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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Glätten unbeschichteter Schmalflächen von Möbelplatten.
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Möbelplatten zur Herstellung von Möbeln sind häufig aus Spanplatten oder MDF-Platten (mitteldichte Holzfaserplatten). Diese Holzfaserplatten bestehen aus untereinander verleimten Spänen. Häufig ist die Dichte der Späne in der Nähe der Oberfläche höher, als in der Mitte der Platte.
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Spanplatten weisen in der Randzone oben und unten eine Deckschicht aus kleinen Spanpartikeln (Sägespäne) auf. In der Mitte befinden sich etwas größere Späne, die meistens ungleichmäßig im Plattenaufbau verteilt vorliegen. Die Platten bestehen im Wesentlichen aus Fasern, die im Deckschichtbereich feiner und gleichmäßiger sind, während in der Mittelschicht etwas größere Fasern zum Einsatz kommen. Spanplatten besitzen in der Mittelschicht meist einen löchrigen Aufbau, während die MDF-Platte durchgängig geschlossen (Grad der Verdichtung) ist.
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Die Spanplatten oder MDF-Platten (im Folgenden Möbelplatten) werden bei der Verarbeitung zu Möbelplatten auf den Breitflächen (Deckflächen) beschichtet und anschließend in die benötigten Abmessungen gesägt oder gefräst. Die so entstehenden Schmalflächen werden nachfolgend beschichtet. Als Beschichtungsmaterialien kommen bspw. Melaminfolien, Papier oder Plaste zum Einsatz.
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Während des Säge- oder Fräsvorganges entstehen an den Schmalseiten (Kanten) der Möbelplatten Unebenheiten durch den Verlauf der rotierenden Werkzeuge und deren Verschleiß (Sägerauigkeit). Wenn in nachfolgenden Arbeitsgängen die Kanten der Möbelplatten mit einer Beschichtung (Umleimer) versehen werden sollen, ist es für die Qualität der Beschichtung nachteilig, wenn der Untergrund noch rau ist. Die angestrebte Güte kann dann auch mit fortgeschrittenen Verfahren zum Anpressen und Glätten des Umleimers auf der Möbelkante nicht mehr erreicht werden.
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Die
DE 10 2012 107 394 A1 sieht vor, vor dem Aufkleben des Umleimers, eine thermoplastische Schicht auf der Kante anzubringen. Neben den in der Anmeldungsschrift genannten Vorteilen führt dies offensichtlich auch zu einer Egalisierung der Kantenoberfläche, die die Qualität der nachfolgenden Kantenbeschichtung positiv beeinflusst. Nachteilig sind natürlich der zusätzliche Arbeitsgang und der Materialverbrauch an thermoplastischer Folie.
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Die
DE 10 2014 225 849 B4 schlägt ein System von verschiedenen Werkzeugen vor, die teils vor und teils nach dem Beschichten der Kante auf diese einwirken sollen. Vorgesehen ist ein schneidendes und ein schmirgelndes Werkzeug auf einem gemeinsamen Trägerelement in einer ersten Werkzeuggruppe. Die erste Werkzeuggruppe wirkt auf die unbeschichtete Kante der Möbelplatte. Eine zweite Werkzeuggruppe, die eine oder mehrere Rollen mit senkrechten Achsen auf einem gemeinsamen Trägerelement, eine oder mehrere zylindrische Rollen mit gegen die Durchlaufrichtung geneigten Achsen auf einem gemeinsamen Trägerelement und eine oder mehrere taillierte Rollen auf einem gemeinsamen Trägerelement aufweist, kommt nach dem Aufbringen des Umleimers zum Einsatz. Dabei wird über die Trägerelemente eine Anpresskraft der Werkzeuge gegen die Schmalseite der Möbelplatte ausgeübt. Nachteilig wirkte sich jedoch aus, dass bei diesem Vorgehen durch die Werkzeugeinwirkung der ersten Werkzeuggruppe Späne gelockert und von der Klebstoffauftragsrolle beim Auftragen mit dem Leimauftragsbehälter gezogen werden. Es entstehen sehr schnell Spanrillen, die einen gleichmäßigen Auftrag verhindern. Das System besteht aus einer Vorbehandlung und einer Nachbehandlung mittels zweier Werkzeugaufbauten. Der Einsatz erfolgt nur bei zweiseitiger Beschichtung. Bei vierseitiger Beschichtung wurde die Kante durch den schneidenden bzw. schmirgelnden Schuh der ersten Werkzeuggruppe beschädigt. Dies erfolgte hauptsächlich im Auslauf in der Anlage. Auch ein Absaugen der losen Späne brachte nicht den erwünschten Erfolg.
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Es stellt sich somit weiterhin die Aufgabe, insbesondere durch die Egalisierung der unbeschichteten Kantenoberfläche eine verbesserte Qualität der Kantenbeschichtung nach dem Aufbringen des Umleimers zu erreichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den rückbezogenen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Es wurde überraschend gefunden, dass eine Glättung der Schmalseite der Möbelplatten dadurch erreicht wird, dass die Glättung mittels einer oder mehrerer Rollen erfolgt, die eine konvexe Krümmung aufweisen und deren Mantelfläche strukturiert ist.
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Eine weitere Verbesserung konnte erzielt werden, indem einer oder mehreren Rollen mit strukturierter Mantelfläche nachfolgend eine oder mehrere Rollen mit glatter Mantelfläche nachgelagert/nachgeschaltet sind, die die Plattenschmalfläche bearbeiten.
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Die Aufgabe wird daher mittels einer Vorrichtung zur Glättung der unbeschichteten Schmalseite einer Möbelplatte gelöst, wobei die Möbelplatte relativ zu der Vorrichtung entlang einer Durchlaufrichtung bewegt wird und wobei die Vorrichtung einen Rollenschuh beinhaltet, der mindestens zwei Arten von Rollen aufweist und der derart federnd gelagert ist, dass er einen geeigneten Anpressdruck auf die zu bearbeitende, noch unbeschichtete Schmalseite der Möbelplatte ausübt.
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Es werden mindestens die folgenden Rollen eingesetzt:
- a. mindestens eine konvexe Rolle mit strukturierter Mantelfläche
- b. mindestens eine zylindrische Rolle mit glatter Mantelfläche
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Die Strukturierung der Mantelfläche der Rollen sieht eine regelmäßige Struktur vor, wobei die Erhebungen und Vertiefungen der Struktur max. 1 mm in radialer Richtung von der mittleren Mantelfläche abweichen. Besonders bevorzugt ist die strukturierte Mantelfläche einer konvexen Rolle gerändelt oder gekordelt.
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Die Strukturierung der Mantelfläche kann vollständig oder auch nur bereichsweise auf der Mantelfläche angeordnet sein. Dabei ist die Strukturierung bei konvexen Rollen mindestens derart um die Umfangslinie des größten Durchmessers der konvexen Rolle angeordnet, dass die gesamte Höhe der Schmalseite der Möbelplatte bearbeitet werden kann. Bevorzugt ist die Strukturierung als um die Rolle umlaufender Streifen, der die Umfangslinie des größten Durchmessers der konvexen Rolle einschließt, ausgeführt.
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Der Rollenschuh ist bevorzugt so ausgerichtet, dass die Umfangslinie des größten Durchmessers der konvexen Rolle in der Mitte oder zumindest in der Nähe (Abweichung kleiner als 20% der Höhe der Schmalseite) einer Mittellinie der Schmalseite der Möbelplatte abrollt.
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Kordeln und Rändeln sind Profilierungen auf der Mantelfläche rotationssymmetrischer Werkstücke (hier Rollen) oder Halbzeuge. Kordeln wird häufig als Untermenge der Rändelverfahren angesehen.
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Entsprechend der Nomenklatur der DIN 82-1973 werden hier die Rändelformen RAA (achsparallele Riefen), RBL (Linksrändel) oder RBR (Rechtsrendel) sowie eine über die Länge der Rolle abwechselnde RBL-RBR-Ausformungen unter dem Begriff „Rändel“ bzw. „gerändelt“ zusammengefasst.
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Unter dem Begriff „Kordel“ bzw „gekordelt“ werden die in der DIN 82-1973 als RGE (Links-Rechts-Rändel, Spitzen erhöht) und RKE (Kreuzrändel, Spitzen erhöht) bezeichneten Mantelflächenformen zusammengefasst.
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Unter konvexen Rollen wird verstanden, dass der Durchmesser der Rollen zwischen den Enden der Rollen größer ist, als an den Enden. Die konvexen Rollen sind somit bevorzugt bauchig (Fassform) bzw. ballig gestaltet. Weiterhin wird durch den Begriff „konvex“ im Sinne dieser Erfindung auch ein linearer Anstieg der Rollenwandung zum größten Durchmesser der Rolle verstanden.
Der größte Durchmesser der Rolle kann dabei außerhalb der axialen Mitte zwischen den beiden Enden der Rolle liegen. D. h. der größte Durchmesser der Rolle kann bspw. in Richtung des oberen Endes (bei senkrechtem Einbau) der Rolle verschoben sein. Der größte Durchmesser der konvexen Rolle ist maximal 10 % größer, als der Durchmesser der Rolle an den Rollenenden (als Rollenenden werden hier die Teile der Rollen verstanden, die ohne Absätze oder Sprünge zur Mantelfläche der Rolle zu zählen sind). Bevorzugt weisen alle konvexen Rollen dieselbe Krümmung auf. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform weisen die konvexen Rollen voneinander abweichende Krümmungen auf, um auf verschiedene Bereiche der Schmalseiten der Möbelplatten einwirken zu können.
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Optional sind weiterhin eine oder mehrere konvexe Rollen mit glatter Mantelfläche im Rollenschuh angeordnet.
Die Reihenfolge der Rollen im Rollenschuh kann, in Durchlaufrichtung gesehen, beliebig variiert werden. In Durchlaufrichtung gesehen, führt jedoch immer eine konvexe strukturierte Rolle.
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Optional und nur dann, wenn mehrere konvexe Rollen mit strukturierter Mantelfläche im Rollenschuh angeordnet sind, ist unter diesen sowohl mindestens eine Rolle mit gerändelter Mantelfläche als auch mindestens eine Rolle mit gekordelter Mantelfläche.
So folgt in Durchlaufrichtung gesehen bspw. nach Rolle einer gerändelten konvexen Rolle eine gekordelte konvexe Rolle oder umgekehrt.
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Vorzugsweise sind die Achsen der Rollen im Rollenschuh parallel zueinander ausgerichtet. In einer Ausführungsform sind alle Achsen parallel zueinander und senkrecht zur Durchlaufrichtung der Möbelplatte ausgerichtet.
In einer weiteren Ausführungsform können die Rollen gruppiert sein und innerhalb der Gruppen parallele Achsen aufweisen, wobei die Achsen unterschiedlicher Gruppen nicht parallel sind. So ist es bspw. möglich, dass eine erste Gruppe von Rollen im Rollenschuh zueinander parallele Achsen aufweist, wobei die oberen Enden der Achsen in Durchlaufrichtung geneigt sind. Eine zweite Gruppe kann hingegen Achsen aufweisen, die entgegen der Durchlaufrichtung geneigt sind. Die Neigungswinkel innerhalb einer Gruppe sind bevorzugt gleich.
Die Absolutwerte der Neigungswinkel der Rollen zur Senkrechten auf die Plattenoberfläche liegen bevorzugt zwischen 0,1 und 15°, besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 10° und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 5°. In allen Ausführungsformen verlaufen die Achsen aller Rollen in jedem Rollenschuh jedoch parallel zur Schmalseite der durchlaufenden Möbelplatte (dies schließt technologisch bedingte Abweichungen, bzw. das durch die Federung des Rollenschuhs bedingte Spiel mit ein).
Weiterhin ist es möglich, dass auch Rollen ohne Neigung einer Gruppe hinzugefügt sind oder einer Gruppe folgen. Bevorzugt sind die Rollen einer einzelnen Gruppe in einem gemeinsamen Rollenschuh angeordnet. Eine weitere Ausführungsform sieht jedoch auch Rollen mehrerer Gruppen in einem Rollenschuh vor.
Bevorzugt ist der Rollenschuh mit den Rollen relativ so zu den durchlaufenden Möbelplatten ausgerichtet, dass der größte Durchmesser der konvexen Rollen in Höhe der Mitte oder annähernd der Mitte der durchlaufenden Möbelplatten positioniert ist.
Optional sind die Rollen ihrerseits individuell federnd im Rollenschuh gelagert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt in Durchlaufanlagen für die Möbelplattenbearbeitung eingesetzt. Dabei wird der Rollenschuh federnd derart am Maschinengestell der Durchlaufanlage befestigt, dass er eine Federkraft auf die zu bearbeitende Schmalseite der an ihm vorbeilaufende Möbelplatte ausübt. Die Möbelplatte läuft dabei bevorzugt auf Transportrollen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Vorrichtung nach
EP 3 034 256 B1 gemeinsam eingesetzt, wobei die Vorrichtung nach
EP 3 034 256 B1 die Schmalseite der Möbelplatte nach dem Aufbringen der Schmalseitenbeschichtung weiter glättet.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt, insbesondere:
- - Wegfall eines gleitenden Andruckschuhs (Egalisierungsschuh)
- - Da nur Rollen zum Einsatz kommen und keine spanenden Werkzeuge ist eine Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer (umlaufenden) Vierseitenbeschichtung einer Möbelplatte ohne Ausbrüche der Deckseitenbeschichtungen möglich.
- - Durch die Strukturierung (Kordelung bzw. Rändelung) werden alle Späne fest in die Mittelschicht der Möbelplatte gedrückt oder beim Durchlauf abgetrennt.
- - Die konvexe Form einiger der Rollen führt zu der Erzeugung einer negativen Oberfläche an der Schmalseite der Möbelplatten.
- - Es wird eine Verdichtung der Oberfläche der Schmalseite erreicht.
- - Durch die zylindrischen Rollen erfolgt eine Glättung auch in den Randzonen der Schmalseite zu den Deckflächen der Möbelplatten, da die Mittelschicht nicht mehr hervorsteht.
- - Eine Verringerung der aufzutragenden Klebstoffmenge wird erreicht.
- - Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Nullfuge im nachfolgenden Beschichtungsprozess mit Klebstoff und Kante erzielt werden.
- - Es finden sich keine Späne mehr im Leimtopf, da die Leimrolle nur in den Außenzonen der Schmalseite fest anliegt (hohe Festigkeit durch sägespanende Schicht und Glättung durch zylindrische Rolle).
- - Die Vorrichtung ist unabhängig von der Fräsrichtung (Gleich- oder Gegenlauf) einsetzbar.
- - Eine weitere Nachbehandlung der Schmalseiten der Platten ist nicht erforderlich, da die Qualität sehr hohen Ansprüchen genügt.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleich wirkenden Ausführungsformen. Ferner ist die Erfindung auch nicht auf die speziell beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein, sofern sich die Einzelmerkmale nicht gegenseitig ausschließen, oder eine spezifische Kombination von Einzelmerkmalen nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommenden Rollenarten. Dargestellt ist die Draufsicht auf die die Mantelfläche der Rollen. Achsen und Lagerung etc. sind nicht abgebildet, jedoch, wie dem Fachmann bekannt ist, notwendig und nach dem Stand der Technik ausgeführt.
- 2 erläutert die kennzeichnenden Abmessungen einer Rolle, bei der der größte Durchmesser oberhalb der Mitte der Rollenlänge ausgebildet ist am Beispiel einer konvexen Rolle mit glatter Mantelfläche.
- 3 erläutert die kennzeichnenden Abmessungen einer Rolle, bei der der größte Durchmesser dM in der Mitte der Rollenlänge L ausgebildet ist, am Beispiel einer konvexen Rolle mit einer Mantelfläche mit wechselnder Rändelung.
- 4 zeigt schematisch in einer Draufsicht vier in Durchlaufrichtung D hintereinander angeordnete Rollen 11, 14, 15, 16, deren größte Durchmesser oberhalb der Mitte der Rollenlänge ausgebildet ist. Der Punkt mit diesem größten Durchmesser dM greift mittig der Dicke der Möbelplatte 2 an. Die Rollenachsen A sind senkrecht zur Durchlaufrichtung D und zur Schmalseite der Möbelplatte 2 ausgerichtet. Die vier Rollen 11, 14, 15, 16 werden von einem gemeinsamen Rollenschuh gehalten (nicht dargestellt), der federnd am Maschinengestell (nicht dargestellt) gelagert ist.
- 5 zeigt schematisch in einer Draufsicht vier in Durchlaufrichtung D hintereinander angeordnete Rollen 11, 14, 15, 16 analog zu 4, wobei in 5 die Rollenachsen A um den Winkel α gegen die Senkrechte S geneigt sind. Die Rollenachsen verlaufen jedoch stets parallel zur Schmalfläche der Möbelplatte 2.
- 6 zeigt schematisch zwei Rollengruppen G1 und G2, wobei die Rollen 11, 12, der ersten Gruppe in Durchlaufrichtung um den Winkel β geneigt sind und die Rollen 11, 15, 16, der zweiten Gruppe G2 entgegen der Durchlaufrichtung um den Winkel α geneigt sind.
- 7 zeigt in einer (teilweise) geschnittenen Seitenansicht schematisch die Befestigung der Rollen 12 im Rollenschuh 31 und dessen Anordnung am Maschinengestell 3. Die Darstellung ist so gewählt, dass die Durchlaufrichtung D in die Darstellungsebene hinein verläuft. Die Möbelplatte 2 wird auf Rollen (nicht dargestellt) an dem Rollenschuh 31 mit der Rolle 12 bzw. den in Durchlaufrichtung D hinter dieser Rolle 12 und in der Darstellung von dieser verdeckt, angeordneten weiteren Rolle(n) entlanggeführt.
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Die Rolle 12 weist die Rollenlagerung 121 auf, mit der sie im Rollenschuh 31 drehbar gelagert ist. Der Rollenschuh 31 ist über die Befestigungen 311 und die Federung 312 federnd gegen das Maschinengestell 3 abgestützt, so dass die Rollen eine stetige Kraft auf die Schmalseite der Möbelplatte 2 ausüben.
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Ausführungsbeispiel
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Das Werkstück, eine Möbelplatte 2 aus einer gefrästen Spanplatte mit einer Dicke von 19 mm, mit bereits beschichteten Breitseiten und einer zu beschichtenden Schmalseite, tritt mit einer Geschwindigkeit von 25 m/min in die erfindungsgemäße Vorrichtung ein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vier Rollen 11, 14, 15, 16 - siehe 5 auf. Die ersten drei Rollen 11, 14, 15 sind konvexe Rollen. Die vierte Rolle 16 ist eine zylindrische Rolle. Jede der Rollen 11, 14, 15 ist 45 mm lang, weist einen Durchmesser von 28,6 mm an den Enden sowie einen größten Durchmesser von 30 mm auf. Der größte Durchmesser ist um 4 mm in Richtung des oberen Endes der Rollen 11, 14, 15 verschoben. Die zylindrische Rolle ist 45 mm lang und weist über ihre gesamte Länge den konstanten Durchmesser von 30 mm auf.
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Die Mantelfläche der ersten Rolle 11 weist eine Kordelung (Kreuzrändel) auf. Die zweite Rolle 14 ist auf ihrer Mantelfläche mit einer Rändelung durch achsparallele Riefen versehen. Die dritte konvexe Rolle 15 sowie die zylindrische Rolle 16 weisen glatte Mantelflächen auf.
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Die Rotationsachsen A der Rollen 11, 14, 15, 16 sind um 3° in Durchlaufrichtung D der Möbelplatte 2 geneigt. Die erste und die zweite konvexe Rolle (11, 14) klemmen durch die Rändelung der Mantelfläche Späne, die nach dem Sägen der Möbelplatte 2 aus der Schmalseitenoberfläche herausragen, ab oder legen diese an die Oberfläche der Schmalseite an. Durch die konvexe Mantelfläche der Rollen 11, 14 wird die Mitte der Spanplattendicke geringfügig eingedrückt und eine Verdichtung der Späne erreicht. Die glättende konvexe Rolle 15 glättet den mittigen Bereich der Spanplattenhöhe, während die zylindrische Rolle 16 diesen Effekt an den deckflächennahen Bereichen der Spanplatte 2 erzielt.
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Alle Rollen 11, 14, 15, 16 bestehen aus Werkzeugstahl, mit einer verchromten Oberfläche.
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Durch die Bearbeitung der unbeschichteten Schmalseite der Möbelplatte 2 vor dem Aufbringen des Umleimers wird die Oberfläche der Schmalseite geglättet und eine geringfügige Einwölbung der Schmalseitenoberfläche erreicht. Beides ist für den nachfolgenden Klebstoffauftrag und die Umleimerbefestigung von Vorteil. Die erzielte Glätte und Dichtheit der Kantenumleimung übertrifft die aus dem Stand der Technik bekannten Resultate.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- konvexe Rolle mit Kordelung (RKE - Kreuzrändel, Spitzen erhöht) maximaler Durchmesser oberhalb der Mitte der Längserstreckung der Rolle
- 12
- konvexe Rolle mit wechselnder Rändelung (RBL - Linksrändel / RBR - Rechtsrändel), maximaler Durchmesser oberhalb der Mitte der Längserstreckung der Rolle
- 121
- Rollenlagerung
- 13
- konvexe Rolle mit wechselnder Rändelung (RBL - Linksrändel / RBR - Rechtsrändel) maximaler Durchmesser in der Mitte der Längserstreckung der Rolle
- 14
- konvexe Rolle mit Rändelung (RAA - achsparallele Riefen) maximaler Durchmesser oberhalb der Mitte der Längserstreckung der Rolle
- 15
- konvexe Rolle mit glatter Mantelfläche, maximaler Durchmesser oberhalb der Mitte der Längserstreckung der Rolle
- 16
- zylindrische Rolle mit glatter Mantelfläche
- 2
- Möbelplatte
- 3
- Maschinengestell
- 31
- Rollenschuh
- 311
- Befestigung
- 312
- Federung
- A
- Rotationsachse der Rolle
- dE
- Durchmesser der Rolle am Rollenende
- dM
- maximaler Durchmesser der Rolle
- D
- Durchlaufrichtung
- E
- Rollenende
- G1
- erste Gruppe von Rollen
- G2
- zweite Gruppe von Rollen
- L
- Längserstreckung der Rolle
- P
- Position des maximalen Durchmessers auf der Rollenlängserstreckung
- S
- Senkrechte
- α, β
- Winkel der Rotationsachsen der Rollen zur Senkrechten S