DE4208210C2 - Beschichtungsvorrichtung für Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung für Werkstücke mit motorischem Antrieb einer Werkstückhalterung und/oder eines biegeschlaffen Teiles zum Auftra­ gen eines Beschichtungsstoffes, insbesondere eines Lackes, ferner mit einer Füh­ rungsanordnung mit Verstelleinrichtung, bestehend aus mindestens zwei Rollen, ins­ besondere einer Antriebsrolle und einer Führungsrolle, die das in Kontakt mit dem in einem Gefäß bevorrateten Beschichtungsstoff stehende biegeschlaffe Teil führen und antreiben, und die zum Werkstück so angeordnet und bewegbar (in y-Richtung) ist, daß die Führungsanordnung das biegeschlaffe Teil in Kontakt mit der zu beschichten­ den Kontur des Werkstückes bringt.

Das Randschwärzen von optischen Bauteilen, insbesondere von Linsen, ist eine not­ wendige und seit langem bekannte Maßnahme. Allerdings ist der Stand der Technik immer noch wesentlich durch das manuelle Auftragen eines Schwärzungsmittels, des Lacks oder des Graphits gekennzeichnet.

Zumeist wird der Lack mit einem Pinsel auf das Bauteil aufgebracht. Die Linse wird auf einem Drehtisch mittels Spannzange, Unterdruckhalterung usw. fixiert und lang­ sam in Rotation versetzt. Die Lackdicke ist schwankend, woraus sich direkt Ver­ schlechterungen des Zentrierzustands und damit Abbildungsfehler im optischen Sy­ stem ergeben.

Die Randschwärzung wird gelegentlich auch durch Einreiben der Randflächen mit pul­ verförmigem Graphit durchgeführt. Der Schwärzungseffekt ist nicht ausreichend, ab­ gesehen vom unangenehmen Umgang mit dem stäubenden Graphit. Eine Zusatzreini­ gung der optischen Funktionsflächen ist unumgänglich und aufwendig.

Es ist auch bekannt, den Farbauftrag mittels einer Spritzeinrichtung vorzunehmen. Ungelöst ist das Problem der exakten Abdeckung der Funktionsflächen. Außerdem schlägt sich der Lacknebel am Spritzstand auch an ungewünschten Stellen nieder.

Weiterhin sind Versuche bekannt, das Tintenstrahldruckverfahren einzusetzen. Nachteilig ist der bisher nicht gelöste Widerspruch zwischen den Anforderungen an die für den Papierdruck und das Glasbedrucken erforderlichen Eigenschaften der Tinte. Das betrifft vor allem die Trocknungszeiten.

Auch Faserstifte werden zum Bestreichen der Linsenränder verwendet. Der manuelle Aufwand ist nicht zu übersehen; mit allen seinen Qualitätsdefekten.

Es ist weiterhin bekannt (EP 0138 114), die Farbe auf die horizontal angeordnete Linse zu träufeln und mit einer Bürste maschinell zu verstreichen. Ungenauigkeiten an den Rändern oder bei Blenden sind unvermeidlich.

Andererseits ist aus der JP 2-149365 A (1990) ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Beschichtungsstoff in einer vorgegebenen Linienbreite auf ein kontinuier­ lich über eine Rolle befördertes leeres streifen- bzw. bogenförmiges Material aufge­ tragen wird. Das Auftragen des Beschichtungsstoffes wird dabei mit Hilfe eines end­ lichen flexiblen Drahtes gleichbleibender Breite vorgenommen, indem dieser Draht, der zwei Führungsrollen sowie eine Antriebsrolle umschlingt, durch ein den Beschich­ tungsstoff bevorratendes Gefäß und danach über ein Kreisbogenstück der Rolle auf der Oberfläche des streifenförmigen Materials geführt wird. Für den entsprechenden Andruck des Drahtes am über die Rolle laufenden zu beschichtenden Material sorgt dabei eine auf die Führungsrolle wirkende Verstelleinrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Auftragen eines Beschichtungsstoffes auf optische Bauteile, insbesondere zum Auftragen von Lacken auf die Zylinderum­ fangsfläche von Linsen, eine Vorrichtung anzugeben, die sich einerseits durch einen vergleichsweise einfachen Aufbau sowie einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet und damit kostengünstig ist, die andererseits aber auch einem hohen Qualitätsanspruch genügt, d. h. die beim Auftragen des Beschichtungsstoffes eine definierte Schicht­ dicke und eine exakte Randbegrenzung (unter Beachtung des freien Durchmessers der Linse) gewährleistet.

Die Aufgabe wird mit einer Beschichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art er­ findungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu beschichtende Kontur die Zylinderum­ fangsfläche eines optischen Bauteiles ist, das von der Werkstückhalterung zentrisch aufgenommen ist, und daß die Führungsanordnung mit biegeschlaffem Teil mittels Verstelleinrichtung auch in einer parallelen Richtung (x-Richtung) bezüglich der Dreh­ achse des optischen Bauteiles bewegbar ist, derart, daß die zu beschichtende Zylin­ derumfangsfläche vom biegeschlaffen Teil vollständig überstreichbar ist.

Vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Führungsanordnung mit biegeschlaffem Teil mittels Verstelleinrichtung auch in einer parallelen Richtung (x-Richtung) bezüg­ lich der Drehachse des optischen Bauteiles zu bewegen, wird neben einer gleich­ mäßigen Schichtdicke über die gesamte zu beschichtende Zylinderumfangsfläche auch eine exakte Randbegrenzung beim Auftragen des Beschichtungsstoffes (Lackes bzw. Farbmediums) gewährleistet und zwar unabhängig von der Breite des verwende­ ten biegeschlaffen Teiles. Das heißt, durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist es in vorteilhafter Weise möglich, ohne Austausch des biegeschlaffen Teiles optische Bauteile mit verschieden breiten Zylinderumfangsflächen entsprechend der Aufgabe exakt randbegrenzt zu beschichten.

Das biegeschlaffe Teil taucht z. B. in ein Farbgefäß und steht dadurch in Kontakt mit einem Farbstoff oder einer Farbstoffkomponente, wodurch es mit dem Farbstoff be­ netzt wird.

Der Farbstoff kann flüssig, fest insbesondere pulverförmig oder pastös sein. Vor dem Werkstück kann, in Bewegungsrichtung des biegeschlaffen Teils gesehen, ein Abstreifer angeordnet sein, wodurch die zu übertragende Farbstoffmenge be­ grenzt wird.

Das biegeschlaffe Teil kann ein Endlosfaden, ein endlicher Faden auf Rollen, ein Band, ein Ring oder ein Zahnriemen sein. Als Werkstoff können Gummi, geflochtenes natür­ liches oder synthetisches textiles Material oder Metall eingesetzt werden. Die Ausfüh­ rung kann in Art eines textilen Fadens, eines geflochtenen Fadens, eines Federrings, eines Wendel-Drahtseils oder als Kette vorliegen.

Das biegeschlaffe Teil und das Werkstück führen in Richtung seiner Rotationsachse eine Relativbewegung aus, die vorzugsweise gegenläufig ist. Somit wird der Trans­ port des Farbstoffs vom Farbgefäß zum Werkstück verwirklicht.

Es ist günstig, wenn das biegeschlaffe Teil eine gleichmäßige, einstellbare Spannung aufweist.

Die Führung und der Antrieb eines als Faden ausgebildeten biegeschlaffen Teiles kann beispielsweise mit Hilfe eines Fadenführungssystems erfolgen, das aus einem An­ triebsrad in Art einer Schnurrolle und einer Umlenkrolle in Art einer Schnurrolle be­ steht, wobei diese Rollen auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert sind. Die Grundplatte ist dabei durch eine Antriebs- und Steuereinheit parallel und rechtwinklig zur Drehachse des Werkstückes bewegbar, damit das biegeschlaffe Teil in Kontakt mit der zu beschichtenden Kontur des Werkstückes kommt.

Die Grundplatte ist vorzugsweise zur Drehachse des Werkstücks parallel und senk­ recht; in x- und y-Richtung beweglich gelagert und mit Hilfe der Antriebs- und Steuer­ einheit entsprechend der zu beschichtenden Geometrie des Werkstückes in x- und y- Richtung steuerbar.

Zur Verwendung von Zweikomponentenlacken bzw. Lackklebstoffen ist die Beschich­ tungsvorrichtung vorzugsweise so ausgeführt, daß zwei gleichartige Führungsanord­ nungen beidseitig zum Werkstück angeordnet sind und jeweils in Kontakt mit einer Komponente des Farbstoffes stehen.

Mit dieser Anordnung werden auch mehrschichtige Anstriche (Anstrichsysteme: Grundlack und Decklack) auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstückes auf­ gebracht.

Die Erfindung ist anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Lackiervorrichtung, Grundanordnung,

Fig. 2 Lackiervorrichtung, Antriebsrolle drückt an das Werkstück,

Fig. 3 Lackiervorrichtung, mit horizontaler Farbübertragung,

Fig. 4 Lackiervorrichtung, ohne Farbgefäß,

Fig. 5 Lackiervorrichtung, mit Förderring und Innenantrieb,

Fig. 6 Lackiervorrichtung, mit Förderring und Außenantrieb,

Fig. 7 Lackiervorrichtung, mit Förderring und Doppelrollen,

Fig. 8 Lackiervorrichtung, Farbauftrag mit Förderwalze,

Fig. 9 Lackiervorrichtung, Farbauftrag mit Abstreifwalzen,

Fig. 10 Lackiervorrichtung, mit endlichem Faden und Aufwickeleinrichtung,

Fig. 11 Faden,

Fig. 12 Band,

Fig. 13 Profil,

Fig. 14 Zweikomponenten-Lackiervorrichtung.

Gemäß Fig. 1 dreht sich die mit der Linsenhalterung 11 gehaltene Linse 1, mit oder entgegen der Drehrichtung des biegeschlaffen Teils 2, um seine optische Achse. Das biegeschlaffe Teil 2 wird mit der Umlenkrolle 4 und der Antriebsrolle 3 so geführt, daß ein Benetzen im Farbmedium 6 erfolgt. Durch die Transportbewegung des biegeschlaffen Teils 2 wird das Farbmedium 6 durch den Abstreifer 7 in Richtung der Linse 1 bewegt. An der Kontaktstelle 18 erfolgt eine Farbübertragung auf die Linse 1.

Die Umlenkrolle 4 und die Antriebsrolle 3 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 9 montiert. Die Grundplatte 9 ist durch eine Antriebs- und Steuereinheit 10 parallel und rechtwinklig zur Drehachse des Werkstückes bewegbar.

Das Farbgefäß 5 ist mit der Abdeckung 8 verschlossen. Die gleichmäßige gezielte Beschichtung der Linsenrandflächen erfolgt über die bahngesteuerte Nachführbewegung zwischen Linse und Fadenmechanismus in x- und y-Richtung mit der Antriebs- und Steuereinheit 10, zum Beispiel einem Roboter.

Die in Fig. 2 dargestellte Maschine fördert das Farbmedium 6 - wie in Fig. 1 dargestellt - mit Hilfe eines biegeschlaffen Teils 2. Der Abstand zwischen der Linse 1 und der Antriebsrolle 3 ist auf ein Minimum reduziert. Die Antriebsrolle 3 drückt das biegeschlaffe Teil 2 direkt an jede beliebige Linsenkontur. Das wird durch die x-, y-Bahnsteuerung ermöglicht.

In Fig. 3 wird die Linse 1 mittels zwei oder drei Umlenkrollen 4 und Antriebsrollen 3 von unten mit dem Farbmedium 6 beschichtet. Dabei kann die zweite Umlenkrolle 4 auch im Farbmedium 6 positioniert sein.

In Fig. 4 wird das Farbmedium 6 durch eine Auftrags- und Dosiereinrichtung 14 auf das biegeschlaffe Teil 2 befördert. Aufgrund der Bewegung des biegeschlaffen Teils 2 zwischen der Antriebsrolle 3 und der oder den Umlenkrolle(n) 4 wird das Farbmedium 6 am Kontaktpunkt 18 auf die rotierende Linse 1 übertragen.

In den Fig. 5, 6 und 7 wird der Transport des Farbmediums 6 aus dem Farbgefäß 5 durch ein biegeschlaffes Teil 2, das als Förderring 15 ausgebildet ist, ermöglicht. Dies geschieht durch das Drehen des Förderringes 15 durch das Farbmedium 6. Das an der Kontaktstelle 18 angekommene Farbmedium 6 wird auf der rotierenden Linse 1 abgetragen.

In Fig. 5 sind die Umlenkrollen 4 und die Antriebsrolle 3 innerhalb des Förderringes 15 angeordnet.

In der Fig. 6 sind die Umlenkrollen 4 und die Antriebsrolle 3 außerhalb des Förderringes 15 angeordnet. Dabei kann eine oder mehrere Umlenkrolle(n) 4 gleichzeitig als Abstreifer 7 dienen.

In Fig. 7 wird der Förderring 15 so gehalten, daß die Förderwirkung nicht durch Umlenkrollen 4 oder die Antriebsrolle 3 beeinflußt wird.

In der Fig. 8 wird das Farbmedium 6 nicht direkt, sondern über eine Förderwalze 12, auf das biegeschlaffe Teil 2 oder den Förderring 15 aufgetragen.

In der Fig. 9 ist die Abdeckung 8 mit Walzen realisiert. Dabei können die Walzen als Abstreifwalzen 13 verwendet werden. Das biegeschlaffe Teil 2 kann als endloser Ring oder - wie in Fig. 10 dargestellt - mit endlicher Länge aufgebaut sein. Dabei wird das biegeschlaffe Teil 2 von einem Abwickelmechanismus 20 durch das Farbmedium 6 an der Linse 1 vorbei auf den Aufwickelmechanismus 19 aufgewickelt. In diesem Fall kann das biegeschlaffe Teil 2 auch vorher mit Farbe beschichtet sein und auf das Farbmedium 6 mit dem Farbgefäß 5 kann verzichtet werden.

Das biegeschlaffe Teil 2 oder der Förderring 15 können verschiedene Querschnittformen haben. In Fig. 11 ist das biegeschlaffe Teil 2 als runder Faden 16 oder als Ring ausgeführt.

In Fig. 12 ist das biegeschlaffe Teil 2 als flaches Band 17 ausgeführt.

In Fig. 13 ist das biegeschlaffe Teil 2 als Profil 21 ausgeführt.

Bei der Verwendung einer zweiten Farbkomponente 22 oder von Mehrschichtsystemen (Grund- und Deckanstrich) ist eine zweite gleichartige Lackiervorrichtung, wie in Fig. 14 dargestellt, an der Linse 1 angeordnet. Eine solche Anordnung wird vorteilhaft für Zweikomponenten-Klebstoff/Lacksysteme eingesetzt.

Das Farbmedium 6 ist fest (pulverförmig) oder flüssig. Die Einzelkomponenten auf den Fig. 1 bis 14 können auch kombiniert werden.

Das biegeschlaffe Teil 2 wird kraft- oder formschlüssig (Zahnriemen) durch die Antriebsrolle 3 in Bewegung gebracht.

Bezugszeichenliste

1 Werkstück (Linse, optisches Bauteil)
2 biegeschlaffes Teil
3 Antriebsrolle
4 Umlenkrolle
5 Farbgefäß
6 Farbmedium
7 Abstreifer
8 Abdeckung
9 Grundplatte
10 Antriebs- und Steuereinheit
11 Linsenhalterung
12 Förderwalze
13 Abstreifwalze
14 Auftrags- und Dosiereinrichtung
15 Förderring
16 Faden
17 Band
18 Kontaktstelle
19 Aufwickelmechanismus
20 Abwickelmechanismus
21 Profil
22 zweite Farbkomponente

Claims (4)

1. Beschichtungsvorrichtung für Werkstücke mit motorischem Antrieb einer Werkstückhalterung und/oder eines biegeschlaffen Teiles zum Auftragen eines Beschichtungsstoffes, insbesondere eines Lackes, ferner mit einer Führungsanordnung mit Verstelleinrichtung, bestehend aus mindestens zwei Rollen, insbesondere einer Antriebsrolle und einer Führungsrolle, die das in Kontakt mit dem in einem Gefäß bevorrateten Beschichtungsstoff stehende biegeschlaffe Teil führen und antreiben, und die zum Werkstück so angeordnet und bewegbar (in y-Richtung) ist, daß die Führungsanordnung das biegeschlaffe Teil in Kontakt mit der zu beschichtenden Kontur des Werkstückes bringt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Kontur die Zylinderumfangsfläche eines optischen Bauteiles (1) ist, das von der Werkstückhalterung (11) zentrisch aufgenommen ist, und daß die Führungsanordnung mit biegeschlaffem Teil (2) mittels Verstelleinrichtung auch in einer parallelen Richtung (x-Richtung) bezüglich der Drehachse des optischen Bauteiles (1) bewegbar ist, derart, daß die zu beschichtende Zylinderumfangsfläche vom biegeschlaffen Teil (2) vollständig überstreichbar ist.

2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des biegeschlaffen Teiles (2) ein Förderring (15) vorgesehen ist.

3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderring (15) aus Metall gefertigt und als Federring ausgebildet ist.

4. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige Führungsanordnungen vorgesehen und diese beidseitig zum optischen Bauteil (1) angeordnet sind und jeder der biegeschlaffen Teile (2) oder jeder der Förderringe (15) einerseits in Kontakt mit einer jeweils in einem Gefäß (5) bevorrateten Beschichtungsstoff-Komponente (6, 22) und andererseits in Kontakt mit der Zylinderumfangsfläche des optischen Bauteiles (1) steht.