bevorzugt
ist das Beschleunigungsmittel der Vorrichtung ein Ansaugmittel,
wobei auch andere Beschleunigungsmittel denkbar sind.
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Ein
weiteres bevorzugte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
dass das Ansaugmittel die Werkstücke
von unten ansaugt.
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Bevorzugt
weist die Vorrichtung zwei Transportmittel auf, wobei das erste
Transportmittel vor der Beschichtungskammer enden und das zweite
Transportmittel nach der Beschichtungskammer beginnt. Durch das
Enden der Transportmittel vor und nach der Beschichtungskammer ist
ein direkten Kontakt wischen Werkstück und Ansaugmittel möglich und hierdurch
auch ein einfache Beschleunigung durch das Verfahren des Ansaugmittels.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 5 erläutert. Diese
Erläuterungen
sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken
nicht ein. Die Erläuterungen gelten
für die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und für das
erfindungsgemäße Verfahren
gleichermaßen.
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1 zeigt
schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit der Beschleunigungsvorrichtung.
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2 zeigt
schematisch die Vorrichtung mit einem zu einer Öffnung einer Beschichtungskammer laufenden
Transportmittel.
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3 zeigt
schematisch einen Stoß an
Stoß Transport
von Werkstücken.
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4 zeigt
schematisch den Transport der Werkstücke nach dem ein erstes Werkstück durch die
Beschleunigungsvorrichtung beschleunigt wurde.
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5 zeigt
schematisch in einer Seitenansicht die Beschichtungskammer und die Übergabe eines
Werkstückes
an die Beschleunigungsvorrichtung.
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In
der 1 ist schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und
eine Beschleunigungsvorrichtung 4 dargestellt. Die Beschleunigungsvorrichtung 4 – auch als
Beschleunigungsmittel zu bezeichnen – kann im Ausführungsbeispiel über Schienen 5 in
Richtung 8 verfahren und so ein Werkstück 7 auf eine zweite
Geschwindigkeit beschleunigen. Die zweite Geschwindigkeit die das
Werkstück 7 durch die
Beschleunigungsvorrichtung annimmt, ist dabei größer, als die erste (ursprüngliche)
Geschwindigkeit des Werkstücks 7.
Auch dargestellt ist eine Beschichtungskammer 6 mit einer Öffnung 3,
durch welche die Werkstücke 7 in
die Beschichtungskammer 6 gelangen. Die Beschichtungskammer 6 kann
dabei Einlauf- und
Auslaufmatrizen (nicht dargestellt) aufweisen, die bezogen auf die
Transportrichtung der Werkstücke 7 vor
bzw. hinter der Beschichtungskammer 6 angeordnet sind.
In der Beschichtungskammer 6 herrscht ein Unterdruck der
durch Vakuumpumpen aufrechterhalten wird. Nicht dargestellt ist
eine Beschichtungsvorrichtung im Inneren der Beschichtungskammer 6 entlang
der die Werkstücke 7 geführt werden.
Die Beschichtungsvorrichtung besteht dabei im wesentlichen aus einer
oder mehrerer Düsen, durch
die das Beschichtungsmittel auf das Werkstück 7 aufgetragen,
bzw. aufgesprüht
wird. Über
einen Spalt, den die Einlauf- und Auslaufmatrizen zum Werkstück 7 freilassen,
wird Luft durch die Öffnung 3 der
Beschichtungskammer 6 eingezogen. Durch den entsehenden
Luftstrom im Inneren der Beschichtungskammer wird überschüssiges Beschichtungsmittel
das sich auf dem Werkstück 7 anlagert
mitgerissen oder auf diesem verteilt. Es entseht so eine gleichmäßige Beschichtung
des Werkstücks 7.
Das mitgerissenen Beschichtungsmittel wird von dem Luftstrom abgetrennt
und in den Beschichtungsprozess recykliert.
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In
der 2 ist die Vorrichtung 1 dargestellt, wobei
zur Beschichtungskammer 6 ein Transportmittel 2 führt, auf
dem die Werkstücke 7 (nicht
dargestellt) zur Beschichtungskammer 6 transportiert werden.
Dabei erfolgt der Transport der Werkstücke sehr schnell. Im Ausführungsbeispiel
unterhalb des Transportmittels 2 befindet sich die Beschleunigungsvorrichtung 4,
welche auf Schienen 5 verfahrbar ist. Die Beschleunigungsvorrichtung 4 kann,
beispielsweise durch Ansaugen, das Werkstück 7 erfassen (kontaktieren)
und beschleunigen.
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Die 3 zeigt
einen Stoß an
Stoß Transport
der langgestreckten und längstransportierten ersten
und zweiten Werkstücke 7' und 7'' auf der Transportvorrichtung 2.
Das erste Werkstücke 7' und das zweite
Werkstück 7'' treten dabei an ihren Endseiten 10 in
Kontakt zueinander, wodurch eine Beschichtung der Endseiten 10 nicht
möglich
ist.
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In
der 4 ist das erste Werkstück 7' und das zweite Werkstück 7'' nach der Beschleunigung des ersten
Werkstückes 7' durch die Beschleunigungsvorrichtung 4 auf
der Transportvorrichtung 2 nach der Beschichtung dargestellt.
Durch das Beschleunigen des ersten Werkstücks 7' wird das erste Werkstücks 7' von dem dahinter
befindlichen zweiten Werkstück 7'' weggezogen. Es entsteht ein Spalt 9 zwischen
dem ersten und dem zweiten Werkstück 7' und 7'',
wodurch die Werkstücke 7' und 7'' auch an den Endseiten 10 beschichtet
werden konnten. Die Beschleunigung und das damit verbundenen Trennen
der Werkstücke 7' und 7'', so dass ein Spalt 9 zwischen
den Werkstücken 7 entsteht,
kann bevor das gesamte erste Werkstück 7' von der Beschichtungskammer 6 aufgenommen
wird, während der
Beschichtung in der Beschichtungskammer 6 oder nachdem
ein erster Werkstückabschnitt
die Beschichtungskammer 6 verlassen hat, erfolgen. Die Geschwindigkeit
mit der die Werkstücke 7' und 7'' nach der Beschichtungsvorrichtung
transportiert werden, kann dabei gleich der ersten (ursprünglichen) Geschwindigkeit
oder gleich der Beschleunigungsgeschwindigkeit der Beschleunigungsvorrichtung 4 sein.
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Die 5 zeigt
eine Seitenansicht der Beschichtungskammer 6, der Transportvorrichtung 2 und
der Beschleunigungsvorrichtung 4. Die Transportvorrichtung 2 endet
vor der Beschichtungskammer bzw. beginnt nach der Beschichtungskammer. Hierdurch
ist es möglich,
dass die Beschleunigungsvorrichtung 4 das Werkstück 7 direkt
ansaugt und verfährt.
Die Beschleunigungsvorrichtung 4 kann dabei über Schienen 5 im
Bereich einer ersten Position 11 und einer zweiten Position 12 verfahren
und dabei das Werkstück 7 auf
dieser Wegstrecke beschleunigen.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Transportvorrichtung
- 3
- Öffnung
- 4
- Beschleunigungsvorrichtung
- 5
- Schiene
- 6
- Beschichtungskammer
- 7
- Werkstück
- 7'
- erstes
Werkstück
- 7''
- zweites
Werkstück
- 8
- Pfeil
- 9
- Spalt
- 10
- Endseite
- 11
- erste
Position
- 12
- zweite
Position