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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft das Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf plattenförmige Werkstoffe.
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Unter plattenförmigen Werkstoffen sind Werkstoffe zu verstehen, die quaderförmig ausgebildet sind, wobei die Höhe im Verhältnis zur Länge und zur Breite sehr gering ist. Die beiden Flächen, deren Kanten in Richtung der Länge bzw. der Breite eines plattenförmigen Werkstoffs verlaufen, werden Breitflächen genannt. Als Schmalflächen bezeichnet man die übrigen vier Flächen, bei denen jeweils zwei Kanten in Richtung der Höhe verlaufen.
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Als plattenförmige Werkstoffe sind insbesondere Span- und Faserplatten sowie Holz-Verbundwerkstoffe von Belang. Diese können durch Aufbringen eines Beschichtungsmaterials hinsichtlich ihrer Optik und ihrer Verwendungseigenschaften veredelt werden. Auf diese Weise lassen sich etwa Möbelteile herstellen.
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Stand der Technik
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Üblicherweise wird zunächst mindestens eine der Breitflächen mit dem Beschichtungsmaterial kaschiert. Die Schmalflächen werden mit einer Leiste, die aus dem Beschichtungsmaterial, aber auch aus einem anderen Material bestehen kann, abgedeckt. Dabei verbleibt eine Fuge. Dies ist nicht nur ein optisches Manko, sondern verschlechtert auch die Haltbarkeit, da durch die Fuge Feuchtigkeit eindringen kann und sich das Beschichtungsmaterial entlang der Fuge bisweilen ablöst.
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Die Druckschrift
EP 0 733 450 B1 beschreibt ein sogenanntes Ummantelungsverfahren zur Beschichtung einer Schmalfläche. Dabei wird der Werkstoff an der Schmalseite so abgefräst, dass ein Stück der an die Schmalfläche angrenzenden Oberflächenschicht erhalten bleibt. Dieses überstehende Stück wird unter Zuführung von Wärme umgebogen und an der Schmalfläche fixiert.
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Aus der Druckschrift
EP 1 386 720 B1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt. Dieses erfordert die Verwendung zweier Klebstoffe – eines Zweikomponentenklebers für die Breitflächen und eines Schmelzklebers für die Schmalflächen.
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Aufgabe
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Aufgabe der Erfindung ist es, die handhabbare Varianz – betreffend sowohl die Abmessungen als auch die verwendeten Materialien – der Werkstoffe und Beschichtungsmaterialien zu erhöhen. Eine entsprechende Anlage der eingangs erwähnten Art soll flexibel an das jeweilige Fertigungsprogramm adaptiert werden können.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindung umfasst auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinationen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Anlage realisiert einen geschlossenen Fertigungsprozess. Die Anlage umfasst eine Komponente zum Beschicken der Anlage mit mindestens einem plattenförmigen Werkstoff, der mindestens eine Breitfläche und mindestens eine Schmalfläche aufweist, eine Komponente zum Bearbeiten der Schmalfläche, eine Komponente zum Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf den plattenförmigen Werkstoff, eine Komponente zum Trennen des plattenförmigen Werkstoffs und eine Komponente zum Abstapeln des getrennten plattenförmigen Werkstoffs. Die Komponente zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials weist mehrere Andruckeinheiten auf, die das Beschichtungsmaterial so auf dem plattenförmigen Werkstoff fixieren, dass es über eine gemeinsame Kante der Breitfläche und der Schmalfläche verläuft. Im Prozess kann die Teilegeometrie, speziell die Längengeometrie flexibel verändert werden. Beispielsweise wird ein definiertes Eingangsformat aufgelegt und als Ergebnis können unterschiedliche, variable Mehrfachteile erlangt werden.
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Die mit der Anlage erzeugten Werkstücke weisen eine sehr hochwertige Oberfläche auf. Der Feuchtigkeitseintrag ist auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen sehr gering, sodass eine Quellung verhindert wird. Dies ermöglicht auch den Einsatz von leichteren Plattenwerkstoffen mit geringerer Deckschichtgüte.
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Insbesondere ist die Anlage unter dem Gesichtspunkt der Umweltverträglichkeit und Ressourcenschonung sehr vorteilhaft. So kann formaldehydfreier Klebstoff verwendet werden. Durch den Einsatz leichter Platten mit geringerer Rohdichte lässt sich weiterhin der Holzverbrauch senken. Der geringere Feuchtigkeitseintrag senkt zudem die Emissionen.
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Der Bearbeitungsprozess beginnt mit der Beschickung der Anlage. Die Beschickung verläuft vorzugsweise automatisch. Hierzu eignet sich insbesondere eine automatische Zweiplatzbeschickung in Standardausführung. Eine bei den hier erzielten Durchsätzen sonst übliche Hochleistungsanlage ist nicht erforderlich.
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Bei den Andruckeinheiten kann es sich um Andruckrollen und/oder Andruckschuhe handeln. Zum Kaschieren der Breitfläche wird vorzugsweise ein Kalanderwalzenpaar verwendet. Nach abgeschlossener Kaschierung der Breitfläche folgt nach dem Kalanderwalzenpaar die Nachbearbeitung der Unterseite des Werkstücks. In diesem Prozessschritt wird der Folienüberstand über Fräsaggregate bündig gefräst und je nach Profil weiterbearbeitet.
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Vor dem Fixieren des Beschichtungsmaterials auf dem plattenförmigen Werkstoff wird ein Klebstoff, vorzugsweise ein Schmelzkleber, auf den plattenförmigen Werkstoff oder das Beschichtungsmaterial aufgetragen.
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Der Klebstoffauftrag auf das Beschichtungsmaterial erfolgt vorzugsweise im Inline-Verfahren oder alternativ im Offline-Verfahren. Beim Auftrag im Inline-Verfahren weist die Anlage eine Komponente zum Auftragen des Klebstoffs auf das Beschichtungsmaterial auf. Dabei wird der Klebstoff unmittelbar vor dem Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf den plattenförmigen Werkstoff direkt auf das Beschichtungsmaterial aufgetragen. Im Inline-Verfahren können verschiedene Klebstoffsysteme, z.B. EVA (Ethylenvinylacetat), PP (Polypropylen), PO (Polyolefine) und PU (Polyurethane) eingesetzt werden.
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Im Offline-Verfahren erfolgt der Auftrag des Klebstoffs in einer separaten Anlage, bevor das Beschichtungsmaterial mit dem aufgetragenen Klebstoff der erfindungsgemäßen Anlage zugeführt wird. Dort muss der Klebstoff reaktiviert, d.h. erneut erhitzt, werden. Auch im Offline-Verfahren sind verschiedene Klebstoffsysteme einsetzbar. Hierzu zählen etwa EVA (Ethylenvinylacetat), PP (Polypropylen) und PO (Polyolefine).
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Es können verschiedenste Beschichtungsmaterialien verwendet werden. Mit anderen Worten: Jedes aus einer Mehrzahl, vorzugsweise aus einer Vielzahl, verschiedener Beschichtungsmaterialien kann verwendet werden. Zu der Mehrzahl bzw. Vielzahl der verschiedenen Beschichtungsmaterialien können etwa thermoplastische Folien, z.B. PP-Folie (Polypropylen), PE-Folie (Polyethylen), PET-Folie (Polyethylenterephthalat) oder PVC-Folie (Polyvinylchlorid), aber auch Finishfolien auf Papierbasis als Vor- oder Durchimprägnat sowie Ummantelungs- und Softformingfurniere gehören. So ist es möglich, auf verschiedenste Oberflächenausprägungen – matte, glänzende, hochglänzende, strukturierte (Realpore, Streupore, 3D-Optiken, 3D-Strukturen), unifarbene oder dekorbedruckte – der Beschichtungsmaterialien zurückzugreifen. Insbesondere können vorbeschichtete Materialien (z.B. ein Melaminfilm) zur optischen Verbesserung der Oberflächenqualität, im Wesentlichen für hochglänzende Beschichtungsmaterialien, eingesetzt werden.
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Auch für den plattenförmigen Werkstoff sind verschiedenste Materialien – z.B. Spanwerkstoffe (Spanplatten, leichte Spanplatten, Oriented Strand Board (OSB), Strangpressplatten), Faserwerkstoffe (mitteldichte Faserplatten (MDF), harte Faserplatte (HB), hochdichte Faserplatte (HDF), poröse Faserplatte (HB)), Leichtbauplatten und Verbundwerkstoffe (AirMaxx, leichte Spanplatten mit einer Rohdichte ρ < 400 kg/m3, Sperrhölzer aus leichten Holzarten, leichte Holzfaserplatten geringerer Verdichtung, Wabenplatten mir Expansionswaben, Wabenplatten mit Sinuswaben (Wellensteiglagen), Leichtbauplatten mit geometrisch bestimmten Hohlräumen, Wabenplatten, d.h. Sandwichplatten mit High-Tech Wabenkernen aus Metall oder Kunststoff, Kunststoff-Schaumkernplatten, Stab- bzw. Stäbchensperrholzplatte, Furniersperrholzplatten, Brettsperrholz), WPC-Platten (Wood-Plastic-Composites) oder Carbonfaserplatten) – geeignet. Die Dicke bzw. Höhe des plattenförmigen Werkstoffs beträgt vorzugsweise 4,8 bis 60 mm, die Breite 240 bis 1300 mm und die Länge 400 bis 3000 mm.
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Nach der Trennung und einer anschließenden Vereinzelung können einzelne Werkstücke auf einen Prüfplatz aus der Linie ausund wieder eingeschleust werden. Zusätzlich können beim Stillstand der folgenden Bearbeitungsmaschine (Querbearbeitungsmaschine) die sich in dem davorliegenden Maschinenteil in Bearbeitung befindlichen Teile zwischengepuffert und nach Freigabe wieder eingeschleust werden.
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Dem Prüfplatz und dem Zwischenpuffer folgt beim Aufteilen mittels Diagonalsäge eine Drehstation bei der die sich in Längsrichtung befindlichen Werkstücke um 90° gedreht werden. Beim Trennen und Aufteilen mittels Diagonal- und Trennsäge erfolgt in einer Winkelübergabestation. Diesem Bearbeitungsschritt kann sich unmittelbar eine doppelseitige Format- und Kantenbearbeitung anschließen, oder der Prozess wird entkoppelt, und es folgt danach eine manuelle oder automatische Abstapelung. Bei der Variante mit doppelseitiger Format- und Kantenbearbeitung können nach diesem Bearbeitungsschritt die Möbelteile entweder manuell oder automatisch abgestapelt werden.
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Mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können mehrere Werkstücke in der Länge zu einem Strang des plattenförmigen Werkstoffs zusammengefasst werden. Zu diesem Zweck weist die Anlage eine Komponente zum Trennen des mindestens einen plattenförmigen Werkstoffs auf. Als Komponente zum Trennen des plattenförmigen Werkstoffs kommt vorzugsweise eine Diagonalsäge oder eine Kombination aus Diagonal- und Trennsäge zum Einsatz. Durch den Schritt des Trennens entstehen aus dem plattenförmigen Werkstoff zur Weiterverarbeitung geeignete Werkstücke, beispielsweise Möbelteile. Die Abmessungen der Werkstücke können dabei insbesondere in der Länge variieren.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Komponente zum Bearbeiten der Schmalfläche eine Vorrichtung zum Profilieren der Schmalfläche auf. Hierdurch können hochflexibel verschiedenste Profilformen erzeugt werden, die im beschriebenen Inlineprozess bearbeitet werden.
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Die Komponente zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials weist in einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform mindestens eine Vorrichtung zum Erwärmen des Beschichtungsmaterials und/oder des plattenförmigen Werkstoffs auf.
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Wenn der plattenförmige Werkstoff mit dem Beschichtungsmaterial und dem darauf aufgebrachten Klebstoff eine Andruckeinheit passiert, muss in Abhängigkeit vom verwendeten Klebstoff eine bestimmte Temperatur vorherrschen, damit eine Aktivierung des Klebstoffs erfolgt und das Beschichtungsmaterial auf dem plattenförmigen Werkstoff fixiert werden kann. Zweckmäßig ist daher eine Anordnung der Vorrichtung zum Erwärmen vor einer der Andruckeinheiten, sodass der plattenförmige Werkstoff mit dem Beschichtungsmaterial und dem darauf aufgebrachten Klebstoff erst die Vorrichtung zum Erwärmen, dann die Andruckeinheit passiert. Auch eine Anordnung derart, dass der plattenförmige Werkstoff mit dem Beschichtungsmaterial und dem darauf aufgebrachten Klebstoff die Vorrichtung zum Erwärmen und die Andruckeinheit gleichzeitig passiert, ist möglich.
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Bevorzugt wird insbesondere eine Anlage mit mindestens einer ersten und mindestens einer zweiten Vorrichtung zum Erwärmen, wobei die erste Vorrichtung zum Erwärmen das Beschichtungsmaterial und/oder den plattenförmigen Werkstoff erwärmt, bevor oder während das Beschichtungsmaterial auf der Breitfläche fixiert wird, und die zweite Vorrichtung zum Erwärmen das Beschichtungsmaterial und/oder den plattenförmigen Werkstoff erwärmt, bevor oder während das Beschichtungsmaterial auf der Schmalfläche fixiert wird. Insbesondere kann vor jeder der Andruckeinheiten eine Vorrichtung zum Erwärmen angeordnet sein.
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Vor dem Fixieren des Beschichtungsmaterials wird die gegebenenfalls bereits profilierte Schmalfläche vergütet und verdichtet. Dazu weist die Komponente zum Bearbeiten der Schmalfläche in einer bevorzugten Ausführungsform eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Füllstoffs auf die Schmalfläche auf. Der Füllstoff wird anschließend geglättet und nachbearbeitet. Je nach Qualitätsanforderungen an die Ummantelungsqualität kann dieser Schritt der Kantenvergütung mehrfach erfolgen. Dies verhindert das Durchschlagen und das Abzeichnen von Unebenheiten der Oberfläche des plattenförmigen Werkstoffs auf das Beschichtungsmaterial. Als Füllstoff eignet sich beispielsweise EVA (Ethylenvinylacetat), UV-vernetzende Lacke, Klebstoffsysteme auf Basis von PP (Polypropylen), PO (Polyolefine) oder PU (Polyurethane).
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Je nach Profilform kann die profilierte Schmalfläche mindestens eine erste und eine zweite Teilfläche aufweisen, die aneinander angrenzen, d.h. über eine gemeinsame Kante verfügen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials derart ausgestaltet, dass die Andruckeinheiten das Beschichtungsmaterial so auf dem plattenförmigen Werkstoff fixieren, dass es über die gemeinsame Kante der ersten und der zweiten Teilfläche verläuft. Verfügen eine der beiden Teilflächen, etwa die erste Teilfläche, und die Breitfläche über eine gemeinsame Kante, so ist die Komponente zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Andruckeinheiten das Beschichtungsmaterial so auf dem plattenförmigen Werkstoff fixieren, dass es nicht nur über die gemeinsame Kante der ersten und der zweiten Teilfläche verläuft, sondern auch über die gemeinsame Kante der erste Teilfläche und die Breitfläche verläuft. Auf diese Weise lassen sich auch komplexe Profilformen mit dem Beschichtungsmaterial ummanteln.
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Ein überlagerter Rüstprozess minimiert die Rüstzeiten. Eine Komponente zum Zuführen des Beschichtungsmaterials ist daher vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie mit einer zweiten Charge des Beschichtungsmaterials gerüstet werden kann, während eine erste Charge des Beschichtungsmaterials zum Aufbringen auf den plattenförmigen Werkstoff zugeführt wird.
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Vorzugsweise weist die Anlage zudem eine automatische Breitenverstellung und/oder eine automatische Höhenverstellung zur Anpassung an die Abmessungen des plattenförmigen Werkstoffs auf. Dies vereinfacht und beschleunigt einen Sortimentswechsel. Während des gesamten Prozesses kann die Teilegeometrie, speziell die Längengeometrie somit flexibel verändert werden (z.B. Mehrfachlänge Auflegen, Mehrfachteile als Ergebnis).
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Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:
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1 ein Flussdiagramm, und
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2 verschiedene Varianten von Ummantelungen.
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1 zeigt ein Flussdiagramm des von einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ausgeführten Verfahrens. Dieses umfasst im Einzelnen die folgenden Schritte:
- – Beschicken der Anlage 102 mit mindestens einem plattenförmigen Werkstoff, der mindestens eine Breitfläche und mindestens eine Schmalfläche aufweist;
- – Bearbeiten der Schmalfläche 104 mit den Teilschritten Profilieren der Schmalfläche 106 und Aufbringen eines Füllstoffs 108;
- – Aufbringen von Klebstoff 110;
- – Aufbringen von Beschichtungsmaterial 112 auf den plattenförmigen Werkstoff mit den Teilschritten Erwärmen 114 und
Fixieren des Beschichtungsmaterials 116;
- – Trennen des plattenförmigen Werkstoffs 118; und
- – Abstapeln des getrennten plattenförmigen Werkstoffs 120.
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Die Reihenfolge der Ausführung dieser Schritte kann teilweise variiert werden. So ist es etwa möglich, den Schritt Aufbringen von Klebstoff 110 vorzuziehen. Insbesondere ist es möglich, den Klebstoff bereits auf das Beschichtungsmaterial aufzutragen, bevor die Anlage mit dem Beschichtungsmaterial gerüstet wird (Offline-Verfahren). Bevorzugt wird allerdings ein Auftrag im Inline-Verfahren.
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In 2 sind verschiedene, mittels erfindungsgemäßer Anlagen erzeugte Ummantelungen plattenförmiger Werkstoffe 202 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 102
- Beschicken der Anlage
- 104
- Bearbeiten der Schmalfläche
- 106
- Profilieren der Schmalfläche
- 108
- Aufbringen eines Füllstoffs
- 110
- Aufbringen von Klebstoff
- 112
- Aufbringen von Beschichtungsmaterial
- 114
- Erwärmen
- 116
- Fixieren des Beschichtungsmaterials
- 118
- Trennen des plattenförmigen Werkstoffs
- 120
- Abstapeln des getrennten plattenförmigen Werkstoffs
- 202
- plattenförmiger Werkstoff
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zitierte Literatur
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zitierte Patentliteratur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0733450 B1 [0005]
- EP 1386720 B1 [0006]
