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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstückes
mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1.
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Mit
Hilfe moderner Abbundmaschinen können komplexe Formteile
aus einer großen Anzahl von Materialien, wie beispielsweise
aus Holz oder Holzwerkstoffen hergestellt werden. So ist es beispielsweise
möglich, komplette Fertighäuser aus Holz im Baukastenprinzip
aus vorgefertigten Bauteilen zu erstellen. Die Bauteile werden zuvor
vollautomatisch aus einem Ausgangsmaterial, beispielsweise aus Massivholzbalken
erstellt. Ziel ist hierbei die Steigerung der Arbeitsproduktivität
bei der Herstellung von vorgefertigten Bauteilen. Als problematisch
erweist sich jedoch, wenn die vorgefertigten Bauteile mit einer
Beschichtung, wie beispielsweise mit einer Lackierung oder Lasur
versehen werden sollen. Herkömmlicherweise wird diese Beschichtung
in einer Lackierkammer durchgeführt. Um einen gleichmäßigen
Auftrag des Beschichtungsmaterials auf sämtlichen Oberflächen
und Aussparungen des Werkstückes zu erreichen, sind oftmals
mehrere Lackierdurchgänge notwendig. Jedoch kann es auch
durch sorgfältigstes Auftragen des Beschichtungsmaterials nicht
vermieden werden, dass vereinzelt Aussparungen, wie z. B. Überblattungen,
Kerven und weitere zimmermannsgängige Ausnehmungen in den
Fertigteilen übersehen werden. Diese unbeschichteten Teile
des Bauelements bilden dann die Eingangspforte für Feuchtigkeit
sowie für Schädlingsbefall, der eigentlich durch
die Beschichtung verhindert werden soll. Aufgrund der notwendigen
mehrmaligen Behandlung der Oberfläche ist der Beschichtungsauftrag
einer der aufwändigsten Bearbeitungsschritte, insbesondere
in den genannten Ausnehmungen.
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Zum
automatisierten Auftrag einer Beschichtung schlägt die
DE 42 22 349 C2 eine
Lackieranlage für Werkstücke vor, bei der die
Werkstücke auf einer Fördervorrichtung in eine
Lackierkabine eingeführt werden, um dort von einer feststehenden
Düse ausgehend lackiert zu werden. Die Werkstücke
sind dabei auf Tragrahmen fixiert, die um eine Längsachse drehbar
ausgebildet sind. Die in der vorstehend genannten Patentschrift
gezeigte Vorrichtung eignet sich vor allem zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien.
Aufgrund der Längenausdehnung der abgebundenen Werkstücke
und der teilweise komplexen Oberflächengestaltung erweist
sich die Verwendung der in der
DE 4 222 349 C2 gezeigten Lackieranlage jedoch
als wenig praktikabel.
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Eine
weitere, ebenfalls zur Lackierung von Karosserien verwendbare Einrichtung
zeigt die
DE 1 175 126 .
Hier wird vorgeschlagen, eine Düse für einen Lack
an einem schwenkbaren und einknickbaren Ausleger anzuordnen. Die
zu lackierenden Karosserien werden auf einer Fördervorrichtung
an dem Ausleger vorbeigeführt und dabei allseitig lackiert.
Auch diese Anlage erweist sich für die Beschichtung von abgebundenen
Werkstücken mit hoher Längenausdehnung als nachteilig,
da die zum Teil komplexen Oberflächenstrukturen aufgrund
der begrenzten Beweglichkeit des Auslegers nur schwer erreicht werden
können. Zudem verlangt die Verwendung der in der
DE 1 175 126 gezeigten Vorrichtung
eine Lackierkammer, in die das gesamte Werkstück eingebracht wird.
Auch dies erweist sich aufgrund der Längenausdehnung der
abgebundenen Werkstücke als aufwendig.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung, ein Verfahren
und eine Anlage zum Beschichten eines Werkstückes zur Verfügung
zu stellen, die bei geringsten Ansprüchen an die Aufstellfläche
einen allseitigen und vollständigen Auftrag einer Beschichtung
auf Werkstücken mit komplexen Oberflächenstrukturen
erlaubt. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung
gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch
11 sowie eine Anlage gemäß Anspruch 18. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten eines
Werkstückes eignet sich insbesondere zum Lackieren eines
abgebundenen Holzwerkstückes und weist wenigstens eine
auf das Werkstück ausgerichtete Düse auf. Aus
dieser Düse tritt im Beschichtungsvorgang das Beschichtungsmaterial aus,
wobei dieses durch die Einstellbarkeit der Düse (-n) in
mehreren Freiheitsgraden exakt an die Ecken oder Kanten bspw. eines
Balkens aufgesprüht werden kann. Bei der Beschichtung handelt
es sich beispielsweise um einen Lack, eine Lasur oder andere geeignete
Materialien zur Oberflächenbeschichtung. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Düse an
einer im wesentlichen senkrecht zur Werkstück-Längsachse
ausgerichteten, in einem Rahmen aufgehängten Halterung angeordnet
ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung der Vorrichtung weist dieser
nur eine relativ geringe Grundfläche auf und kann so auf
besonders einfache und platzsparende Weise in eine bestehende Produktionsanlage
integriert werden, sodass die zu lackierenden Werkstücke
während des Lackiervorgangs durch die Vorrichtung hindurchgeführt
und dabei exakt beschichtet oder lackiert werden, nämlich durch
die exakte Ausrichtung auf die Ecken- oder Kantenbereiche von Ausfräsungen,
Einschnitten oder ähnlichen Ausnehmungen, insbesondere
eines Balkens.
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Als
besonders günstig wird angesehen, wenn der Rahmen als feststehendes
Portal ausgebildet ist. Dieses feststehendes Portal dient nicht
nur als Halterung für den Rahmen, sondern kann auch als Halterung
für die Bedien- und Antriebselemente der Vorrichtung verwendet
werden. Diese Elemente, beispielsweise ein Kompressor für
die Druckbeaufschlagung des Beschichtungsmaterials oder eine Antriebseinheit
für die Halterung, können beispielsweise oberhalb
der Halterung am Rahmen aufgehängt oder an diesem angebracht
werden, befinden sich dann außerhalb des Einflussbereichs
der Düsen für das Beschichtungsmaterial und werden
somit nicht durch dieses verschmutzt.
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Als
vorteilhaft erweist es sich darüber hinaus, wenn die Halterung
für die Düse quer- und/oder höhenverstellbar
ausgebildet ist. Aufgrund dieser Verstellbarkeit kann die Vorrichtung
variabel an die Lage und Ausformung der zu beschichtenden oder zu
lackierenden Werkstücke und der darin enthaltenden Ausnehmungen
angepasst werden. Als günstig erweist es sich zudem, wenn
die Halterung als im wesentlichen senkrecht zur Werkstücklängsachse
ausgerichtete Linearführung ausgebildet ist. Hierbei ist es
denkbar, dass mehrere Halterungen am Rahmen bzw. an den Seiten des
Rahmens vorgesehen sind und das durch die Vorrichtung hindurchgeführte Werkstück
in einem Arbeitsgang allseitig beschichtet werden kann.
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Als
besonders empfehlenswert wird angesehen, wenn die Halterung als
drehbarer Kranz oder Drehkranz ausgebildet ist und die Düse
am Umfangsbereich des Kranzes angeordnet ist. Auch erweist es sich
als günstig, wenn die Düse in Horizontal-, Vertikal-
und/oder Radialrichtung verstellbar ausgebildet ist und wenigstens
drei Freiheitsgrade aufweist. Die Anordnung einer verstellbaren
Düse an einem drehbaren Kranz ermöglicht es, selbst
komplexe Strukturen (Durchbrüche, Ausnehmungen, Abschrägungen etc.)
von durch die Vorrichtung hindurchgeführten Werkstücken
in einem einzigen Arbeitsgang zu beschichten bzw. zu lackieren.
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Um
die Verstellung der Düse in Radialrichtung weiter zu verbessern,
wird es als empfehlenswert angesehen, wenn hierzu eine Kurvenschiene vorgesehen
ist, durch die eine Umleitung der Düsenbewegung von einer
Drehbewegung in eine weitgehend lineare bzw. radiale Bewegung erreicht
wird. Aufgrund dieser einstellbaren Radialbewegung der Düse
wird sichergestellt, dass die Düsen in Abhängigkeit
von der Werkstückgeometrie stets den gleichen Abstand zur
Werkstückoberfläche einhalten. Hierdurch wird
ein gleichmäßiger Materialauftrag auf der Oberfläche
selbst von komplizierten Ausfräsungen, Schrägflächen
etc. sichergestellt. Eine derartige Steuerung des Vorschubs in der
jeweiligen Raumachse (und/oder um diese herum) ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn nur Teilbereiche der Balkenfläche, z.
B die Sichtflächen der Sparren lackiert/lasiert werden,
die später vom Dachstuhl über das Mauerwerk hinausragen.
Hierbei kann z. B. die Schrägfläche am Fußende
des Sparrens besondere intensiv lackiert werden.
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Als
besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Drehung des Kranzes über
ein am Kranzumfang angreifendes Kurbelhubgetriebe und/oder einen
Riementrieb erfolgt. Hierbei kann beispielsweise auch vorgesehen
werden, dass zunächst das Hubgetriebe die Bewegung in eine
Umfangsrichtung des Kranzes durchführt, wobei die Rückbewegung über einen
Riementrieb erfolgt. Selbstverständlich ist es auch möglich,
die Drehung des Kranzes (z. B. um ± 90°) ausschließlich über
eine Kurbelschleife oder einen Riementrieb durchzuführen.
In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Düse
und der dieser zugeordneten Leitungen und Schläuche für
das Beschichtungsmaterial erfolgt eine Drehung des Kranzes um bis
zu 360°. Bei Drehung des Kranzes um 360° ist die Anordnung
einer einzigen Düse am Kranzumfang ausreichend, um alle
Oberflächenteile des Werkstückes zu erreichen.
Werden jedoch zwei oder mehr Düsen am Kranzumfang angeordnet,
erweist sich eine Drehbarkeit des Kranzes um 180° bzw.
um nur 90° als absolut ausreichend, um einen vollflächigen Beschichtungsauftrag
auf der Werkstückoberfläche durchzuführen.
Bei der Anordnung von mehr als zwei Düsen wird zudem eine
Beschleunigung des Lackiervorganges erreicht. Hierdurch lässt
sich bei der Produktion eine weitere Verringerung der Taktzeiten
realisieren.
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Nicht
selten weisen die abgebundenen Werkstücke geneigte Stirnseiten
auf, deren Beschichtung/Lackierung sich als schwierig erweist. Um eine
zufriedenstellende Beschichtung der Stirnseiten durchführen
zu können, wird es daher als günstig angesehen,
wenn die Halterung in Richtung der Werkstücklängsachse
verschwenkbar ausgebildet ist. Durch die Verschwenkung der Halterung
kann eine an die Ausformung der Stirnseiten oder sonstiger geneigter
Flächen des Werkstückes angepasste Bewegung der
Halterung und damit eine optimale Beschichtung des Werkstückes
durchgeführt werden. Eine unter Umständen notwendige
Nachbearbeitung der Stirnseiten oder der sonstigen geneigten Flächen des
Werkstückes kann somit vermieden und die Arbeitsproduktivität
weiter gesteigert werden.
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Um
verschiedene Beschichtungsmaterialien, wie z. B. verschiedenfarbige
Lacke oder Beschichtungsmittel mit unterschiedlichen chemischen
Eigenschaften über die selbe Vorrichtung auftragen zu können,
es ist zum einen möglich, mehrere Düsen nebeneinander
an der Halterung anzuordnen. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang
jedoch eine Vielzahl von in Reihe aufgehängten Halterungen
an der Vorrichtung vorgesehen. Hierdurch kann auch vermieden werden,
dass bei Wartung oder Ausfall einer Vorrichtung die gesamte Anlage
stillgelegt werden muss.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten eines
Werkstückes, und hierbei insbesondere zum Lackieren eines
Holzwerkstückes aus einer Abbundanlage umfasst die folgenden
Schritte:
Zunächst wird wenigstens ein in einer Speichereinrichtung
abgelegter Datensatz aus der Speichereinrichtung ausgelesen. Der
Datensatz umfasst dabei Informationen zur Werkstückgeometrie.
In einem nächsten Schritt erfolgt das Umsetzen des Datensatzes
in Steuerbefehle für den Werkzeugvorschub und/oder die
Bewegung der wie oben beschriebenen Vorrichtung zur Beschichtung
des Werkstückes. Als besonders günstig erweist
sich in diesem Zusammenhang, wenn die Informationen aus dem Datensatz
zusätzlich in Steuerbefehle für die Düsenverstellung
und/oder die Bewegung, z. B. die Verschwenkung der Halterung umgesetzt
werden.
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Genaueste
Angaben über die Werkstückgeometrie sind vor allem
beim Betrieb einer vollautomatischen Abbundanlage von besonderer
Bedeutung. Es wird daher als besonders empfehlenswert angesehen,
wenn der Datensatz mit Informationen zur Werkstückgeometrie
(z. B. Länge, Tiefe, Schräge einer Ausfräsung)
aus der Steuerung einer vorgelagerten Abbundanlage an die Speichereinrichtung
weitergegeben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht somit einen vollautomatisierten und kontinuierlichen
Arbeitsfortschritt von der Anlieferung der unbearbeiteten Werkstückrohlinge über
die Abbundanlage bis zur Lackierung und zum Abtransport nach dem
Lackier- bzw. Beschichtungsvorgang.
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Weiterhin
wird es als günstig angesehen, wenn der Datensatz mit Informationen
zur Werkstückgeometrie nach Identifizierung des individuellen Werkstückes
aus einer zentralen Speichereinrichtung ausgelesen wird. Hierbei
erweist es sich als empfehlenswert, wenn das Werkstück
Identifizierungsmittel in Form eines maschinenlesbaren Codes aufweist.
Dieser Code kann beispielsweise in Form eines Barcodes nach der
Bearbeitung in der Abbundanlage oder in jeder weiteren vorgelagerten
Bearbeitungsstation auf dem Werkstück angebracht werden
und dann durch entsprechende, an der Vorrichtung zum Beschichten
des Werkstückes angeordnete Lesegeräte erfasst
und verarbeitet werden.
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Im
Zusammenhang mit einer vollautomatischen Bearbeitung des Werkstückes
und hier insbesondere bei einer automatisierten Beschichtung ist es
besonders wichtig, bei der Steuerung der Bewegungen der Halterung
die Ausrichtung des Werkstückes zu berücksichtigen.
Es wird daher als vorteilhaft angesehen, wenn vor Beginn des Beschichtungsvorganges
eine Erfassung der Ausrichtung des Werkstückes sowie eine
entsprechende Anpassung der Bewegungsanläufe an dieser
Ausrichtung durchgeführt wird.
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Die
erfindungsgemäße Anlage zur Beschichtung eines
Werkstückes, insbesondere zum Lackieren eines aus einer
der Anlage vorgelagerten Abbundanlage übergebenen Holzwerkstückes
umfasst eine Zuführvorrichtung für das Werkstück
zur Anlage, wenigstens eine in der Anlage angeordnete, wie oben beschriebene
Vorrichtung zum Beschichten des Werkstückes, eine Entnahmevorrichtung
für das beschichtete Werkstück aus der Anlage,
eine Steuerung für die Bewegung der Zuführvorrichtung,
der Vorrichtung zum Beschichten des Werkstückes und/oder
der Entnahmevorrichtung, eine Speichereinrichtung für Datensätze
mit Informationen zur Werkstückgeometrie sowie eine Vorrichtung
zur Übergabe der Datensätze an die Steuerung.
In der Anlage ist eine Bewegung der Zufuhrvorrichtung, der Vorrichtung
zum Beschichten des Werkstückes und/oder der Entnahmevorrichtung
relativ zur Werkstückgeometrie vorgesehen. Mit der Anlage
wird der nachfolgend exemplarisch dargestellte Arbeitsablauf durchgeführt.
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Ein
auf einer Abbundanlage bearbeitetes Holzwerkstück wird über
die Zufuhrvorrichtung an die Vorrichtung zum Beschichten des Werkstückes übergeben.
Als Zufuhrvorrichtungen eignen sich alle Arten von Linearfördereinrichtungen
ebenso wie fahrerlose Transportfahrzeuge bzw. Transportsysteme. Durch
die Verwendung von entsprechenden Zuführvorrichtungen wird
es möglich, die Bestandteile der Anlage räumlich
getrennt im Betrieb aufzustellen. Das zur Vorrichtung zum Beschichten
des Werkstückes transportierte Werkstück wird
nun durch die Vorrichtung hindurchgeführt und dabei mit
dem Beschichtungsmaterial beschichtet. Beim Durchführen des
Werkstückes durch die Beschichtungsvorrichtung erfolgt
eine Steuerung der Vorrichtungsbewegung, d. h. die Bewegung der
Halterung sowie der an der Halterung vorgesehenen Düsen
relativ zur Werkstückgeometrie. Die Datensätze
mit Informationen über die Werkstückgeometrie
werden vor Beginn des Beschichtungsvorganges aus einer Speichereinrichtung
ausgelesen und nach entsprechender Aufbereitung an die Steuerung
weitergegeben. Das Auslesen und bzw. Aufbereiten und Weitergeben
der Datensätze erfolgt dabei mit aus der rechnerunterstützten
Fertigung (Computer aided manufacturing = CAM) bekannten CAM/CAD-Computerprogrammen.
Nach Abschluss des Beschichtungs- bzw. Lackiervorganges erfolgt
die Entnahme des beschichteten Werkstückes über
eine Entnahmevorrichtung. Zur Entnahme eignen sich ebenfalls die
bereits vorher genannten Linearfördervorrichtungen; möglich
ist aber ebenfalls die Verwendung von Transportfahrzeugen oder Transportsystemen,
die gleichzeitig Trocknungsmittel, wie beispielsweise Gebläse
oder Wärmelampen aufweisen können, die ein Aushärten
bzw. Trocknen des Beschichtungsmaterials während des Transports sicherstellen. Über
die Entnahmevorrichtung kann anschließend die Weitergabe
der Werkstücke an eine nachgelagerte Verpackungs- oder
Verarbeitungsstation durchgeführt werden.
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Um
eine optimale Beschichtung aller Oberflächen des Werkstückes
zu erreichen, wird es als günstig angesehen, wenn die Anlage
zusätzlich eine Vorrichtung zum Drehen bzw. Ausrichten
des Werkstückes aufweist. Diese Anlage kann sowohl der
Vorrichtung zum Beschichtung vorgelagert als auch dieser nachgelagert
in der Anlage angeordnet werden. Mit einer vorgelagerten Drehungs-
oder Ausrichtungsvorrichtung kann ein optimales Zuführen
des Werkstückes zur Beschichtungsvorrichtung durchgeführt
werden.
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Ist
die Drehungs- oder Ausrichtungsvorrichtung der Vorrichtung zum Beschichten
nachgeordnet, so kann zudem eine optimale Ausrichtung des Werkstückes
für die Weitergabe im Produktionsablauf durchgeführt
werden. Selbstverständlich ist es auch möglich,
sowohl vor als auch nach der Vorrichtung zum Beschichten des Werkstückes
eine Drehungs- oder Ausrichtungsvorrichtung anzuordnen. Als empfehlenswert
wird auch angesehen, wenn die Datensätze mit Informationen
zur Werkstückgeometrie aus der vorgelagerten Abbundanlage
ausgelesen und an die Speichereinrichtung der Anlage weitergegeben werden.
Die Speichereinrichtung kommuniziert anschließend mit der
Vorrichtung zur Übergabe der Datensätze an die
Steuerung, die wiederum die Bewegungen der Zuführvorrichtung
sowie der Beschichtungsvorrichtung in Abhängigkeit von
der Werkstückgeometrie durchführt.
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Als
günstig wird angesehen, wenn die Speichereinrichtung als
zentraler Datenspeicher ausgebildet ist und eine leitungsgebundene
oder leitungsunabhängige Anbindung der Anlage an den Datenspeicher
vorgesehen ist. Um die aus den Datensätzen gewonnen Informationen über
die Werkstückgeometrie zu verifizieren, weist die Anlage
bevorzugt zusätzlich eine Erfassungsvorrichtung für
die Geometrie des Werkstückes bzw. für dessen
Ausrichtung auf.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, jedoch nicht beschränkender
Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen
und nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen. Es zeigt:
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1 eine
bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum Beschichten
eines Werkstückes;
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2 eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung;
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3 eine
die Vorrichtung umfassende Anlage in Seitenansicht; und
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4 eine
bevorzugte Ausführungsform der Anlage in der Draufsicht.
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1 zeigt
eine Vorrichtung 10 zum Beschichten eines Werkstückes 20,
die eine in einem feststehenden Rahmen 17 aufgehängte
Halterung 11 für die auf das zu beschichtende
Werkstück 20 ausgerichteten Düsen 14 aufweist.
Die Halterung 11 verfügt über einen Drehkranz 12,
an dessen Umfangsbereich 13 entsprechende Düsen 14,
aus denen das Beschichtungsmaterial 15 austritt, angeordnet
sind. Der Drehkranz 12 ist im Ausführungsbeispiel
der 1 um 90° drehbar. Während der
Drehung des Drehkranzes 12 tritt aus den Düsen 14 das
Beschichtungsmaterial 15 aus und lagert sich an den Oberflächen 22 des
Werkstückes 20 an, während dieses durch
die Vorrichtung 10 hindurchgefördert wird. Im Ausführungsbeispiel
der 1 ist der Drehkranz 12 als kreisrundes
Element ausgebildet. Denkbar ist hierbei jedoch auch die Bildung
eines im wesentlichen kreisartigen Gebildes, beispielsweise aus
zwei sich gegenüberliegenden U- oder L- Schienen, an denen
die Düsen 14 angeordnet sind. Des weiteren besteht
die Möglichkeit, den Drehkranz 12 segmentiert
auszubilden, wobei je nach Beanstandung der Segmente (nicht dargestellt)
eine Vergrößerung des Umfangs 13 des
Drehkranzes 12 durchgeführt werden kann. Eine
entsprechend mit segmentiertem Drehkranz 12 ausgestaltete
Vorrichtung 10 erlaubt somit die Anpassung der Größe
der Durchfuhröffnung 21 an verschiedenste Querschnitte
des Werkstückes 20.
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Die
am Umfang des Drehkranzes 12 angeordneten Düsen 14 sind
in Horizontal-, Vertikal- und/oder Radialrichtung verstellbar ausgebildet.
Aufgrund dieser Verstellbarkeit der Düsen 14 ist
es möglich, im Zusammenspiel mit der Drehung des Drehkranzes 12 nahezu
alle Oberflächen 22 des Werkstückes 20,
auch wenn dieses eine starke Strukturierung aufweisen, mit dem Beschichtungsmaterial 15 zu
benetzen, ohne mehrere Lackier- bzw. Beschichtungsvorgänge
durchführen zu müssen. Während die Horizontal-
und Vertikalverstellung durch an den Düsen 14 unmittelbar
angreifende Gelenke 19 durchgeführt wird, erfolgt
die Verstellung in Radialrichtung über eine Kurvenschiene 23.
Diese Kurvenschiene 23 setzt die Bewegung der Düsen 14 von
einer Drehbewegung in eine weitgehend lineare bzw. radiale Bewegung
um und garantiert somit, in Abhängigkeit von der Werkstückgeometrie
einen immer gleichen Abstand der Düsen 14 zur
Oberfläche 22 des Werkstückes 20.
Es wird somit sichergestellt, das stets ein gleichmäßiger
Auftrag des Beschichtungsmaterials 15 durchgeführt
wird. Die mit dem Bezugszeichen 14 versehene Düse
sprüht hier etwa rechtwinklig in eine Tasche an der hier
linken Seitenfläche des Balkens 20. Durch Verschwenken
der Düse 14 (entweder am Gelenk 19 und/oder
am Drehkranz 12) um wenige Winkelgrade (z. B. um ± 20°)
in der hier gezeigten Zeichenebene können auch die hier
oberen und unteren Taschenseiten 20' der Aussparung (z.
B. ein Pfettenlager) gut besprüht werden.
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Der
Rahmen 11 ist im Ausführungsbeispiel der 1 höhen-
und querverstellbar ausgebildet. Um diese Höhenverstellung
durchzuführen, weist die Vorrichtung 10 einen
ebenfalls am Rahmen 11 aufgehängten Elektromotor 24 auf,
der über einen Antriebsriemen 25 das Einstellelement 26 für
die Höhenverstellung betätigt. Ebenfalls durch
den Elektromotor 24 wird das Kurbelhubgetriebe 27 angetrieben, das
am Umfang 13 des Drehkranzes 12 angreift und die
Drehung des Drehkranzes 12 um die Balkenlängsachse
durchführt. Die Vorrichtung 10 weist einen zusätzlichen
Motor 30 auf, über den eine Verschwenkung und/oder
Querbewegung der Halterung 11 durchgeführt werden
kann. Mit der Verschwenkung der Halterung 11 in Richtung
der Werkstücklängsachse ist es möglich,
auch geneigt ausgebildete Stirnseiten 31 des Werkstückes 20 (z.
B. Fußende von Sparren) zu beschichten oder zu lackieren.
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Der
im Ausführungsbeispiel der 1 gezeigte
Drehkranz 12 ist um 90° drehbar ausgebildet. Aufgrund
der am Umfang 13 des Drehkranzes 12 positionierten
Düsen 14 kann so durch Drehung des Drehkranzes 12 um
90° eine Beschichtung aller Oberflächen 22 des
Werkstückes 20 in einem Arbeitsgang durchgeführt
werden. Sind nur zwei Düsen 14 am Umfang 13 des
Drehkranzes 12 vorgesehen, muss eine Drehung des Drehkranzes 12 um
180° erfolgen, um alle Oberflächen 22 des
Werkstückes 20 zu beschichten. Ist nur eine Düse 14 am
Umfang 13 vorgesehen, kann über Drehung des Drehkranzes 12 um
bis zu 360° der entsprechende Beschichtungseffekt erreicht
werden.
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Das
Werkstück 20 ist im Ausführungsbeispiel auf
einer nur andeutungsweise gezeigten Fördervorrichtung 29 aufgeständert
und wird auf dieser durch die feststehend montierte Vorrichtung 10 hindurch transportiert
und dabei lackiert.
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2 zeigt
eine im wesentlichen mit der Vorrichtung 10 aus 1 vergleichbare
Vorrichtung 10 zum Beschichten eines Werkstückes.
Anstelle eines Kurbelhubes 27, über den die Drehung
des Drehkranzes 12 durchgeführt wird, weist die
Vorrichtung im Ausführungsbeispiel der 2 einen
Riementrieb 28 zur Verdrehung des Drehkranzes 12 auf.
Auch hier ist wiederum eine Drehung des Drehkranzes 12 um
lediglich 90° vorgesehen, da durch die am Umfang 13 des
Drehkranzes 12 verteilt angeordneten Düsen 14 eine
Beschichtung der Oberflächen 22 des Werkstückes 20 bereits
durch eine Drehung um 90° erreicht werden kann.
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Zusätzlich
zu dem die Drehung und Höhenverstellung der Halterung 11 bewirkenden
Elektromotor 24 weist auch die in 2 dargestellte
Vorrichtung 10 einen zusätzlichen Motor 30 auf, über
den eine Verschwenkung der Halterung 11 durchgeführt werden
kann. Mit dieser Verschwenkung der Halterung 11 in Richtung
der Werkstücklängsachse ist es möglich,
auch geneigt ausgebildete Stirnseiten 31 des Werkstückes 20 zu
beschichten oder zu lackieren. Jede der am Umfang 13 des
Drehkranzes 12 angeordneten Düsen 14 verfügt über
eine eigene Zuführung für das Beschichtungsmaterial 15.
Es ist somit möglich mit einer einzigen Halterung 11 und
nach Anordnung einer ausreichenden Anzahl von Düsen 14 verschiedene
Beschichtungsmaterialien 15 über die gleiche Halterung 11 und
in einem einzigen Arbeitsvorgang auf das Werkstück 20 aufzubringen.
In Abhängigkeit von den Informationen aus der Steuerung
kann der Auftrag des Beschichtungsmaterials 15 auch nacheinander
folgen, so dass Teile des Werkstückes 20 mit einem
ersten Beschichtungsmaterial 15 beschichtet werden, während
weitere Abschnitte mit einem zweiten, dritten usw. Beschichtungsmaterial 15 beaufschlagt
werden.
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3 zeigt
schematisch eine Anlage 40, die eine wie vorstehend beschriebene
Vorrichtung 10 zum Beschichten eines Werkstückes 20 umfasst.
Die Anlage 40 verfügt im Ausführungsbeispiel
der 3 über eine Zuführvorrichtung 50, über
die hier balkenartig ausgebildete Werkstücke 20 zur
nachgeordneten Vorrichtung 10 zur Beschichtung zugeführt
werden. Der Vorrichtung 10 vorgelagert weist die Anlage 40 zusätzlich
eine Ausrichtvorrichtung 60 auf, die ein geordnetes, ausgerichtetes
Zuführen des Werkstückes 20 zur Vorrichtung 10 sicherstellt.
Der Zuführvorrichtung 50 vorgelagert, jedoch in 3 nicht
dargestellt, befindet sich eine Abbundanlage, auf der die Aussparungen 70 im
Werkstück 20 eingefräst bzw. eingeschnitten
werden. Aus der Abbundanlage werden die Daten bzw. die dort gespeicherten
Datensätzen mit Informationen über die Werkstückgeometrie an
eine in der Vorrichtung 10 vorgesehene Auswerteeinheit 16 weitergegeben
und dort derart aufbereitet, dass ausgehend von den zur Verfügung
gestellten Informationen eine Steuerung des Bewegungsablaufs der
Vorrichtung 10 bzw. der Ausrichtung der Düsen 14,
die im Ausführungsbeispiel an Abdeckhauben 18 angeordnet
sind, erfolgen kann.
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Aufgrund
dieser Steuerung ist es möglich, sämtliche Aussparungen 70 im
Werkstück 20 in einem einzigen Arbeitsablauf mit
dem Beschichtungsmaterial 15 gleichmäßig zu
benetzen. Nach Durchlauf der Vorrichtung 10 wird das Werkstück 20 an eine
Entnahmevorrichtung 80 weitergegeben, die zusätzlich
zu einem für den Transport des Werkstückes 20 notwendigen
Fördereinheit, z. B. einem Rollengang 81 Wärmelampen 82 für
die Trocknung der beschichteten oder lackierten Oberflächen 22 aufweist. Nach
der auf der Entnahmevorrichtung 80 erfolgten Trocknung
der Beschichtung kann das Werkstück 20 von der
Entnahmevorrichtung 80 direkt an nachgeordnete Bearbeitungs-,
Verpackungs- oder Transportstationen (nicht dargestellt) weitergegeben
werden.
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In 4 wird
eine wie in 3 beschriebene Anlage 40 in
Draufsicht dargestellt. Im Unterschied zu der in 3 gezeigten
Anlage 40 erfolgt hier eine Bestückung der Zuführvorrichtung 50 im
händischen Verfahren, d. h. die abgebundenen Werkstücke 20 werden
an die Anlage 40 antransportiert und anschließend
von einer Bedienperson 90 auf die Zuführvorrichtung 50 aufgelegt.
Die Anlage 40 verfügt im Ausführungsbeispiel
der 4 über Erfassungsmittel (nicht dargestellt)
für einen an den Werkstücken 20 angebrachten
Code, mit dessen Hilfe das Werkstück 20 eindeutig
identifiziert wird. Nach Identifikation des Werkstückes 20 wird
der zugehörige Datensatz mit Informationen zur Geometrie,
der zur Steuerung der Vorrichtung 10 zur Beschichtung verwendet
wird, aus einem zentralen Speicher ausgelesen und für die
Steuerung der Vorrichtung 10 in einer Auswerteeinheit 16 aufbereitet.
Nach Zuführung des Werkstückes 20 zur
Vorrichtung 10 beginnt der Lackiervorgang, nachdem die
ordnungsgemäße Ausrichtung des Werkstückes 20 durch
eine entsprechende Erfassungseinrichtung (nicht dargestellt) überprüft
wurde. Wenn das Werkstück 20 nicht ordnungsgemäß ausgerichtet
ist, verfügt die in 4 dargestellte
Anlage 40 über eine zusätzliche Ausrichtvorrichtung 60 für
das Werkstück 20, die es entsprechend den Vorgaben
durch die Steuerung ausrichten. Die Zuführvorrichtung 50 führt
das Werkstück 20 durch die Vorrichtung 10 hindurch
bis zu einer der Vorrichtung 10 nachgeordneten Entnahmevorrichtung 80.
Diese verfügt im Ausführungsbeispiel über eine
Vielzahl von senkrecht zur Vorschubrichtung des Werkstückes 20 ausgerichtete
Linearförderer 92, die das Werkstück 20 an
einen mit Wärmelampen 82 versehenen Transportwagen 93 weitergeben.
Nach vollständiger Befüllung des Transportwagens 93 bewegt
sich dieser vollautomatisch zu einer Verpackungs- bzw. Nachbearbeitungsstation
(in 4 nicht dargestellt) und ein neuer, leerer Transportwagen 93 wird
an die Anlage 40 herangeführt.
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- Halterung
- 12
- Drehkranz
- 13
- Umfangsbereich
- 14
- Düse
- 15
- Beschichtungsmaterial
- 16
- Steuereinheit
- 17
- Rahmen
- 18
- Abdeckhaube
- 19
- Gelenk
- 20
- Werkstück
- 21
- Durchfuhröffnung
- 22
- Oberfläche
- 23
- Kurvenschiene
- 24
- Elektromotor
- 25
- Antriebsriemen
- 26
- Einstellelement
- 27
- Kurbelhubgetriebe
- 28
- Riementrieb
- 29
- Fördervorrichtung
- 30
- Motor
- 31
- Stirnseite
- 40
- Anlage
- 50
- Zuführvorrichtung
- 60
- Ausrichtvorrichtung
- 70
- Aussparungen
- 80
- Entnahmevorrichtung
- 81
- Rollengang
- 82
- Wärmelampe
- 90
- Bedienperson
- 92
- Linearförderer
- 93
- Transportwagen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4222349
C2 [0003, 0003]
- - DE 1175126 [0004, 0004]