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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschichtungskopf, entlang dessen ein Werkstück bewegt wird und der mit einem Beschichtungsmittel auf einen Abschnitt der Kontur des Werkstücks eine Beschichtung aufträgt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken.
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Derartige Beschichtungsköpfe sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen Beschichtungsköpfen wird ein Werkstück relativ zu dem Beschichtungskopf transportiert. Dabei wird eine Kante des Werkstücks mit einer Beschichtung, beispielsweise einer Lackierung, insbesondere einer Wasserlackierung, versehen. Bei der Beschichtung kann es sich aber auch um einen strahlungshärtenden Lack oder um eine andere beliebige Beschichtungssubstanz handeln. Bei den Beschichtungsköpfen gemäß dem Stand der Technik liegt oftmals an dem Beschichtungskopf zusätzlich ein Unterdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck an, durch den ein Luftstrom in den Beschichtungskopf eingesaugt wird, durch den die Schichtdicke der Beschichtung reguliert wird und zu viel aufgetragenes Beschichtungsmaterial wieder abgetragen wird. Mit den Beschichtungsköpfen aus dem Stand der Technik können jedoch keine unterschiedlichen Beschichtungsdicken erzielt werden und/oder Teile der Kontur zwischen zwei beschichteten Bereichen frei gelassen werden. Des Weiteren müssen die zu beschichtenden Werkstücke eine vergleichsweise geringe Fertigungstoleranz aufweisen.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Beschichtungskopf zur Verfügung zu stellen, der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird die Aufgabe mit Beschichtungskopf, entlang dessen ein Werkstück bewegt wird und der mit einem Beschichtungsmittel auf einen Abschnitt der Kontur des Werkstücks eine Beschichtung aufträgt, wobei das Beschichtungsmittel zumindest teilweise mit einer Abdeckung abgedeckt ist und/oder wobei die Kontur des Beschichtungsmittels abschnittsweise nicht der Kontur des Werkstücks folgt.
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Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschichtungskopf, der eine Beschichtung/Beschichtungssubstanz, beispielsweise einen Lack, insbesondere einen wasserbasierten Lack und/oder einen strahlungshärtenden Lack, auf einen Teil der Umlaufkante eines Werkstücks aufträgt. Das Werkstück kann aus Holz, Metall, Kunststoff oder einer Kombination aus diesen Werkstoffen gefertigt sein. Das Werkstück kann beispielsweise rechteckig oder quadratisch geformt sein. Insbesondere ist das Werkstück vorzugsweise plattenartig vorgesehen, d. h. eine Dimension ist wesentlich kleiner als die beiden anderen. Das Werkstück kann aber auch ein Profil sein, wie es beispielsweise im Tür- oder Fensterbau oder als Parkettteil oder als Möbelteil oder als Akustikbauteil, beispielsweise eine Deckenakustikplatte, eingesetzt wird. Immer wird zumindest ein Teil der Umlaufkante des Werkstücks, in der Regel eine Seite der Umlaufkante, beschichtet. Der zu beschichtende Abschnitt des Werkstücks kann eine beliebige Kontur, beispielsweise mit Ein- und/oder Ausbuchtungen und/oder Hinterschnitten aufweisen.
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Beim Beschichten findet eine Relativbewegung zwischen dem Beschichtungskopf und dem Werkstück/Profil statt. Der Beschichtungskopf kann Teil einer Applikationskammer sein. Vorzugsweise sind der Beschichtungskopf oder die Applikationskammer ortsfest und das Werkstück/Profil bewegt sich in einer insbesondere linearen Transportrichtung relativ zu dem Beschichtungskopf, wobei die Bewegung des Werkstücks/Profils beim Beschichten kontinuierlich oder diskontinuierlich sein kann. Der Beschichtungskopf kann sich aber auch relativ zu dem Werkstück bewegen. Bei der Relativbewegung des Werkstücks zu dem Beschichtungskopf wird die Beschichtung auf die Kante des Werkstücks aufgetragen. Dafür weist der Beschichtungskopf ein Beschichtungsmittel, beispielsweise eine oder mehrere Düsen auf, aus denen das Beschichtungsmittel austritt und sich auf die zu beschichtenden Kontur legt.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist nun vorgesehen, dass das Beschichtungsmittel, beispielsweise eine Düse, teilweise mit einer Abdeckung abgedeckt ist, die sich vorzugsweise zwischen dem Auslass des Beschichtungsmittels und dem Werkstück befindet. Durch die Abdeckung wird verhindert, dass ein bestimmter Abschnitt der Kontur des Werkstücks beschichtet wird, der sich vorzugsweise zwischen zwei beschichteten Abschnitten befindet. Dadurch ist es beispielsweise möglich einen oder mehrere Teilbereich(e) der Kontur von einer Beschichtung auszusparen, die beispielsweise als Passfläche dienen soll. Vorzugsweise erstreckt sich die Abdeckung parallel zu der Bewegungsebene des Werkstücks oder des Beschichtungskopfes. Die Breite der Abdeckung entspricht der Breite des nicht zu beschichtenden Teilbereichs der Kontur des Werkstücks. Der Beschichtungskopf kann mehrere Abdeckungen aufweisen, die vorzugsweise parallel zueinander vorgesehen sind. Die Abdeckungen können um ihre Mittelachse verdreht zueinander vorgesehen sein. Dadurch können beispielsweise ein horizontaler und vertikaler Teilbereich abgedeckt werden. Jede Abdeckung kann mehrere Beschichtungsmittel, beispielsweise mehrere Düsen, des Beschichtungskopfes teilweise abdecken. Jede Abdeckung kann mit der umgebenden Düse bündig vorgesehen sein oder aus dieser hervorstehen oder bezogen auf die Austrittsebene des Lackes zurückspringend vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Abdeckung gekühlt, insbesondere auf oder unter den Taupunkt der umgebenden Luft gekühlt. Dadurch werden Anhaftungen der Beschichtung an der Abdeckung zumindest vermindert.
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Alternativ oder zusätzlich sind die Kontur des Werkstücks und/oder die Kontur des Beschichtungsmittels, insbesondere der Düse, so vorgesehen, dass sie einander nicht folgen, so dass also zwischen der zu beschichtenden Kontur des Werkstücks und der Kontur des Beschichtungsmittels kein konstantes Spaltmaß vorhanden ist. Gemäß dem Stand der Technik wurde dieses konstante Spaltmaß immer genau eingehalten. Bei der vorliegenden Erfindung wird gezielt davon abgewichen. In Teilbereichen der Kontur, die nicht beschichtet werden sollen, wird ein vergleichsweise größerer Abstand zwischen dem Beschichtungsmittel und dem Werkstück gewählt als in zu beschichtenden Bereichen. Vorzugsweise wird in diesem Teilbereich des vergleichsweise großen Abstands zwischen dem Beschichtungsmittel und dem Werkstück eine vergleichsweise geringere Menge an Beschichtungssubstanz von dem Beschichtungsmittel abgegeben, insbesondere gerade so viel, dass es in diesem Bereich nicht zu Ablagerungen der Beschichtungssubstanz kommt. Alternativ oder zusätzlich kann das Beschichtungsmittel zumindest in diesem Bereich gekühlt, insbesondere auf oder unter den Taupunkt der umgebenden Luft. Durch den vergleichsweise großen Abstand zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmittel gelingt es dem Lack nicht sich an das Werkstück anzulegen und der beabstandete Teilbereich bleibt unbeschichtet. Bevorzugte Bereiche einer gewünschten Nichtbeschichtung der Kontur eines Werkstücks sind beispielsweise Nuten und/oder Federn einer entsprechenden Verbindung.
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Auch in Bereichen, in denen eine vergleichsweise dicke Beschichtung des Werkstücks erfolgen soll, wird ein vergleichsweise großes Spaltmaß gewählt. Alternativ und/oder zusätzlich kann in Bereichen, welche Bauart-bedingt nur schwierig mit der Beschichtungsdüse zu erreichen ist, bevorzugt durch ein größeres Spaltmaß der Lackdüse eine höhere Lackmenge vorgelegt werden, so das sich in diesem Bereich eine größere Lackraupe abbildet, welche es ermöglicht, gezielt auch größere Abstände zwischen Auftragskopf und Werkstück mit dem Beschichtungsmittel zu überbrücken.
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Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der Kontur des Werkstücks und der Kontur der Düse lokal ≤ 3 mm, vorzugsweise ≤ 2 mm. Ein Abstand von 0,5–1,5 mm sollte nicht unterschritten werden.
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Es war für den Fachmann nicht zu erwarten, dass es trotz des lokal größeren Abstands gelingt die anderen Bereiche gleichmäßig und mit der gewünschten Beschichtungsdicke zu beschichten, auch wenn der Beschichtungskopf eine unten beschriebene Vakuumabsaugung aufweist.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer oder bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Beschichtungskopf, bei dem das Beschichtungsmittel eine Düse mit einer Austrittsöffnung für das Beschichtungsmittel aufweist, wobei der freie Querschnitt der Austrittsöffnung über deren Länge nicht konstant ist.
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Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt.
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Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Beschichtungskopf eine Düse auf, die mit einer Öffnung, insbesondere einer langgestreckten Öffnung, vorzugsweise einer rechteckigen Öffnung, mit einer Haupterstreckungsrichtung mit der Länge L versehen ist. Der freie Querschnitt dieser Öffnung, aus der die Beschichtungssubstanz austritt, ist nun nicht über die gesamte Länge konstant, sondern variiert lokal. Dadurch ist es möglich, die Auftragsmenge an Beschichtung lokal zu verändern, so dass sich beispielsweise unterschiedliche Beschichtungsdicken ergeben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Bereich eines vergleichsweise kleinen freien Querschnitts der Düse deren Abstand zu dem Werkstück auch vergleichsweise groß.
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Die folgenden Ausführungen gelten für beide Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.
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Vorzugsweise weist der Beschichtungskopf einen Absaugkanal auf, der überschüssiges Beschichtungsmaterial von dem Werkstück absaugt und/oder die Beschichtung schlichtet, wobei Teilbereiche die nicht beschichtet werden sollen auch unbeschichtet bleiben bzw. Bereiche mit einer dickeren bzw. dünneren Beschichtung vorgesehen sein können.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten der Kontur eines Werkstücks mit einem Beschichtungskopf, bei dem die Auftragsmenge an Beschichtung/Beschichtungssubstanz entlang der Kontur des Werkstücks unterschiedlich ist.
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Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt.
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Vorzugsweise ist auch der Abstand zwischen der zu beschichtenden Kontur des Werkstücks und der Kontur des Beschichtungskopfes und/oder der Düse, aus der die Beschichtungssubstanz austritt, unterschiedlich groß.
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Noch ein erfindungsgemäßer oder bevorzugter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren, bei dem der Abstand zwischen der Kontur der Düse und der Kontur des Werkstücks lokal unterschiedlich vorgesehen wird.
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Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt.
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Im Folgenden werden die Erfindungen anhand der 1–5 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Ausführungen gelten für alle Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.
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1a–1c zeigen den erfindungsgemäßen Beschichtungskopf und zwei Düsen
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2 zeigt Details der Düse
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3 und 4 zeigen jeweils eine weitere Ausführungsform des Beschichtungskopfes
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5 zeigt das beschichtete Werkstück
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1a–1c zeigen den erfindungsgemäßen Beschichtungskopf 1, mit dem eine Beschichtung/Beschichtungssubstanz, beispielsweise ein Lack, insbesondere ein Wasserlack, auf eine Kante 5 (siehe 4 und 5) eines Werkstücks 3 aufgetragen wird. Dazu bewegt sich das Werkstück 3 relativ zu dem Beschichtungskopf 1 insbesondere entlang einer Horizontalen. Der Beschichtungskopf 1 weist mindestens ein Beschichtungsmittel 4, hier vier Düsen 8, auf, mit denen die Beschichtungssubstanz auf die zu beschichtende Kante 5 des Werkstücks 3 aufgetragen wird. Des Weiteren weist der Beschichtungskopf 1 einen Absaugkanal 9 auf, der im Vergleich zum Umgebungsdruck des Beschichtungskopfes 1 einen Unterdruck erzeugt. Durch diesen Unterdruck wird Umgebungsluft durch den Spalt zwischen dem Beschichtungskopf 1, insbesondere dem Beschichtungsmittel 4, und der zu beschichtenden Kontur 5 des Werkstücks 3 gezogen, wodurch überschüssige Beschichtung abgetragen und/oder die Beschichtung geschlichtet wird.
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In den 1b und 1c sind zwei Düsen 8 dargestellt, die in dem vorliegenden Fall vertikal in den Beschichtungskopf 1 eingebaut werden. Auf seiner dem Werkstück 3 zugewandten Seite weist jede Düse 8 eine gewisse Kontur 7 auf. Die Beschichtung, beispielsweise der Lack, wird auf der dem Werkstück 3 abgewandten Seite in die Düse 8 eingeführt, durchströmt dann eine Tasche, die sich zwischen der Düse 8 und dem Beschichtungskopf 1 bildet und tritt dann aus der Kontur 7 aus. Dafür weist die Düse 8 eine Öffnung mit einem freien Querschnitt Q und einer gewisse Länge L auf.
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Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, ist der freie Querschnitt Q der Düse 8 lokal unterschiedlich, was zur Folge hat, dass die Menge an Beschichtung/Beschichtungssubstanz, die lokal aus dem Beschichtungsmittel 4 austritt, entlang der Länge L unterschiedlich ist. Beispielsweise weist das Beschichtungsmittel 4 in dessen Mitte einen größeren freien Querschnitt Q auf als in deren Randbereichen, so dass die Menge an Beschichtungssubstanz, die dort austritt, größer ist als am Rand.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Beschichtungskopfes 1, bei dem ein Teilbereich zweier Beschichtungsmittel 4, hier Düsen 8, mit einer Abdeckung 6 abgedeckt ist, so dass ein Werkstück 3, das sich, wie durch den Pfeil dargestellt, entlang des Beschichtungskopfes 1 bewegt, in einem Teilbereich, dessen Breite der Breite der Abdeckung 6 quer zur Richtung des Pfeils entspricht, nicht beschichtet wird. Die Abdeckung 6 ist zwischen dem Ausgang des Beschichtungsmittels 4 und dem Werkstück 3 angeordnet. Die Abdeckung 6 kann gekühlt sein.
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4 zeigt noch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschichtungskopfes 1. In dem vorliegenden Fall ist die Kontur 7 des Beschichtungsmittels 4 gezielt so vorgesehen, dass das Spaltmaß zwischen der Kontur 5 des Werkstücks 3 und der Kontur 7 des Beschichtungsmittels 4 nicht konstant ist, sondern dass in hier im Mittelbereich ein sehr großes Spaltmaß 12 vorgesehen ist. Dadurch wird die in diesem Bereich vorgesehene Nut nicht mit Beschichtungssubstanz beschichtet.
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In 5 ist beispielhaft ein Werkstück 3 dargestellt, dessen Kontur 5 beschichtet ist. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Beschichtungsdicke unterschiedlich ist und dass die Kontur 5 einen unbeschichteten Bereich 11 aufweist. Das Werkstück 3 erstreckt sich in dem vorliegenden Fall senkrecht zur Papierebene.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschichtungskopf
- 2
- Abschnitt
- 3
- Werkstück
- 4
- Beschichtungsmittel
- 5
- Kontur des Werkstücks, Kante
- 6
- Abdeckung
- 7
- Kontur des Beschichtungsmittels
- 8
- Düse
- 9
- Absaugkanal
- 10
- Beschichtung
- 11
- unbeschichteter Teilbereich
- Q
- freier Querschnitt der Düse
- L
- Länge der Düse
