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Titel der Erfindung
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Torrichtung zum Färben von Kanten Anwendungsgebiet der Erfindung Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Färben der Kanten von Bauteilen aus Holz
oder Rolzpartikelwerstoffen. Beispielsweise kommen hierfür mit harzgetränkten Papierfilmen
be schichtete Spanplatten in Frage. Im Zuge der Kantenbearbeitung derartiger vorwiegend
in der Möbelindustrie und im Innenausban verwendeter Bauteile muß die gebrochene
Kante im Farbton der ;jeweiligen Oberfläche retuschiert werden.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Aus der DD-PS 137
788 ist eine Vorrichtung bekannt, deren Wirknngsweise darin besteht daß die Barbflüssigkeit
im Überschuß an die zu retuschierende Werkstoffkante herangeführt und der nicht
zum Färben benötigte Überschuß wieder abgesaugt und in den Vorratsbehälter zurückgeführt
wird. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer zu einer Schlitzdüse ausgebildeten
Flüssigkeitszuführung die von einer Saugleitung ummantelt ist, durch die die Übersochüssige
Farbflüssigkeit zusammen mit der angesaugten Luft in den Vorratsbehälter zurückgeführt
wird. Schlitzdüse und Absaugleitung sind in einem Tastschuh so angeordnet, daß die
austretende Farbflüssigkeit
symmetrisch auf die Kante des Werkstückes
auftritt.
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Der bekannten Vorrichtung haften verschiedene Nachteile an, die den
Erfolg der Kantenretuschierung in der gewünschten guten Qualität im kontinuierlichen
Betrieb nicht immer gewEhrleisten. So wird vor allem die Erscheinung beobachtet,
daß die Anfärbung ungleichmäßig erfolgt und häufig über größere Teilstrecken der
Werkstücke ganz ausfällt.
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Die Ursache hierfür ist in erster Linie darin zu sehen, daß in der
))üse keine stabile Tropfenbildung erfolgt. Der Tropfen erreicht nicht die für eine
durchgängige Kantenretuschierung erforderliche Größe und reißt häufig ab. Dies ist
durch den unstetigen, über jeden Umfangsabsohnitt der Austrittsöffnung möglichen
Rücksaugstrom bedingt der die Ausbildung einer stabilen Tropfenform verhindert.
Die das Austrittsrohr umhüllende Absaugung wirkt der Ausbildung des Tropfens direkt
entgegen, ist aber andererseits in einer bestimmten Stärke notwendig, um ein Verschmutzen
der Breit- und Schmalflächen mit Farblösung zu vermeiden Weiterhin kann nur eine
sehr kurze; nicht variierbare Verweildauer der Farblösung auf der Werkstückkante
erreicht werden, so daß eine Anpassung der Färbeintensität bei unterschiedlich gut
benetzenden Matexialien nicht möglich ist.
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Die weiterhin vorgesehene Anordnung des Vorrats- und Druckbehalters
stellt eine weitere Quelle für Schwankungen der Farbzuführung darX Durch die Kopplung
beider Behälter wird die Druckhöhe der Flüssigkeitssäule an der Austrittsöffnung
um den ständig variierten Unterdruck reduziert wodurch Schwankungen in der Tropfenausbildung
unvermeidbar sind.
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Erschwerend kommt hinzu* daß die Tropfenbildung in dem vorge..
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sehenen Tastschuh während des Betriebes der Vorrichtung der visuellen
Beobachtung nicht zugänglich ist und die ordnungsgeinäße Funktion der Vorrichtung
nur mittelbar am bearbeiteten Werkstück erkennbar wird. Eine Steuerung der Zu- und
Abführung
der Farbflüssigkeit ist daher sehr kompliziert und durch
das Bedienungnpersonal praktisch nicht realisierbar. Die Fertigting von WerkstUoken
mit verminderter Qualität läßt sich daher nicht vermeiden.
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Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, insbesondere
die Herstellung beschichteter Rolzwerkstoffe für die Möbelindustrie in hoher Qualität
zu gewährleisten. Für den Teilprozeß der Kantenretuschierung soll eine Vorrichtung
zur Verfügung gestellt werden, die sich im Dauerbetrieb durch eine hohe Funktionssicherheit
auszeichnet und weitgehend wartungsSrei arbeitet.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung für den Auftrag der Barbflüssigkeit so zu gestalten,
daß an der Auftragstelle ständig eine stabile Tropfenbildung erreicht wird.
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Erfindungsgemäß besteht eine Vorrichtung aus einem Sarbekopf, welcher
zwei nebeneinander angeordnete dffnungen aufweist, deren eine mit einer Zuführleitung
und deren andere mit einer Rücksaugleitung für die Parbflüssigkeit verbunden ist.
Beide Uffnungen, die Austrittsöffnung und die Rücksaugöffnung, sind von beliebiger
Form, vorzugsweise aber kreisrund oder elliptisch. Der Durchmesser der Austrittsöffnung
beträgt etwa 1 bis 6 mm, vorzugsweise 2 bis 4 mm, der Durchmesser der Rücksaugbffnung
beträgt etwa 3 bis 10 mm. Der Abstand beider Öffnungen, gemessen zwischen den beiden
benachbarten Rändern, beträgt etwa 2 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis'6 mm. In einer
besonderen Ausführungsforin der Erfindung weist der Färbekopf
mehrere
Austritts- und Saugöffnungenau10' die jeweils in einer Reihe angeordnet sind, so
daß eine Gruppe von Austrittsöffnungen einer zweiten Gruppe von Saugöffnungen gegenübersteht.
Der Abstand zwischen beiden Gruppen beträgt entsprechend ebenfalls 2 bis 10 mm.
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Der Färbekopf selbst ist von beliebiger Form und besteht vor zugsweise
aus Metall. Er kann beispielsweise als Quader mit aufgesetztem Pyramidenstumpf oder
als Zylinder ausgebildet sein. Die Zuführ- und Absaugleitung sind als gerade, schräge
oder abgewinkelte Bohrungen durch diesen Körper Ilindurchge führt.
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Die Öffnungen können auch von den freistehenden, in einer Ebene liegenden
Enden der Zuführ- und Absaugleitung gebildet werden. Der Färbekopf ist zweckmäßigerweise
in einer Halterung so angeordnet, daß der Winkel zwischen der Verbindungslinie zwischen
Austritts- und Rücksaugöffnung und der Bewegungsrichtung des Werkstückes beliebig
einstellbar und variierbar ist. Insbesondere ist der Färbekopf so einstellbar, daß
in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Werkstückes die Austrittsöffnung vor der
Rücksaugöffnung (Mitstrombetrieb) oder auch umgekehrt die Rücksaugöffnung vor der
Austrittsöffnung liegt (Gegenstrombetrieb).
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Insbesondere bei der Einstellung gemäß Gegenstrombetrieb weist die
Vorrichtung weiterhin eine dem Färbekopf nachgeschaltete weitere Rücksaugleitung
mit Saugdüse auf. Es ist ferner wahlweise möglich, daß vor dem Färbekopf eine besondere,
mit einer Saugleitung oder auch einer Druckluftblasleitung verbundene Reinigungsdüse
angeordnet ist.
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Die Austrittsöffnung am Bärbekopf ist über die Zuführleitung mit einem
Arbeitsbehälter verbunden, der über ein natürliches Gefälle die Zuführleitung mit
Färbeflüssigkeit speist. Die Rücksaugleitungen führen in eine Unterdruckkammer,
in der mittels eines Lüfters ein Unterdruck erzeugt wird und die über ein Tauchrohr
mit einem drucklosen Vorratsbehälter für
die Farbflüssigkeit verbundeh
it. d Vörratsbehälter ist eine Pumpe für die Förderung der Farbflüssigkeit in den
Arbeitsbehälter vorgesehen. Der Arbeitsbehälter ist ander erseits mit einem oberlauf
versehen, der in den Vorratsbehälter zurückführt. In veränderter Ausgestaltung ist
auch vorgesehen, den Arbeitsbehälter wegfallen zu lassen und eine am Vorratsbehälter
angebrachte regelbare Pumpe direkt mit der Zuführleitung zu verbinden. In beiden
Fällen ist gewäbrleistet, daß die Färbeflüssigkeit unter Wirkung eines offenen Luftkreislaufes
und der Förderpumpe im geschlossenen Ereislauf geführt wird.
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Bei gleichzeitiger Eearbeitung von Ober- und Unterkante des Holzwerkstückes
werden zwei entsprechend gelagerte Bärbeköpfe verwendet. In vorteilhafter Ausgestaltung
der Vorrichtung sind beide Pärbeköpfe auf einer im Prinzip bekannten federnden Rollenabtastung
angeordnet. Diese Rollenabtastung vermag den Schwankungen der Abmessungen des bearbeiteten
Werkstückes in vertikaler und horizontaler Ebene zu folgen und ist mit Verstellimöglichkeiten
zum Anpassen an die Werkstückdicke und für den Abstand und den Anstellwinkel des
Pärbekopfes zur Werkstückfase ausgerüstet.
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Während des Betriebes der Vorrichtung wird in die Zuführleitung mit
konstantem Druck Farbflüssigkeit eingespeist. Dies geschieht mittels einer regelbaren
Pumpe oder aber aus einem Arbeitsbehälter mit konstantem Flüssigkeitsniveau. Die
Farbflüssigkeit tritt aus der Austrittsöffnung des Färbekopfes aus und wird von
der benachbarten Rücksaugöffnung sofort angesaugt, so daß sich über die festgelegte
Distanz zwischen beiden Offnungen ein stabiler gestreckter Tropfen ausbildet.
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Um eine stabile Saugwirkung zu sichern, ist es zweckmäßig, die Rücksaugöffnung
etwas größer zu dimensionieren als die zugehörige Austrittsöffnung. Durch die innerhalb
gewisser Grenzen mogliche Dimensionierung der Öffnungen kann die Größe der Fläche
des Tropfens variiert werden. Eine weitere Vergrößerung der Fläche ist insbesondere
durch Anordnung mehrerer
Austrttts- und Rücksaugöffnungen in zwei
Relhe@ möglich, mUglich, wobei der Abstand der zu einer Gruppe gehörenden Öffnungen
untereinander ausreichend klein gewählt wird, so daß eine Vereinigung der einzelnen
übergesaugten Flüssigkeitsströme stattfindet.
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Der Färbekopf wird im Betrieb so angeordnet, daß die zu retuschierende
Kante des am Färbekopf vorbeigeführten Werkstückes von dem eingestellten Farbflüssigkeitstropfen
benetzt wird.
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Eine Veränderung der Berührungsfläche ist möglich durch Einstellung
des Winkels, den der gerichtete Flüssigkeitsstrom auf der Verbindungslinie zwischen
Austritts- und RUcksaugöffnung mit der Bewegungsrichtung des Werkstückes einschließt.
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Beispielsweise kann der Blüßsigkeitsstrom im rechten Winkel zur Werkstückkante
verlaufen, er kann der Bewegungsrichtung der Kante entsprechen (Mitstrombebrieb)
oder ihr entgegengerichtet sein (Gegenstrombetrieb). Während beim Mitstrombetrieb
eine sehr kurze Berührungsdauer realisiert wird, ist für eine intensive Retuschierbehandlung
der Gegenstrombetrieb zweckmäßig.
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Vor allem bei dieser Einstellung können nach Passieren des Färbekopfes
noch gewisse Restanteile überschüssiger Farbflüssigkeit auf der Werkstückkante verbleiben.
Zur Vermeidung einer entsprechenden Fleckenbildung und Verschmutzung der Werkstückoberfläche
ist es zweckmäßig, in einem gewissen Abstand nach dem Färbekopf eine weitere Rücksaugdüse
anzuordnen.
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Durch verschiebbare Anordnung und entsprechende Wahl des Abstandes
dieser Rücksaugdüse vom Färbekopf läßt sich die Verweildauer des Farbflüssigkeitsüberschusses
auf der Kante einstellen. Damit ist eine weitere Möglichkeit zur Regulierung der
Intensität der Retuschierung gegeben.
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Vorteilhaft ist ferner die Anordnung einer zusätzlichen Reinigungsdüse
vor dem Färbekopf, die entweder ebenfalls an die Saugleitung angescblossen ist oder
aber mit Druckluft betrieben werden kann. Aufgabe dieser Düse ist die Reinigung
der Werkstückkante von Staub- und Faserteilchen, die die Benetzung der Kante mit
der Farbflti3sigkcit stören können,
Die ZuSühr- und Rücksaugleitungen
werden zweckmäßigerweise als Schlauchverbindung ausgeführt. Die vom Färbekopf abgesaugte
E'arbflüssigkeit gelangt zusammen mit der angesaugten Emgebungsluft in die Unterdruckkammer,
in der die Trennung der Luft von der Flüssigkeit erfolgt. Die Unterdruckkammer ist
über ein Tauchrohr, in welchem sich der Flüssigkeitsspiegel entsprechend dem angelegten
Unterdruck einstellt, mit dem drucklosen Vorratsbehälter verbunden. Schwankungen
des Unterdruckes werden durch Änderung des Flüssigkeitsspiegels im Tauchrohr ausgeglichen.
Mittels einer Pumpe wird die Barbflüssigkeit in den Arbeitsbehälter bis zur Höhe
eines Überlauf es gefördert, durch welchen überschüssige Farblösung in den Vorratsbehälter
zurückfließt. Das Flüssigkeitsniveau des Arbeitsbehälters liegt sowohl über dem
des Vorratsbehälters als auch über dem Färbekopf. Anstelle des Ärbeitsbehälters
kann am Vorratsbehälter auch eine regelbare Pumpe vorgesehen werden, welche die
Zuführleitung direkt speist.
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Der durch die Trennung von Unterdruckerzeugung und Xlüssigkeitseinspeisung
bewirkte konstante Druck in der Zuführleitung sowie die durch die besondere Gestaltung
des Färbekopfes bewirkte stabile und einstellbare Tropfenspur wird ein unter Betriebsbedingungen
stabiler, weitgehend wartungsfreier Retuschiervorgang gewährleistet, bei dem die
in Frage kommenden Werkstücke in konstanter hoher Qualität bearbeitet werden können.
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AusSührungsbeispiel In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen
Schnitt durch einen zylindrischen Bärbekopf Fig. 2: eine Draufsicht auf einen zylindrischen
Färbekopf mit mehreren Austritts- und Rücksaugöffnungen Fig. 3: eine Anordnung eines
Behälter- und Leitungssystems zur Führung der Farbflüssigkeit
Fig.
4: eine Rollenabtestung mit zwei angebrschten Färbeköpfen In der Figur 1 wird ein
Werkstück 9 in Gegenstromrichtung an einem Färbe kopf 3 vorbeigeführt. Aus der Austrittsöffnung
1 tritt die Farbflüssigkeit in die Rücksaugöffnung 2 über.
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Zur Erzielung einer günstigen tuftströmung ist die durch den Färbe
kopf 3 geführte Bohrung für die Rücksaugöffnung 2 in Richtung der Austrittsöffnung
1 abgewinkelt. Auf der Strecke zwischen der Austrittsöffnung 1 und der Rücksaugöffnung
2 bildet die Farbflüssiskeit einen gerichteten Tropfen aus, der die Kante des Werkstückes
9 benetzt. Die Kante wird vor dem Färbe'-vorgang mittels einer vor dem Färbe kopf
angeordneten, mit Druckluft betriebenen Reinigungsdüse 8 von anhaftenden Staubteilchen
gesäubert. Nach Vorbeigang am Färbe knopf noch anhaftende überschüssige Farblösung
wird durch eine zusätzliche Rücksaugdüse 7 vom Werkstück entfernt.
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Figur 2 zeigt eine mögliche Gestaltung des Färbe kopfes 3, bei welchem
zur Ausbildung einer sehr breiten Tropfenspur mehrere Austrittsöffnungen 1 mit zugehörigen
Rüc{csaugöffnungen 2 in linear angeordneten Gruppen vorhanden sind.
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Während die Farbflüssigkeit durch die Zuführleitung 4 zur Austrittsöffnung
1 gelangt, wird die abgesaugte Farbflüssigkeit durch die Rücksaugleitung 5 der Unterdruckkammer
10 zugeführt.
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Die Anordnung der verwendeten Behälter zeigt Fig. 3.
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In der Unterdruckkammer 10 wird mittels eines Lüfters 11 ein Unterdruck
erzeugt. Die abgesaugte Farbflüssigkeit 6 trennt sich hier von der mitangesaugten
Luft und flieht über ein Tauchrohr 12 in den drucklosen Vorratsbehälter 13. Die
Förderung der Farbflüssigkeit 6 in den Arbcitsbehälter 15 erfolgt mittels Pumpe
14. Das Niveau im Arbeitsbehalter 15 wird durch den tIberlauf 16 konstant gehalten,
durch welchen die Farbflüssigkeit in den Vorratsbehälter zurückließt. Die Speisung
der Zuführleitung 4 erfolgt aus dem Arbeitsbehålter 15 über ein Ventil 17.
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Figur 4 zeigt eine vorteilhafte Anordnung zweier Färbeköpfe 3 auf
einer Rollentasteinrichtung. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist die gleichzeitige
Retuschierung der Ober- und Unterkante des Werkstückes 9 möglich. Dabei ist eine
reproduzierbare Anstellung des Färbekopfes an die Werkstückkante gewährleistet.
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Die Halterun'n für die die Färbeköpfe 3 sind zur Einstellung des Anstellwinkols
in einem hierfür vorgesehenen Schlitz 19 verschiebbar angeordnet, mittels einer
Gewindehülsenverstellung 20 wird der Abstand des Färbekopfes von der Werkstückkante
eingestellt. Zur Anpassung an die jeweilige Wer'stückdicke ist die in einem ingsschlitz
sitzende Feststellschraube 21 vorhandeln, mit der der Abstand zwischen den beiden
die Färbeköpfe tragenden Schenkeln eingestellt werden kann. Durch die auf der Säule
23 gleitende Führung 22 ist die Rollenabtastung beweglich gelagert, wobei die Spiralfedern
25 in Zusammenwirken mit den am Werkstück anliebenden Rollen 18 die Vorrichtung
standig in der richtigen Arbeitslage halten und den Werk-stückungenauig keiten und
Toleranzen folgen und somit ausgleichen.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen t Austrittsöffnung 2 Rücksaugöffnung
3 Färbekopf 4 Zuführleitnng 5 Rücksaugleitung 6 Farbflüssigkeit 7 Rücksaugdüse 8
Reinigungsdüse 9 Werkstück 10 Unterdruckkammer 11 Lüfter 12 Tauchrohr 13 Vorratsbehälter
14 Pumpe 15 Arbeitsbehälter 16 Überlauf t7 Ventil 18 Rolle 19 Anstellwinkeleinstellung
20 Gewindehülsenverstellung 21 Feststellschraube im Längsschlit 22 Führung 23 Säule
24 Ständer 25 Spiralfeder
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