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Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung mit einer Beschichtungskammer, in der mindestens ein Beschichtungsmittel vorgesehen ist, das eine Beschichtung auf die Beschichtungsfläche eines Werkstücks aufträgt, das sich durch die Beschichtungskammer entlang einer Transportrichtung bewegt, wobei in der Beschichtungskammer ein Unterdruck anliegt und die Beschichtungsfläche durch mindestens ein Werkzeug mit einer Abrisskante begrenzt ist und die Beschichtungskammer durch eine Einlauf- und eine Auslaufmatrize begrenzt ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Beschichten der Beschichtungsfläche eines Werkstücks mit einem Beschichtungsmittel, wobei die Beschichtungsfläche durch mindestens ein Werkzeug mit einer Abrisskante begrenzt wird.
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Derartige Beschichtungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden insbesondere zur Beschichtung von langgestreckten Profilen, wie beispielsweise Fensterprofilen, eingesetzt. Dabei kann an dem Profil, das beispielsweise aus Kunststoff, Metall und/oder Holz besteht, eine Dichtung oder dergleichen stoffschlüssig, beispielsweise durch Anextrudieren, vorgesehen sein. Das Werkstück wird bei der Beschichtungsvorrichtung durch eine Beschichtungskammer hindurch transportiert und dabei eine Beschichtungsfläche von einem Beschichtungsmittel, beispielsweise einer Sprühdüse, mit einer Beschichtung versehen. Um die Beschichtung auf die Beschichtungsfläche zu begrenzen, weist die erfindungsgemäße Beschichtungskammer mindestens ein Werkzeug auf. Die Beschichtungskammer steht bei der Beschichtungsvorrichtung unter einem Unterdruck, um überschüssiges Beschichtungsmaterial von der Beschichtungsfläche abzusaugen und/oder um zu verhindern, dass die Beschichtung jenseits der gewünschten Beschichtungsfläche erfolgt.
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Die Beschichtungsvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik haben jedoch den Nachteil, dass sie auf neue Profile oder während des Beschichtens nur mit einem erheblichen Aufwand neu eingestellt oder angepasst werden können.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Beschichtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einer Beschichtungsvorrichtung mit einer Beschichtungskammer, in der mindestens ein Beschichtungsmittel vorgesehen ist, das eine Beschichtung auf die Beschichtungsfläche eines Werkstücks aufträgt, das sich durch die Beschichtungskammer entlang einer Transportrichtung bewegt, wobei in der Beschichtungskammer ein Unterdruck anliegt und die Beschichtungsfläche durch mindestens ein Werkzeug mit einer Abrisskante begrenzt ist und die Beschichtungskammer durch eine Einlauf- und eine Auslaufmatrize begrenzt ist, wobei sich das Werkzeug außerhalb der Beschichtungskammer gelagert ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung mit einer Beschichtungskammer, in der mindestens ein Beschichtungsmittel vorgesehen ist, das die Beschichtung auf die Beschichtungsfläche eines Werkstücks aufträgt, das sich durch die Beschichtungskammer entlang einer Transportrichtung bewegt, wobei in der Beschichtungskammer eine Unterdruck anliegt. Das Werkstück ist in der Regel ein langgestrecktes Profil, beispielsweise ein Teil des Rahmens eines Fensters oder ein Bodenbelag, das insbesondere aus Kunststoff, Metall und/oder Holz gefertigt ist. An dem Profil kann eine Dichtung, insbesondere stoffschlüssig, vorgesehen sein, die vorzugsweise zumindest teilweise mitbeschichtet wird. Derartige Beschichtungsvorrichtungen werden beispielsweise unter dem Handelsnamen Vacumat® von der hiesigen Anmelderin vertrieben. Die Beschichtungsfläche wird durch mindestens ein Werkzeug begrenzt, das eine Abrisskante aufweist und die Beschichtungskammer weist eine Ein- und eine Auslaufmatrize auf. Durch die Einlaufmatrize tritt das zu beschichtende Werkstück in die Beschichtungskammer ein und wird dort mit dem Beschichtungsmaterial versehen und verlässt sodann die Beschichtungskammer durch die Auslaufmatrize. Durch den in der Beschichtungskammer vorhandenen Unterdruck wird zum einen die Beschichtung auf die gewünschte Beschichtungsfläche reduziert und zum anderen überschüssig aufgetragenes Beschichtungsmaterial wieder von dem Werkstück entfernt. Durch den Unterdruck wird von außen, insbesondere durch die Ein- und/oder die Auslaufmatrize, Luft angesaugt, mit der das überschüssig aufgetragene Beschichtungsmittel sowie sogenannter Overspray aus der Beschichtungskammer entfernt wird. Vorzugsweise wird durch die Auslaufmatrize mehr Luft angesaugt als durch die Einlaufmatrize. Durch den Luftstrom in der Beschichtungskammer entsteht auch ein Luftstrom zwischen dem Werkstück und der Abrisskante des Werkzeugs, wodurch sich eine saubere Grenzlinie ergibt, bis zu der die Beschichtung des Werkstücks erfolgt. Das Gemisch aus Beschichtungsmittel und Luft wird vorzugsweise über ein Filtersystem geleitet, in dem das Beschichtungsmittel von der Luft abgetrennt und gegebenenfalls in den Beschichtungsvorgang zurückgeführt wird.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Werkzeug mit der Abrisskante, außerhalb der Beschichtungskammer gelagert ist. Dadurch ist es möglich, das Werkzeug, durch eine Verstellung von dessen Lagerung an ein neues Profil anzupassen oder das Werkzeug und damit die Abrisskante nachzujustieren, ohne in die Beschichtungskammer eingreifen zu müssen. Dies macht diesen Einstell- bzw. Verstellvorgang erheblich schneller und einfacher. Insbesondere kann die Einstellung auch während des Beschichtens erfolgen, wenn das Beschichtungsergebnis nicht den gewünschten Vorgaben entspricht, insbesondere wenn eine Beschichtung über die gewünschte Beschichtungsfläche hinaus erfolgt. Die Erstreckung des Werkzeugs parallel zur Transportrichtung des Werkstücks ist dabei mindestens so lang wie, vorzugsweise länger als die Erstreckung der Beschichtungskammer parallel zur Transportrichtung des Werkstücks.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Werkstücke teilweise beschichtet werden. Es ist auch möglich bei Werkstücken mit einer Dichtung die Dichtung ganz oder teilweise zu beschichten. Das Werkstück und/oder die Dichtung können dabei Hinterschnitte aufweisen, die wahlweise beschichtet werden.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten oder erfindungsgemäßen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Werkzeug mit der Abrisskante außerhalb der Beschichtungskammer mit einer Verstellung verbunden. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Verstellung um eine sogenannte XY-Verstellung, sodass die Abrisskante in zwei Raumrichtungen, insbesondere getrennt voneinander, eingestellt werden kann. Die beiden Raumrichtungen sind dabei vorzugsweise in einem 90° Winkel zueinander vorgesehen. Die Verstellung des Werkzeugs kann dabei motorisch und/oder manuell erfolgen.
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Vorzugsweise bildet sich zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise, vorzugsweise während des gesamten Beschichtungsvorgangs ein Luftstrom aus, der durch den in der Beschichtungskammer vorhanden Unterdruck induziert ist, der vorzugsweise zumindest teilweise entlang des Werkzeugs strömt und besonders bevorzugt an der Abrisskante abreißt. Durch diesen Luftstrom wird insbesondere verhindert, dass das Beschichtungsmittel jenseits des Werkzeugs vordringt und sich dadurch die Beschichtungsfläche in ungewollter Weise vergrößert. Durch den Luftstrom zwischen Werkzeug und Werkstück ergibt sich eine klare Linie, bis zu der die Beschichtung erfolgt.
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Vorzugsweise ist in der Beschichtungskammer eine Abdeckmaske vorgesehen, die ein, vorzugsweise einstellbares, Element aufweist, wobei zwischen diesem Element und dem Werkzeug mit der Abrisskante ein Spalt vorgesehen ist, dessen Größe, vorzugsweise durch eine Verstellung des Werkzeugs und/oder durch Verstellung des einstellbaren Elementes, verstellbar ausgebildet ist, Besonders bevorzugt liegt an dem Spalt Unterdruck an, sodass sich in dem Spalt ein Luftstrom einstellt. Durch eine Einstellung des Spaltes wird vorzugsweise ein Vordringen der Beschichtung jenseits der gewünschten Beschichtungsfläche verhindert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Beschichtungsvorrichtung zwei Werkzeuge mit jeweils einer Abrisskante auf, die unabhängig voneinander in mindestens einer, vorzugsweise zwei Raumrichtungen, die vorzugsweise in einem 90° Winkel zueinander vorgesehen sind, einstellbar sind.
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Vorzugsweise erfolgt die Einstellung jedes Werkzeugs mit der Abrisskante während des Beschichtungsvorgangs.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten der Beschichtungsfläche eines Werkstücks mit einem Beschichtungsmittel, wobei die Beschichtungsfläche durch mindestens ein Werkzeug mit einer Abrisskante begrenzt wird, und bei dem das Werkzeug in mindestens einer, vorzugsweise zwei Raumrichtungen während des Beschichtens und/oder außerhalb der Beschichtungskammer einstellbar ist.
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Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung gleichermaßen und umgekehrt.
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Vorzugsweise bildet sich ein Luftstrom zwischen dem Werkstück und der Abrisskante aus.
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Vorzugsweise erfolgt die Einstellung der Position jedes Werkzeugs mit der Abrisskante automatisch. Dafür ist besonders bevorzugt ein Sensormittel, beispielsweise eine Kamera, vorgesehen, das beispielsweise das erzielte Beschichtungsergebnis erfasst und im Fall einer unzureichenden Beschichtung eine Einstellung an dem Werkzeug mit der Abrisskante vornimmt.
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Die Erfindung wird nun anhand der Figuren erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für alle Gegenstände der vorliegenden Erfindungen gleichermaßen.
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1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung.
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3 zeigt die Abdeckmaske.
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4 zeigt ein Werkzeug mit einer Abrisskante.
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5 zeigt die Ein- bzw. Auslaufmatrize.
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6 zeigt weitere Details der Beschichtungsvorrichtung gemäß den 1 und 2.
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7 zeigt schematisch die Beschichtungskammer.
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Die 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung 1, die eine Beschichtungskammer 17 aufweist, in der ein Werkstück 3 entlang seiner Haupterstreckungsrichtung durch die Kammer auf einer Beschichtungsfläche beschichtet wird. Die Transportrichtung des Werkstücks ist mit dem Bezugszeichen x versehen. Dafür weist die Beschichtungsvorrichtung ein oder mehrere Beschichtungsmittel 2, beispielsweise Sprühdüsen, auf, die ein Beschichtungsmaterial, insbesondere eine Farbe, besonders bevorzugt eine wasserlösliche Farbe, auf die zu beschichtende Fläche 15 auftragen. Da in der Regel nur ein beschränkter Teil des Werkstücks beschichtet werden soll, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Werkzeuge 6, 7 mit jeweils einer Abrisskante 18 auf, die die Beschichtungsfläche begrenzen. Das Werkstück 3 tritt durch eine Einlaufmatrize 11, die vorzugsweise im Wesentlichen der äußeren Querschnittskontur des Werkstücks folgt, ein, wird in der Beschichtungskammer beschichtet und verlässt die Beschichtungskammer durch eine Auslaufmatrize, die vorzugsweise dieselbe oder eine größere Öffnung für das austretende Werkstück aufweist wie/als die Einlaufmatrize. Die Beschichtungskammer 17 steht unter einem gewissen Unterdruck, sodass durch die Ein- und die Auslaufmatrize von außen Luft angesaugt wird, mit der überschüssig aufgetragenes Beschichtungsmittel von dem Werkstück wieder entfernt wird und ggf. vorhandener Overspray aus der Beschichtungskammer herausgeführt wird. Die Mischung aus Luft und Beschichtungsmittel wird sodann vorzugsweise über ein Filtersystem gefahren, in dem das Beschichtungsmittel von der Luft entfernt und das separierte Beschichtungsmittel ggf. wieder in den Beschichtungsprozess zurückgeführt wird. Erfindungsgemäß erstreckt sich das Werkzeug 6, 7 und damit die Abrisskante 18 nun über die Längserstreckung der Beschichtungskammer hinaus, d.h. sie steht zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig aus der Einlauf- bzw. Auslaufmatrize heraus und ist dort, vorzugsweise mit Verbindungsmitteln 10, an einer Verstellung 8, 9 gelagert, mit der es möglich ist, die Abrisskante 18 mindestens in eine, vorzugsweise in zwei Raumrichtungen linear und/oder rotatorisch zu verstellen. Dadurch, dass die Aufhängung des Werkzeugs 6, 7 mit der Abrisskante 18 außerhalb der Beschichtungskammer erfolgt, ist deren Einstellung vor Inbetriebnahme und/oder während der Beschichtung leicht möglich, ohne dass in die Beschichtungskammer 17 eingegriffen werden muss. Somit ist es in einfacher Weise möglich, die Abrisskante 18 auf ein neu zu beschichtendes Profil einzustellen und/oder die Abrisskante bei sich ändernden Beschichtungsparametern und/oder sich veränderndem Beschichtungsergebnis nachzustellen. Die Verstellung der Abrisskante kann dabei sowohl manuell als auch motorisch erfolgen. Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, weist die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung eine Führung 5, hier zwei Führungsrollen, auf, die das Werkstück vor dem Eintritt in die Beschichtungskammer und/oder nach dem Verlassen der Beschichtungskammer führen. Vorzugsweise sind die Führungen so vorgesehen, dass sie das Werkstück in zwei Raumrichtungen stabilisieren. Es ist aber auch möglich, zwei Führungsrollen, die das Werkstück in horizontaler Richtung führen und einen Niederhalter 12.3, der das Werkstück in der Vertikalen führt, vorzusehen. In dem vorliegenden Fall ist das Werkstück 3 ein Fensterprofil, das aus einem Kunststoff, Metall und/oder Holz gefertigt ist und an das im vorliegenden Fall eine Dichtung 3.2 stoffschlüssig, insbesondere durch Anextrudieren, angeordnet ist. Das Werkzeug 6 mit der Abrisskante 18 wirkt in dem vorliegenden Fall mit der Dichtung 3.2 zusammen und verhindert, dass diese vollständig mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet wird. Das Werkzeug 7 mit der Abrisskante 18 wirkt mit dem Trägerteil 3.1, hier einem Kunststoffteil zusammen und verhindert ebenfalls, dass dieses vollständig beschichtet wird. In der Beschichtungskammer 17 ist eine Abdeckmaske 12 vorgesehen, der näher anhand der 3 erläutert werden wird. Wie ebenfalls 2 entnommen werden kann, ist zwischen dem Abdeckmaske 12 und dem jeweiligen Werkzeug 6, 7 ein erster bzw. ein zweiter Spalt 13, 14 vorgesehen. Dieser Spalt ist mit einem Unterdruckkanal 16 verbunden, sodass durch diesen Spalt angesaugte Luft strömt. Durch den Spalt 13, 14 kann die Abrisskante verstellt bzw. eingestellt werden. In 2 sind ebenfalls die Verstellungen 8, 9 angedeutet, die sich vor der Ein- bzw. Auslaufmatrize 11 befinden und somit nicht in der Beschichtungskammer angeordnet sind.
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3 zeigt die Abdeckmaske 12, der vollständig in der Beschichtungskammer vorgesehen ist und aus einem Grundelement 12.1 besteht, an dem mindestens ein hier zwei einstellbare Elemente 12.2 vorgesehen sind. Vorzugsweise ist jedes einstellbare Element 12.2 zumindest abschnittsweise parallel zu der dazugehörigen Abrisskante 6, 7 vorgesehen. Durch die einstellbaren Elemente 12.2 kann die Größe des Spaltes 13, 14 zwischen dem Abdeckmaske und der jeweiligen Abrissmatrize 6, 7 und damit die Größe des Luftstroms in diesem Spalt eingestellt werden. Die Größe des Spaltes 13, 14 kann alternativ oder zusätzlich auch durch eine Verstellung des Werkzeugs 6, 7 verändert werden. In dem vorliegenden Fall weist die Abdeckmaske auch noch einen Niederhalter 12.3 auf, der verhindert, dass sich das zu beschichtende Werkstück in ungewollter Weise in vertikaler Richtung, insbesondere gegen die Schwerkraft, bewegt. Dadurch kann die horizontale Führung als zwei Rollen mit einer vertikalen Drehachse ausgeführt werden.
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Die Abdeckmaske 12 ist zumindest im Wesentlichen unabhängig von dem zu beschichtenden Profil, d.h. kann universell eingesetzt werden. Sie wird in die Beschichtungskammer eingeführt, vorzugsweise eingeschoben, insbesondere einlaufseitig.
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4 zeigt beispielhaft ein Werkzeug 6 mit einer Abrisskante 18. Das Werkzeug ist in dem vorliegenden Fall U-förmig vorgesehen ist, wobei die Basis des Us, insbesondere dessen Spitze, die Abrisskante 18 bildet und mit dem Werkstück, hier der Dichtung 3.2, zusammenwirkt und dadurch die Beschichtungsfläche begrenzt. Jedes Verbindungsmittel 10, das das Werkzeug 6, 7 mit einer Verstellung 8, 9 verbindet, befindet sich jeweils außerhalb der Beschichtungskammer 17.
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5 zeigt beispielhaft die Einlauf- bzw. Auslaufmatrize 11, die die Beschichtungskammer 17 an deren Vor- bzw. Rückseite begrenzt. Die Matrize 11 weist eine Ausnehmung 11.1 auf, durch die Werkstück in die Beschichtungskammer 17 eintritt, bzw. durch die das Werkstück 3 die Beschichtungskammer verlässt. Die Kontur der Ausnehmung 11.1 folgt dabei vorzugsweise der Querschnittsfläche senkrecht zur Transportrichtung x des zu beschichtenden Werkstücks.
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6 zeigt weitere Details der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung. Das Werkstück 3 wird von rechts nach links durch die Beschichtungskammer 17 geführt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Verbindungsmittel 10, an denen die Abrisskante (nicht dargestellt) aufgehängt ist, sich jeweils rechts und links von der Beschichtungskammer befindet, d.h. nicht in der Beschichtungskammer 17 vorgesehen ist. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Verbindungsmittel 10 an einer Verstellung, hier einer XY-Verstellung 8 vorgesehen sind, mit der die Werkzeuge 6, 7 in zwei Raumrichtungen verstellbar vorgesehen ist.
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7 zeigt schematisch die Beschichtungskammer 17, in der ein Beschichtungsmittel (nicht dargestellt) vorgesehen ist, das einen Sprühkegel 4 erzeugt, mit dem die Beschichtungsfläche 15 des Werkstücks 3 beschichtet wird. Die Beschichtungsfläche 15 wird durch die Werkzeuge 6, 7 mit ihren Abrisskanten 18 begrenzt, die sich in dem vorliegenden Fall rechts und links bezogen auf die Transportrichtung des Werkstücks 3 (hier in die Papierebene hinein) befinden. Die Werkzeuge 6, 7 und damit die Abrisskanten 18 können erfindungsgemäß in ihrer Lage verstellt werden, um zum einen die Beschichtungsfläche 15 auf das gewünschte Maß zu begrenzen, aber auch ggf. einen gewissen Spalt zwischen der Abrisskante und dem Werkstück zu erzeugen. Schematisch ist ebenfalls das einstellbare Element 12.2 der Abdeckmaske 12 sowie das Vakuummittel 16 dargestellt. Zwischen dem einstellbaren Element 12.2 und der jeweiligen Abrisskante 6, 7 ist ein Spalt vorgesehen, durch den bedingt durch den von der Vakuumquelle 16 erzeugten Unterdruck ein Luftstrom erfolgt. Des Weiteren sorgt die Vakuumquelle 16 für einen Luftstrom zwischen der Abrisskante und dem Werkstück 3, wodurch verhindert wird, dass sich die Beschichtungsfläche in ungewollter Weise ausdehnt. Um die Abrisskante 18 auf die Toleranzen der zu beschichtenden Werkstücke einstellen zu können, sollte jedes Werkzeug 6, 7 einen entsprechend großen Verfahrbereich haben. Dies kann durch den Luftspalt zwischen dem Werhzeug 6, 7 und dem parallelen Element 12.2 erreicht werden. Durch das anliegende Vakuum wird die Außenluft durch den Spalt 12, 14 gesaugt und verhindert, dass Lackmaterial unterhalb der einstellbaren Werkzeuge 6, 7 auf die nicht zu beschichtende Bereiche des Werkstücks 3 gelangt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschichtungsvorrichtung
- 2
- Beschichtungsmittel, Sprühdüsen
- 3
- Werkstück
- 3.1
- Trägerteil, Kunststoffteil
- 3.2
- Dichtung
- 4
- Sprühkegel
- 5
- Führung
- 6
- Erstes einstellbares Werkzeug
- 7
- Zweites einstellbares Werkzeug
- 8
- Erste, Verstellung, X-Y-Verstellung
- 9
- Zweite Verstellung, X-Y-Verstellung
- 10
- Verbindungsmittel zwischen Verstellung 8, 9 und Abrisskante 6, 7
- 11
- Ein- Auslaufmatrize
- 11.1
- Ausnehmung für das Werkstück
- 12
- Abdeckmaske
- 12.1
- Grundelement
- 12.2
- Einstellbares Element
- 12.3
- Niederhalter
- 13
- Erster Spalt
- 14
- Zweiter Spalt
- 15
- Beschichtungskante, Beschichtungsfläche
- 16
- Vakuumkanal
- 17
- Beschichtungskammer
- 18
- Abrisskante
- X
- Transportrichtung
