DE4235651C2 - Verfahren zum Durchlauf-Vakuumbeschichten sowie Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchlauf-Vakuumbeschichten der Oberflächen prismatischer Werkstücke aus Holz oder Kunststoff mit flüssigen Auftragsmitteln, wie Lacken, Imprägnierungen, Farben usw., bei dem die Werkstücke in Richtung ihrer Längsachsen durch eine Vakuumbeschichtungskammer gefördert, in der Kammer mit einem Auftragsmittelnebel beaufschlagt und während des Passierens der Austrittsöffnung der Kammer durch einen schleierartigen Auftragsmittelvorhang geführt werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer zum Beschichten von prismatischen Werkstücken aus Holz oder Kunststoff mit flüssigen Auftragsmitteln, wie Lacken, Grundierungen, Imprägnierungen, Farben, die in einen aus Zuführstrecke und Abführstrecke bestehenden Förderer eingebaut ist und die mit einer Besaugungsanlage sowie mit einer Auftragsmittelzuführ- und Dosiereinrichtung verbunden ist, eine Werkstückeintritts- sowie eine Werkstücksaustrittsöffnung aufweist sowie innen mit Werkstückführungsrollen ausgerüstet ist, welche mittels Austausches und/oder Einstellbarkeit an die Größe und Form der Prismenquerschnitte der in Richtung ihrer Längsachsen durch die Kammer geförderten Werkstücke angepaßt sind, wobei zumindest die Werkstücksaustrittsöffnung mit einer auswechselbaren Schablone ausgerüstet ist, welche eine in der Form dem Prismenquerschnitt des jeweiligen Werkstücks exakt angepaßte, in der Größe mit einem geringen, im Innern der Kammer einen Auftragsmittelvorhang verursachendes Übermaß ausgebildete Werkstückdurchlaßöffnung aufweist, insbesondere zur Ausübung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4.

Die Durchlauf-Vakuumbeschichtungstechnik basiert auf der in der DE 37 40 201 A1 beschriebenen Art. Diese ist seit vielen Jahren Stand der Technik und hoch fortentwickelt. Sie zeichnet sich durch hohe Arbeitsgeschwindigkeit, rationellen Auftragsmittelverbrauch und insbesondere auch durch hohe Umweltverträglichkeit aus.

Beim Durchlauf-Vakuumbeschichten wird an der Austrittsseite der Kammer zwischen der Schablone (Matrize) und dem passierenden Werkstück ein schleierartiger Auftragsmittelvorhang gebildet. Zu diesem Zweck ist die auswechselbare Schablone in der Form dem Querschnitt des Werkstückes exakt nachgebildet, jedoch in der Größe mit einem gewissen Übermaß versehen, so daß zwischen den Innenkanten bzw. den Begrenzungen der Schablonenöffnung und dem Werkstück ein allseitig um den Werkstückquerschnitt herumlaufender, gleichmäßig großer Spalt verbleibt. Durch diesen Spalt hindurch strömt die Außenluft in die stark besaugte (Vakuum)-Kammer mit sehr hoher Geschwindigkeit und unter starker Wirbelbildung, wodurch die Auftragsflüssigkeit auf den Oberflächen des Werkstückes niedergeschlagen wird. Passiert kein Werkstück die Schablone, dann bildet sich in der Kammer vor der austrittsseitigen Schablone ein zur Schablonenmitte orientierter trichterartiger Auftragsmittelvorhang und das flüssige Auftragsmittel wird von der eintretenden Luft mitgenommen.

Die Menge des aus die Werkstückoberfläche niedergeschlagenen, flüssigen Auftragsmittels - der Materialabtransport - ist eine Funktion von Luftgeschwindigkeit und Volumenstrom der Luft.

Während der Passage eines streng prismatischen Werkstückes durch die austrittsseitige Schablone kann durch Konstanthalten des Unterdruckes und Bestimmung des günstigsten Spaltes zwischen Werkstück und Schablone sowie durch angepaßte Fördergeschwindigkeit der Werkstücke ein homogener Auftragsmittelniederschlag mit konstanter Qualität und in gewünschter Stärke erzielt werden.

Diese konstanten Bedingungen ändern sich bei rein prismatischen Werkstücken jeweils dann, wenn das Vorder- und das Hinder-Ende des Werkstückes die Schablonenöffnung der Austrittsseite passieren. Der Übergang des trichterförmigen Auftragsmittelvorhanges in den das Werkstück umhüllenden Auftragsmittelnebel und umgekehrt, führt dazu, daß an den Werkstückenden ein Auftragsmittelüberschuß niedergeschlagen wird. Dieser trocknet dann schlecht ab, bzw. es bilden sich Tropfen, die nach der Trocknung noch fließfähig sind und die beim anschließenden Abstapeln auf die bereits getrockneten, sauberen, beschichteten Oberflächen der Werkstücke fallen.

Kritisch wird die Situation auch dann, wenn die Querschnitte rein prismatischer Werkstücke stark gegliedert sind, z. B. eine sehr schmale und verhältnismäßig tiefe Längsnut an einer Kante aufweisen. In solchen Fällen kann die Schablone dieser Längsnut nicht nachgeformt werden, zumindest kann der Abstand zwischen den Nutwänden und der Schablone nicht eingehalten werden, so daß innerhalb der Nut unkontrollierbare Strömungsverhältnisse herrschen, die wiederum einen Auftragsmittelüberschuß in der Nut zur Folge haben. Es kommt vor, daß infolgedessen Nut-Feder-Profile nicht zusammengefügt werden können, weil die aufgetrocknete Auftragsmittelschicht zu dick ist.

In der Praxis gibt es aber auch Werkstücke, die nicht rein prismatisch geformt sind, sondern z. B. am Vorder­ und/oder am Hinterende Abschrägungen, Abstufungen oder dergleichen aufweisen. Passiert ein derartiges Vorder- oder Hinterende mit Abstufung die Schablone der Austrittsseite der Kammer, dann ist zwischen der abgestuften Oberfläche und der Schablone beim Passieren ein viel zu großer Spalt vorhanden, d. h. die Funktion Volumenstrom und konstante Geschwindigkeit der Luft ist gestört, und damit gibt es keine mit den anderen Oberflächen äquivalente Beschichtung. Ebensolche Bedingungen herrschen immer dann, wenn Werkstücke z. B. Querrillen, Quernute oder Sacklöcher aufweisen; der häufigste Fall ist der, daß ein großer Auftragsmittelüberschuß beispielsweise in Sacklöchern niedergeschlagen wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde das eingangs genannte Verfahren und die eingangs genannte Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer so weiterzubilden, daß eine homogene Beschichtung der Enden gestuft oder anderweitig von der Prismenform örtlich abweichender und auch in der Prismenform fein gegliederter Werkstücke unter Vermeidung von Auftragsmittelüberschüssen durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß Stellen der Werkstücke, an denen die Oberfläche örtlich begrenzt gegenüber der Prismenoberfläche in Richtung Querschnittsmitte zurückweicht oder versetzt ist, möglichst unmittelbar vor oder während der Passage des Auftragsmittelvorhanges, zeitgesteuert kurzfristig mit einem in Stärke, Form und Richtung einstellbaren Druckluftstrom beaufschlagt und dabei von Auftragsmittelüberschüssen befreit werden, und daß Bereiche der Werkstücke, an denen der Prismenquerschnitt stark, insbesondere fein gegliedert ist, wie es bei Nut-Feder-Profilierung der Fall ist , möglichst unmittelbar vor oder während der Passage des Auftragsmittelvorhanges und während der Dauer der Werkstückpassage durch den Auftragsmittelvorhang ständig mit einem in Stärke, Form und Richtung einstellbaren Druckluftstrom beaufschlagt und an diesen Bereichen von Auftragsmittelüberschüssen befreit werden.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe kennzeichnet sich die eingangs genannte Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer erfindungsgemäß dadurch, daß an der Außenwand der Kammer wenigstens ein zur Werkstückdurchlaßöffnung abstandseinstellbarer und zur Ebene der Werkstückdurchtrittsöffnung winkelverstellbarer Druckluft-Form-Düsensatz angeordnet und mittels eines einstellbaren Druckluftdosierventiles und eines zeitgesteuerten Sperrventiles mit einer Druckluftquelle verbunden ist, und daß im Inneren der Kammer, nahe der austrittsseitigen Werkstücksdurchlaßöffnung wenigstens eine zur Werkstückoberfläche gerichtete, abstands- und winkeleinstellbare Druckluft-Formdüse oder ein -Formdüsensatz angeordnet ist, welcher mittels eines Druckluftdosierventiles sowie eines eigenen, zeitgesteuerten Sperrventiles mit der Druckluftquelle verbunden ist.

Bei dem genannten Verfahren und der Kammer nach der Erfindung wird auf den ersten Blick hin gesehen, dem Grundprinzip der Vakuum-Beschichtungstechnik zuwider gehandelt. Normalerweise wird nämlich alles getan, um ein "Vakuumleck" zu vermeiden oder, wenn unvermeidbar, so klein wie möglich zu halten, damit die unterdruckerzeugenden Saugaggregate nicht unnötig belastet werden. Die Erfindung bricht mit dieser bisherigen Praxis und beaufschlagt die Vorder- und Hinterenden unmittelbar vor oder beim Passieren der austrittsseitigen Schablone mit Druckluft. Diese kurzzeitige Druckluftstrahlbeaufschlagung hat zweierlei Effekte. Ein scharfer, flach geformter Druckluftstrahl kann sich kurzfristig als Sperre zwischen der Öffnung der Schablone und dem Auftragsmittelvorhang im Inneren der Kammer legen, und er kann bereits vorher im Überschuß niedergeschlagenes Auftragsmittel aufgrund seiner Blaswirkung entfernen.

In Versuchen hat sich ergeben, daß diese kurzfristige Druckluftstrahlbeaufschlagung Farbüberschüsse beseitigt, ohne den Auftrag des Auftragsmittels negativ zu beeinflussen.

Bei Werkstücken, die am Vorder- und/oder Hinterende oder auch auf der Länge versetzte Oberflächen haben, Schrägabstufungen aufweisen, Quernute aufweisen usw., wird erfindungsgemäß, vorzugsweise von außen, beim Passieren der Schablone an der Austrittsseite der Kammer kurzfristig ein Druckluftstrahl ausgestoßen. Dieser Strahl hat die Form einer flachen Wand. Sein Effekt ist wiederum zweifach. Bei der Passage der tieferliegenden Oberfläche wirkt der Druckluftstrahl so, als würde die gegenüberliegende Kante der Schablonenöffnung in Richtung der tieferliegenden Werkstückoberfläche herabgezogen, so daß der Auftragsmittelschleier an der tiefergezogenen "durch Druckluft erzeugten" Schablonenkante entsteht, so daß der Auftragsmittelniederschlag in gleicher Weise erfolgt, wie bei den anderen Werkstückoberflächen. Der zweite Effekt ist der reine Blaseffekt, durch den etwa bereits vorher niedergeschlagener Auftragsmittelüberschuß entfernt wird. Der Effekt tritt auch bei Quernuten in der gleichen Weise ein. Wenn die Werkstückoberfläche Sacklöcher aufweist, dann genügt es unmittelbar vor oder während der Passage einen Druckluftformstrahl in die Sacklöcher zu treiben, um Auftragsmittelüberschüsse wegzublasen. Alle diese Druckluftbeaufschlagungen erfolgen zeitgesteuert, und zwar immer dann, wenn die betreffende Stelle des Werkstückes die passende Düse erreicht hat. Die Beaufschlagung wird beendet, und zwar ebenfalls zeitlich gesteuert, wenn die betreffende Abweichung der Werkstückoberfläche die jeweilige Düse passiert hat.

Bei Werkstücken mit starker und feiner Gliederung, insbesondere mit tiefen, schmalen Nuten bei Nut-Feder-Profilen, wird mit entsprechend eingestellten, in der Kammer angeordneten Flachdüsen unmittelbar vor oder während der Passage des Auftragsmittelvorhanges ein Druckluftstrom oder -strahl in die Nut geblasen, so daß jeglicher Auftragsmittelüberschuß entfernt wird.

Das Ergebnis dieses Vorgehens beim Verfahren und der Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer besteht darin, daß keine tropfenden Vorder- und Hinterenden mehr auftreten, daß Längsnute bei Nut-Feder-Profilen wegen des vermiedenen Auftragsmittelüberschusses einwandfrei zusammensteckbar sind, daß Querverzapfungen und Querverbindungen mit anderen Werkstücken zuverlässig herstellbar sind, daß Querabstufungen, Schrägen sauber beschichtet sind.

Um den jeweils günstigsten Effekt mit der geringsten Druckluftmenge zu erzielen, kommt es darauf an, daß die Druckluftformdüsen die geeignete kleinstmöglichste Größe, die günstigste Form haben und daß sie auch in Bezug auf das passierende Werkstück optimal anstellbar sind. So z. B. die Fächer- oder Flachstrahldüsen, die exakt in die Nutmitte gerichtet sein sollen und dabei waagerecht und mittig zum Nutquerschnitt blasen sollen. Bei anderen Düsen kommt es auch auf den Abstand und auf den Anstellwinkel zur Oberfläche mit an. Es ist daher sinnvoll, wenn jede einzelne Düse in Bezug auf das Werkstück abstands- und lagerichtungsverstellbar ist. Ebenso ist erfindungsgemäß für jede einzelne Düse oder jeden Düsensatz der Vordruck verstellbar und dem Zweck anpaßbar.

Bei der Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 2 wird die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch verbessert, daß die Werkstücke während der Beschichtung vor, innen und hinter der Kammer mit hoher, insbesondere Sogkräften widerstehender, Lagepräzision gefördert und dabei mit einstellbar hochkonstanter Geschwindigkeit bewegt werden.

Die auf das Werkstück einwirkenden Luftkräfte sind vorzugsweise im Bereich der Austrittsöffnung der Kammer extrem hoch, und durch die erfindungsgemäß vorgesehene Druckluftbeaufschlagung kommen weitere Kräfte hinzu, so daß die Förderung mit exakter Lageführung erfolgen muß. Außerdem kommt es sehr darauf an, daß die Fördergeschwindigkeit hoch konstant ist, denn der Zeitpunkt der Druckluftbeaufschlagung muß immer dann erfolgen, wenn ein Werkstückende oder eine Unebenheit die für diesen Fall zuständige Druckluftformdüse passiert.

Zur Auslösung zeitgerechter Blasvorgänge ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, daß das Verfahren zeitgesteuert arbeitet, indem an der Eintrittsseite der Kammer ein Sensorschalter vorgesehen ist, welcher abhängig von der Fördergeschwindigkeit einen Zeitschalter bzw. eine Zeitsteuer-Schalteinheit auslöst und je nach Geschwindigkeit dafür sorgt, daß die Blasvorgänge zum geeigneten Zeitpunkt ausgelöst werden. Zweckmäßig ist es, das Verfahren derart weiterzubilden, daß die Werkstückabtastung berührungsfrei erfolgt.

Die Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer ist zweckmäßigerweise gemäß Anspruch 6 zumindest oberhalb der Werkstückdurchlaßöffnung mit einer vorzugsweise mehrteiligen, schallgedämmten Flachdüse bzw. einem Flachdüsensatz versehen.

Auch die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 schlägt vorzugsweise eine geräuschgedämmte Flachstrahldüsenanordnung vor, die in der Kammer neben der Werkstückbahn horizontal und in die Längsnut gerichtete Düsenstrahlen aussenden kann.

Gemäß Anspruch 8 sind auch in der Kammer Druckluftformdüsen vorgesehen, die nahe der Werkstücksaustrittsöffnung, also der Schablone auf der Austrittsseite, bei Unterbrechungen der Oberfläche bei Vertiefungen oder Sacklöchern eine formangepaßte Druckluftbeaufschlagung durchführen können.

Bei allen Düsenanordnungen ist darauf zu achten, daß ihre Strahlen unmittelbar vor, vorzugsweise während der Passage des Auftragsmittelvorhanges auf das Werkstück treffen.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß derartige Düsen von allen Seiten her - insbesondere auch von unten - gegen die Werkstückoberfläche gerichtet vorgesehen werden können, wenn dies die spezielle Form des Werkstückes erfordert.

Bei der Weiterbildung gem. Anspruch 9 wird auf die Konsistenz des jeweiligen Auftragsmittels Rücksicht genommen. So kann es je nach Zähigkeit o. dgl. des Auftragsmittels günstig sein, mit Strahldüsen zu arbeiten, während andere Auftragsmittel besser mit Diffusordüsen gehandhabt werden können.

Entsprechend der Weiterbildung nach Anspruch 10 sieht die Erfindung vor, daß alle Düsen bedarfsabhängig mit einem zwischen 7-9 bar einstellbaren Vordruck arbeiten.

Gemäß Anspruch 11 ist es günstig, dafür zu sorgen, daß die Luftaustrittsöffnung jeder Düse für Druckluft nicht näher als 2 bis 3 mm vom jeweils höchsten Bereich der Werkstückoberfläche eingestellt wird.

Gemäß Anspruch 12 wird die Lagekonstanz der Förderung der Werkstücke in der Kammer und die Geschwindigkeit dadurch erreicht, daß eine Bürstenwalzenfördereinheit vorgesehen ist, die lastunabhängig synchron arbeitet und daß mit Abstand über den Bürstenwalzen ein höheneinstellbarer und druckeinstellbarer Andruckrollensatz vorgesehen ist, der die Werkstücke niederhält, während Seitenführungsrollen, die einstellbar beiderseits der Führungs- und Förderstrecke angeordnet sind, die Linearität in Längsrichtung sichern.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 13 berücksichtigt die Tatsache, daß die höchste mechanische Beanspruchung durch Luftkräfte beim Passieren der Austrittsöffnung der Kammer stattfindet. Daher ist vorgesehen, daß an der Austrittsöffnung außen eine Zahnscheibenauszugseinrichtung angeordnet ist, welche mit einstellbarer Geschwindigkeit lastunabhängig synchron angetrieben ist.

Zweckmäßig ist es gemäß Anspruch 14, daß die Zahnscheibenauszugseinrichtung eine um eine lotrecht verlaufende Achse drehend angetriebene, am Umfang gezahnte, auswechselbare Zahnscheibe sowie eine ihr mit Abstand gegenüber angeordnete Gegendruckrolle aufweist und daß der Umfang der Zahnscheibe wenigstens näherungsweise an das Kantenprofil der jeweilige Werkstücke formschlüssig angepaßt ist. So kann die Zahnscheibe so ausgebildet sein, daß sie in die Breite und Tiefe einer Werkstück-Längsnut eingreift.

Mit dieser Weiterbildung können beliebig gestaltete Querschnitte von Werkstücken erfaßt und zuverlässig gegen Quer- und Sogkräfte und infolge der Zahnscheibe auch geschwindigkeitskonstant geführt werden.

Gemäß Anspruch 15 ist außerhalb, und zwar an der Eintrittsseite der Vakuumbeschichtungskammer, in definiertem Abstand, ein Sensorschalter vorgesehen, der auf das jeweils passierende Vorder- und Hinterende der Werkstücke mit einer Schalterhandlung anspricht.

Gemäß Anspruch 16 ist dieser Sensorschalter vorzugsweise als Lichtschranke ausgebildet, welche gemäß Anspruch 17 eine Zeitschalteinrichtung betätigt, die als Zeitsteuereinrichtung dafür sorgt, daß alle Düsen, ob Formdüsen, Punktdüsen oder Düsensätze stets dann in Tätigkeit treten, wenn eine dafür vorgesehene, zu beaufschlagende Stelle oder Unebenheit der Werkstückoberfläche die betreffende Düse passiert.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer, anhand welcher auch die Ausübung des Verfahrens erläutert werden kann, ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schema-Schnittansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer, eingebunden in eine Förderstrecke,

Fig. 2 eine perspektivische Schemadarstellung der Kammer gem. Fig. 1 in vereinfachter Wiedergabe,

Fig. 3 u. 3a Schema-Schnittansichten der Ausbildung des Auftragsmittelvorhanges, an der Austrittsschablone ohne bzw. mit Druckluftbeaufschlagung,

Fig. 4 eine Schema-Ansicht eines gegliederten und gestuften sowie mit Querunterbrechungen der Oberfläche versehenen Werkstückes,

Fig. 5 eine Stirnansicht gem. Pfeil V in Fig. 4.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer 1. Diese ist üblicherweise als dicht schließende Kammer ausgebildet und an eine kräftige Saugeinrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen. Ferner ist eine ebenfalls aus Einfachheits- und Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Auftragsmittel-Dosier- und Zuführeinrichtung vorgesehen. Die Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer, im folgenden einfach Kammer 1 genannt, ist in den Verlauf einer aus Zu- und Abförderer bestehenden Förderstrecke 2 eingeschaltet. Die Förderrichtung ist mit Pfeil 3 angegeben.

Durch die Kammer 1 hindurch verlängert sich die Förderstrecke 2 in einem synchron mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbaren Bürstenwalzentransporteur 4. Fixiert während des Transportes wird mittels eines verstellbaren Andruckrollensatzes 5, bei dem auch der Andruck einstellbar ist. Die Seitenführung übernehmen Seitenführungsrollen 6 beiderseits der Förderstrecke.

Die Kammer 1 hat an der Werkstückeintrittsseite eine Werkstückeintrittöffnung 7 und an der Werkstückaustrittsseite eine nicht näher in Einzelheiten wiedergegebene Werkstückaustrittsöffnung in Form einer Schablone 8. Die Schablone 8 (Matrize) ist leicht auswechselbar. Sie hat eine Werkstückdurchtrittsöffnung 9, welche dem Querschnitt zum Beschichten der Werkstücke 10 formgetreu, jedoch mit einem gewissen allseitigen Übermaß, angepaßt ist.

Die Fig. 3 zeigt, daß zwischen der Schablone 8 und dem Werkstück 10 ein Spalt 11 besteht, durch den Luft in den Unterdruck der Kammer 1 in starkem Strom eingesaugt wird, so daß sich ein Auftragsmittelschleier 12 ausbildet, der in gestrichelten Linien wiedergegeben und angedeutet ist.

Die Werkstücke 10 sind hauptsächlich prismatisch langgestreckt und können aus Holz, Kunststoff oder auch aus Metall bestehen.

Die Auftragsmittel sind flüssig, z. B. Lacke, Grundierungen, Farben, Imprägnierungen usw.

Durch den starken Sog im Spalt 11 entsteht ein Düseneffekt mit intensiver kräftiger Verwirbelung, so daß in diesem Auftragsmittelvorhang Auftragsflüssigkeit enthalten ist, die sich bei Berührung mit dem Werkstück 10 auf dessen Oberflächen niederschlägt. Die Dicke oder Menge der aufgeschlagenen Schicht von Auftragsmittel hängt davon ab, wie schnell das betreffende Werkstück durch den Auftragsmittelvorhang 12 gefördert wird, wie stark oder groß der Volumenstrom der Luft und dabei die Luftgeschwindigkeit ist - hinreichende Auftragsmittelzufuhr vorausgesetzt -. Aus diesen Erläuterungen geht hervor, daß eine konstante Fördergeschwindigkeit der Werkstücke 10 durch die Kammer 1 Voraussetzung für einen homogenen Auftragsmittelniederschlag ist. Deshalb sind die Walzen des Bürstentransporteurs 4 von einem geschwindigkeitseinstellbaren aber lastunabhängig arbeitenden Synchronantrieb angetrieben, damit die jeweils erforderliche Transportgeschwindigkeit der Werkstücke 10 eingestellt und auch konstant eingehalten werden kann.

Durch Fig. 3 wird erkennbar, daß der Spalt 11 zwischen Schablone 8 und Werkstück 10 eine charakteristische Größe ist. Es ist aber auch ersichtlich, daß dann, wenn das Werkstück 10 die Austrittsöffnung 9 passiert, hohe Sogkräfte auf das Werkstück 10 einwirken. Deshalb ist es wichtig, daß die Gegendruckrollen des verstellbaren Andruckrollensatzes 5 mit der nötigen Kraft niederhaltend auf das Werkstück 10 einwirken, um diesen Sogkräften zu widerstehen.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß der Auftragsmittelniederschlag stets dann gestört ist, wenn sich die Breite des Spaltes 11 verändert.

Solche Änderungen können auftreten, wenn das Vorderende während des Transportes in den Bereich des Auftragsmittelvorhanges 12 und in die Austrittsöffnung 9 der Schablone 8 eintritt und ebenso, wenn das Hinterende aus der Austrittsöffnung 9 austritt. In der Regel entstehen an den Stirnkanten der Werkstücke 10 vorne und hinten Auftragsmittelüberschüsse, die während der späteren Durchlauftrocknung nicht aushärten und noch während des späteren Stapelns flüssig bleiben und auf Werkstücke 10 abtropfen können.

Es wurde gefunden, daß sich dieses Abtropfen von Auftragsmittelüberschuß vermeiden läßt, wenn in der Kammer 1 in unmittelbarer Nähe der Schablone 8, also dann, wenn die Werkstückvorderkante den Auftragsmittelvorhang 12 passiert, kurzfristig eine Druckluftformdüse 13 in Betrieb genommen wird, bis die Vorder- oder Hinterkante des Werkstücks 10 den Auftragsmittelvorhang 12 passiert hat. Diese Druckluftformdüse 13 führt zu einer Veränderung der Gestalt des Auftragsmittelvorhanges 12, und sie vermag durch reine Blaswirkung Auftragsmittelüberschüsse von der Oberfläche des Werkstückes 10 zu entfernen. Um bei geringstem Luftverbrauch eine optimale Wirkung zu erzielen, ist es erforderlich, daß die Druckluftformdüse 13 abstands- und richtungsveränderbar gegen die Werkstückoberfläche angeordnet ist.

Ähnliche Verhältnisse treten auf, wenn die Werkstücke 10 wie die Fig. 4 zeigt, am Vorderende eine Abstufung 14, danach einen schräg ansteigenden Abschnitt 15 aufweisen, um erst dann in eine ebene Fläche (Oberfläche 16) überzugehen oder wenn Quernute 17 über die Oberfläche verlaufen oder wenn Sacklöcher 18 vorhanden sind.

Die Fig. 3 zeigt, daß auch in diesen Fällen die Ausbildung des Auftragsmittelvorhanges gestört ist, weil die Breite oder der Querschnitt des Spaltes 11 verändert ist. Für diesen Zweck sind an der Austrittsseite der Kammer 1 Druckluftformdüsen 19 in Bezug auf das Werkstück abstands- und winkelverstellbar befestigt, die dann in Betrieb gesetzt werden, wenn derartige Stellen 14, 15, 17 den Auftragsmittelvorhang 12 bzw. die Werkstückaustrittsöffnung 9 passieren.

Die Fig. 3a zeigt den Effekt der außen angeordneten Druckluftformdüsensätze 19. Der Druckluftstrahl vorzugsweise aus Fächerdüsen, wirkt, als würde die Schablone verkleinert, d. h. der Auftragsmittelschleier 12 wird in die in Fig. 3a in strichpunktierten Linien angedeutete Lage gedrängt. Auf diese Weise entstehen während der Passage der Stellen 14, 15, 17 der Werkstücke 10 Verhältnisse, die denen angenähert sind, die während der Passage der ebenen Oberfläche 16 herrschen. Infolgedessen erfolgt bereits an solchen Stellen am Eingang, aber auch während der Passage der Quernute 17, eine nahezu homogene Beschichtung mit Auftragsmittel. Etwaige Auftragsmittelüberschüsse werden zusätzlich durch die reine Blaswirkung von der Oberfläche entfernt.

Durch entsprechende Winkeleinstellung und Abstandseinstellung und Einstellung des Blasdruckes und Wahl der Düsen, kann dieser Effekt sowohl dem Auftragsmittel als auch der Form des jeweiligen Werkstückes angepaßt werden. Wenn jedoch z. B. Sacklöcher 18 passieren, dann ist es sinnvoll, in der Kammer zusätzlich oder an Stelle der Druckluftformdüsen 13 an geeigneter Stelle einstellbare Punktdüsen einzubauen. In vielen Fällen kann durch geeignete Einstellung der außen angebrachten Druckluftformdüsen 19 die Arbeit der innenliegenden Druckluftformdüsen 13 ersetzt werden, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn Sacklöcher 18 von Überschüssen zu befreien sind.

Die Erfahrungen haben gezeigt, daß mit diesem Vorgehen, das an sich der üblichen Arbeitsweise mit Kammern 1 zuwider handelt, indem Druckluft in den mit großem Aufwand erzeugten Unterdruck eingeblasen wird - der Unterdruck demnach geschwächt wird -, vielseitig gestaltete, gestufte und profilierte Werkstücke homogen beschichtet werden können.

Die Schablone 8 läßt sich meistens engen und tiefen Seitennuten bei Nut-Feder-Profilen der Werkstücke 10 dicht nachformen. Das Ergebnis ist, daß in der Nut 20 während der Passage der Werkstückaustrittsöffnung 9 ein größerer Spalt vorhanden ist, als der Spalt 11 zwischen den übrigen Oberflächen. Die Folge ist, daß auch in der Nut Auftragsmittelüberschüsse entstehen und niedergeschlagen werden, so daß beim späteren Verarbeiten der Werkstücke 10 Schwierigkeiten bestehen, Nut- und Feder ineinanderzufügen. Für diesen Zweck sind in der Kammer 1 wiederum möglichst nahe des Auftragsmittelvorhanges 12 bzw. der Austrittsöffnung 9 Druckluftformdüsen 21, vorzugsweise Flachstahlstrahldüsen, einstellbar angeordnet, welche so ausgerichtet werden, daß sie ihren Druckluftstrom symmetrisch in die Tiefe der Nut 20 richten. Je nach Einstellung des Blasdruckes und der Form der Düsen läßt sich erreichen, daß das Auftragsmittel aus der Nut entfernt wird, soweit es in Form einer Schicht auf den Nutoberflächen haftet, bzw. niedergeschlagen wurde, so daß lediglich die in die Oberfläche der Nut eingedrungene Auftragsmittelmenge verbleibt. Auf diese Weise kann nach dem Abtrocknen der Werkstücke 10 ein müheloses Zusammenfügen von Nut und Feder vorgenommen werden. Im Gegensatz zu den Düsen 13 und 19 arbeitet die Düse 21 während der Werkstückpassage kontinuierlich. Die anderen Düsen 13 und 19 arbeiten jeweils nur zeitlich gesteuert kurzfristig, wenn die betreffenden Stellen 14, 15, 17, 18 in der Nähe oder im Auftragsmittelvorhang 12 sind, bzw. die Werkstückaustrittsöffnung 9 passieren.

Für die Düsen 13, 19, 21 werden zweckmäßigerweise schallgedämmte Flachstahlstrahldüsen bzw. Düsensätze verwendet. In die Druckluftzuleitung zu diesen Düsen 13, 19, 21 sind Stellventile 22 eingebaut, und Sperrventile 23 dienen zwischen einer Druckluftquelle 24a zum Ein- und Ausschalten der Düsen 13, 19, 21. Die Stellventile 22 werden anwendungsabhängig so eingestellt, daß die Düsen 13, 19, 21 einen Vordruck haben, der zwischen 7 und 9 bar liegt.

Bei bestimmten Auftragsmittelkonsistenzen können alle Düsen 13, 19, 21 oder auch einige als Diffusordüsen ausgebildet werden, wenn sich damit bessere Ergebnisse erzielen lassen.

Bei der Passage unebener Werkstückoberflächen muß darauf geachtet werden, daß der geringste Abstand einer Öffnung der Düsen 13, 19, 21 von der höchsten Werkstückoberfläche 16 oder der entsprechenden Seitenkante eine Größe von ca. 2-3 mm nicht unterschreitet.

Um die Düsen 13, 19, 21 ein- und auszuschalten, ist eine Zeitsteuereinrichtung 24 vorgesehen, die sich auf die Werkstückfördergeschwindigkeit einstellen läßt und die für jedes der Sperrventile 23 eine bestimmte Einschaltzeit und Einschaltdauer bestimmt. In Gang gesetzt wird diese Zeitsteuereinheit 24 von einem Sensorschalter 25, vorzugsweise einer Lichtschranke, die in definiertem Abstand außen an der Eintrittsseite der Kammer 1 angeordnet ist, über der Förderstrecke 2, oder neben derselben liegt und auf die Werkstückvorder- und -hinterenden anspricht, so daß das Zeitprogramm in Gang gesetzt wird.

Damit die Zeitsteuerung funktionieren kann, ist höchste Geschwindigkeitskonstanz erforderlich. Damit die Homogenität des Auftragsmittelniederschlages gesichert ist, muß allerhöchste Lagepräzision der Werkstücke 10 während der Förderung gegenüber den durch Druckluftbeaufschlagung noch stärker mechanisch beanspruchten Werkstücken gesichert werden. Deshalb ist unmittelbar im Anschluß an die Werkstückaustrittsöffnung 9 ein sogenannter Zahnscheibenauszug bzw. eine Zahnscheibenauszugseinrichtung 26 vorgesehen. Diese besteht aus einer um eine lotrecht verlaufende Achse angetriebene Zahnscheibe 26 (siehe die zu Fig. 1 herausgezogene Draufsicht), die lastunabhängig synchron angetrieben wird und mit einem gewissen Druck mit ihrer Zahnung gegen die Seitenkante der Werkstücke faßt, wobei eine in den Figuren nicht gezeigte Gegenrolle den Andruck auffängt. Die Zahnscheibe 26 ist leicht auswechselbar ausgebildet und wird zweckmäßig so angewendet, daß sie in Nute 20 eingreift. Durch den Andruck und den formschlüssigen Eingriff der Zahnscheibe 26 in die Nute 20 der Werkstücke 10 werden die Werkstücke gegen hebende oder senkende oder ratternd wirkende Kräfte von Blas- und Sogdrücken fixiert und geführt, und die Zahnscheibe sorgt außerdem mit ihrer Zahnung für Fördergeschwindigkeitskonstanz.

Bisher wurden nur Anwendungsfälle beschrieben, bei denen die Düsen 13, 19, 21 von oben oder von der Seite her gegen das Werkstück 10 gerichtet sind. Diese Darstellung dient lediglich der Übersichtlichkeit. Es ist selbstverständlich, daß Düsen entsprechender Gestaltung auch von unten gegen das Werkstück gerichtet werden können, wenn Längsnute oder Quernute oder Abstufungen dies erfordern.

In der beschriebenen Ausgestaltung der Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer 1 schlägt sich der Gedanke nieder, daß man, unter Zuwiderhandlung der bisherigen Praxis den Unterdruck in der Vakuumbeschichtungskammer 1 so wenig wie nur irgend möglich schwächt, und zwar durch geformte, gezielte, zeitlich gesteuerte Druckbeaufschlagung, entweder an der passenden Stelle des jeweils passierenden Werkstückes oder an passenden und erforderlichen Stellen des Querschnittes, wodurch man ohne Beeinträchtigung des Vakuumbeschichtens den beschichtenden Auftragsmittelvorhang verformen und entstandene Auftragsmittelüberschüsse entfernen kann.

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr stellt dieses nur eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des Erfindungsgedankens dar.

Claims (17)

1. Verfahren zum Durchlauf-Vakuumbeschichten der Oberflächen prismatischer Werkstücke aus Holz oder Kunststoff mit flüssigen Auftragsmitteln, wie Lacken, Imprägnierungen, Farben, bei dem die Werkstücke in Richtung ihrer Längsachsen durch eine Vakuumbeschichtungskammer gefördert, in der Kammer mit einem Auftragsmittelnebel beaufschlagt und während des Passierens der Austrittsöffnung der Kammer durch einen schleierartigen Auftragsmittelvorhang geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Stellen der Werkstücke, an denen die Oberfläche örtlich begrenzt gegenüber der Prismenoberfläche in Richtung Querschnittsmitte zurückweicht oder versetzt ist, möglichst unmittelbar vor oder während der Passage des Auftragsmittelvorhanges zeitgesteuert kurzfristig mit einem in Stärke, Form und Richtung einstellbaren Druckluftstrom beaufschlagt und dabei von Auftragsmittelüberschüssen befreit werden, und daß Bereiche der Werkstücke, an denen der Prismenquerschnitt stark, insbesondere fein gegliedert ist, wie es bei Nut-Feder-Profilierung der Fall ist, möglichst unmittelbar vor oder während der Passage des Auftragsmittelvorhanges und während der Dauer der Werkstückpassage durch den Auftragsmittelvorhang ständig, mit einem in Stärke, Form und Richtung einstellbaren Druckluftstrom beaufschlagt und an diesen Bereichen von Auftragsmittelüberschüssen befreit werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke während der Beschichtung vor, in und hinter der Kammer mit hoher, insbesondere Sogkräften widerstehender Lagepräzision gefördert und dabei mit einstellbarer hochkonstanter Geschwindigkeit bewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Vorder- und -Hinterenden unmittelbar vor oder beim Eintritt in die Kammer von einem Sensor-Schalter abgetastet werden, welcher eine die Werkstückgeschwindigkeit berücksichtigende Zeitsteuer- und Schalteinheit betätigt, die ihrerseits die Druckluftzuschaltung lageorientiert zum Werkstück und zeitgesteuert aus löst.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke vom Sensor-Schalter berührungsfrei abgetastet werden.

5. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer zum Beschichten von prismatischen Werkstücken aus Holz oder Kunststoff mit flüssigen Auftragsmitteln, wie Lacken, Grundierungen, Imprägnierungen, Farben die in einen aus Zuführstrecke und Abführstrecke bestehenden Förderer eingebaut ist und die mit einer Besaugungsanlage sowie mit einer Auftragsmittelzuführ- und Dosiereinrichtung verbunden ist, eine Werkstückeintritts- sowie eine Werkstücksaustrittsöffnung aufweist sowie innen mit Werkstückführungsrollen ausgerüstet ist, welche mittels Austausches und/oder Einstellbarkeit an die Größe und Form der Prismenquerschnitte der in Richtung ihrer Längsachsen durch die Kammer geförderten Werkstücke angepaßt sind, wobei zumindest die Werkstücksaustrittsöffnung mit einer auswechselbaren Schablone ausgerüstet ist, welche eine in der Form dem Prismenquerschnitt des jeweiligen Werkstücks exakt angepaßte, in der Größe mit einem geringen, im Innern der Kammer einen Auftragsmittelvorhang verursachendes Übermaß ausgebildete Werkstückdurchlaßöffnung aufweist, zur Ausübung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand der Kammer (1) wenigstens ein zur Werkstückdurchlaßöffnung (9) abstandseinstellbarer und zur Ebene der Werkstückdurchtrittsöffnung (9) winkelverstellbarer Druckluft-Form-Düsensatz (19) angeordnet und mittels eines einstellbaren Druckluftdosierventiles (22) und eines zeitgesteuerten Sperrventiles (23) mit einer Druckluftquelle (24a) verbunden ist, und daß im Inneren der Kammer, nahe der austrittsseitigen Werkstücksdurchlaßöffnung (9) wenigstens eine zur Werkstückoberfläche gerichtete, abstands- und winkeleinstellbare Druckluft-Formdüse (21) oder ein -Formdüsensatz angeordnet ist, welcher mittels eines Druckluftdosierventiles (22) sowie eines eigenen, zeitgesteuerten Sperrventiles (23) mit der Druckluftquelle (24a) verbunden ist.

6. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand der Kammer, wenigstens oberhalb der Werkstückdurchlaßöffnung (9), ein vorzugsweise mehrteiliger, schallgedämmter Flachdüsensatz (19) vorgesehen ist.

7. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft-Formdüse (13) die in der Kammer (1) vorgesehen ist, bei Werkstücken (10) mit Nut-Feder-Kanten als geräuschgedämpfter Flachstrahldüsensatz ausgebildet und mit horizontal gegen die Längsnut (20) gerichteter Düsenachse seitlich neben der Bewegungsbahn der Werkstücke (10) angeordnet ist.

8. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft-Formdüse (13), die in der Kammer 1 vorgesehen ist, bei Werkstücken (10) mit deren Prismenoberfläche (16) unterbrechenden Vertiefungen (14, 15, 17, 18), Ausnehmungen oder Sacklöchern als der Form der jeweiligen Vertiefung angepaßte Punktdüse (13) ausgebildet und mit gegen die passierende Mitte der Vertiefung gerichteter Düsenachse angeordnet ist.

9. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formdüsen (13, 19, 21) in und außerhalb der Kammer (1) abhängig von der Konsistenz des Auftragsmittels entweder als Strahl- oder als Diffusordüsen ausgebildet sind.

10. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vordruck der Formdüsen (13, 19, 21) bedarfsabhängig auf einen Wert zwischen 7 und 9 bar einstellbar ist.

11. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnung jeder Formdüse (13, 19, 21) auf einen Mindestabstand von 2 bis 3 mm vom jeweils höchsten passierenden Werkstückoberflächenbereich eingestellt ist.

12. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer ein mit einstellbarer Geschwindigkeit, lastunabhängig synchron angetriebener Bürstenwalzenförderer (4) angeordnet ist, daß mit Abstand über dem Bürstenwalzenförderer (4) ein höheneinstellbarer und druckeinstellbarer Andruckrollensatz (5) vorgesehen ist und daß Seitenführungsrollen (6) einstellbar beiderseits der Führungs- und Förderstrecke angeordnet sind.

13. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austrittsöffnung (9) außen eine Zahnscheibenauszugseinrichtung (26) angeordnet ist, welche mit einstellbarer Geschwindigkeit, lastunabhängig synchron angetrieben ist.

14. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibenauszugseinrichtung (26) eine um eine lotrecht verlaufende Achse drehend angetriebene, am Umfang gezahnte, auswechselbare Zahnscheibe (26) sowie eine ihr mit Abstand gegenüber angeordnete Gegendruckrolle aufweist und daß der Umfang der Zahnscheibe wenigstens näherungsweise an das Kantenprofil der jeweiligen Werkstücke formschlüssig angepaßt ist.

15. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Werkstückeintrittsöffnung (7) der Kammer (1), in definiertem Abstand, ein jeweils auf das Vorder- und Hinterende der passierenden Werkstücke (10) ansprechender Sensorschalter (25) angeordnet ist.

16. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorschalter (25) als Lichtschranke ausgebildet ist.

17. Durchlauf-Vakuumbeschichtungskammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitsteuereinrichtung (24) vorgesehen ist, welche mittels des Sensorschalters ein- und ausschaltbar ist und daß alle Sperrventile (23) der Druckluft-Formdüsen (13, 19, 21), mittels der Zeitsteuereinrichtung (24) jeweils lagegerecht zum bewegten Werkstück (10) auf und/oder zustellbar sind.