EP1147816A2 - Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken - Google Patents

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EP1147816A2
EP1147816A2 EP01105722A EP01105722A EP1147816A2 EP 1147816 A2 EP1147816 A2 EP 1147816A2 EP 01105722 A EP01105722 A EP 01105722A EP 01105722 A EP01105722 A EP 01105722A EP 1147816 A2 EP1147816 A2 EP 1147816A2
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EP
European Patent Office
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piston
slide
plate
inlet
outlet
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EP01105722A
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EP1147816A3 (de
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Thomas Held
Frank Hummel
Martin Speidel
Andreas Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sieghard Schiller GmbH and Co KG
Original Assignee
Sieghard Schiller GmbH and Co KG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/027—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • B05C5/0275—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve

Definitions

  • the invention relates to a device for coating Workpieces with an application unit that have at least one at least one distributor plate and at least one has a valve unit.
  • Such coating devices are used for Coating electrical chips used in smart cards used, the chips in a row or several rows are arranged on a carrier film. In this use case need very small, precisely defined amounts of coating material are applied to the individual chips. Therefore, very high accuracy requirements are placed on the Coating device provided. With the previously known Coating devices with diaphragm valves will open when and closing the valves dosing the coating amount Material displaced, which is why the amount of coating is not can be dosed with the required accuracy. Strength Deflections in the supply channels carrying the coating material generate unwanted air cushions that only are difficult to eliminate. Should be different materials may need to be processed, the coating devices or parts of it against others, the material customized be replaced. The use of fiberglass-filled Coating materials can be used with these valves lead to constipation.
  • the invention has for its object a device for coating of workpieces to improve that the above mentioned disadvantages will be eliminated in the future.
  • the invention solves this problem by means of a device for coating workpieces with an application unit, the at least one provided with at least one nozzle Has a distributor plate and at least one valve unit, wherein the at least one valve unit as a plate slide valve with at least one inlet slide and is formed at least one outlet slide.
  • the device according to the invention is applied before the application of the coating material dosing the material in the application unit.
  • the at least one inlet slide is used for dosing opened and the at least one outlet slide closed.
  • the coating material is then applied to the or the inlet slides closed and the outlet slider (s) open.
  • the at least one inlet slide and the at least one outlet slide replaced if necessary become. This means a much lower assembly effort than the removal and installation of worn valves since then.
  • the amount of material is between the minimum an inlet valve and the at least one outlet valve preferably at least one intermediate plate with at least arranged a material-carrying channel.
  • This at least a material-carrying channel is used when dosing with coating material filled and during the subsequent coating emptied again.
  • the valve unit can be at least one through a clamping module acted upon, having at least one material-carrying channel Have pressure plate.
  • Clamping module if it is designed as a cylinder-piston arrangement is.
  • the clamping module can then have a travel-independent clamping force produce.
  • the at least one intermediate plate can preferably at least one bore receiving a piston laterally in open the at least one material-carrying channel. By driving back this at least one piston becomes the volume of the at least one material-carrying channel in the enlarged at least one intermediate plate.
  • the at least one Piston-receiving bore When dosing the Coating material in the at least one material-carrying Channel of the intermediate plate is the at least one Piston-receiving bore by lateral movement of the or the piston released. This allows the metered coating material also in the receiving the at least one piston Hole. When applying the coating material the piston will move in the opposite direction, whereby the coating material from the at least one piston receiving bore is displaced.
  • the piston can vary depending on the application and the material used more or less far, which increases flexibility the device is increased.
  • the at least one piston can advantageously be motorized be driven and the control be designed so that a compensation of the material decompression takes place, the one The consequence of this is that when the inlet slide is opened, the Material under pressure in the piston bores and material guide channels arrives, i.e. is compressed, and open after of the outlet slide relaxed again. This can be too Drop formation or lead to a large material discharge.
  • This coupling can, for example, via at least one eccentric shaft take place, which the piston holder in the direction of Longitudinal piston axis presses against the drive plate.
  • the material guide channels be guided such that the material is deflected by a maximum of 90 °.
  • the material-carrying Taper channels from the material inlet to the nozzle outlet.
  • FIG. 1 and 2 show a device 10 for coating of workpieces with an application unit 11.
  • the application unit 11 has a distributor plate 12 with a total of 12 application nozzles 19 and a valve unit with an outlet slide 13, an intermediate plate 14 and an inlet slide 15 on.
  • a pressure plate 16 and a clamping module 17, which on the Pressure plate 16 acts, ensure the tightness of the valve unit.
  • the coating material is through two material guide channels 18 in the pressure plate 16 to the Valve unit guided. Before applying the material the coating material in the material guide channels 18.1 (Fig. 2) of the intermediate plate 14 metered. This is the outlet slide 13 closed and the inlet slide 15 opened.
  • the pistons 20 are then moved outwards. Thereby the volume of the material guide channel 18.1 becomes corresponding the amount to be applied increased. After the material guide channel 18.1 is filled with coating material the inlet slide 15 is also closed.
  • the surface of the plate of the outlet valve 13 and the inlet valve 15 can be reworked as a result of wear Need to become. This results in a reduction in the plate thickness.
  • the clamping module 17 then presses over the pressure plate 16 the plate of the inlet slide 15, the intermediate plate 14 and the outlet slide 13 together, so that the inlet slide 15 and the outlet slide 13 despite the reduced Continue to close the thickness tightly.
  • a piston 20 receiving Piston receptacle 21 is transverse to the intermediate plate 14 coupled to the piston longitudinal axis (Fig. 2).
  • An eccentric shaft 22 presses the Piston receptacle 21 in the direction of the piston longitudinal axis against Drive plate 24 to couple the intermediate plate 14 with to ensure the piston 20 and the piston receptacle 21.
  • the cross section of all material guide channels 18, 18.1 is such chosen that between the outer terminals 23 and No cross-sectional expansion takes place anywhere in nozzles 19. In addition, there are at most deflections of 90 ° in the channels 18, 18.1 available, so that fiberglass-containing material is also used can be.
  • FIG. 3 shows a piston 20 of the device from FIGS. 1 and 2. Its end face 30 has one of the curved walls of the Adjusted material guide channel 18.1 of the intermediate plate 14 Course on. This ensures that the piston 20 with its end face 30 when discharging coating material in the material guide channel 18.1 flush with the wall of the Material guide channel 18 closes. Through the flush conclusion the end face 30 with the wall of the material guide channel 18 is the formation of air pockets in the coating material excluded in the area of the piston 20.

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  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Vorrichtung (10) zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit (11), die mindestens eine mit mindestens einer Düse (19) versehene Verteilerplatte (12) und mindestens eine Ventileinheit aufweist, wobei die Ventileinheit als Plattenschieberventil mit mindestens einem Einlassschieber (15) und mindestens einem Auslassschieber (13) ausgebildet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit, die mindestens eine mit mindestens einer Düse versehene Verteilerplatte und mindestens eine Ventileinheit aufweist.
Solche Beschichtungseinrichtungen werden beispielsweise beim Beschichten von in Smart Cards eingesetzten elektrischen Chips verwendet, wobei die Chips in einer Reihe oder mehreren Reihen auf einem Trägerfilm angeordnet sind. Bei diesem Anwendungsfall müssen sehr geringe, genau definierte Mengen an Beschichtungsmaterial auf die einzelnen Chips aufgetragen werden. Deshalb werden sehr hohe Genauigkeitsanforderungen an die Beschichtungsvorrichtung gestellt. Bei den bisher bekannten Beschichtungsvorrichtungen mit Membranventilen wird beim öffnen und Schließen der die Beschichtungsmenge dosierenden Ventile Material verdrängt, weshalb die Beschichtungsmenge nicht in der erforderlichen Genauigkeit dosiert werden kann. Starke Umlenkungen in den das Beschichtungsmaterial führenden Versorgungskanälen erzeugen unerwünschte Luftpolster, die nur schwer zu beseitigen sind. Sollen unterschiedliche Materialien verarbeitet werden, so müssen unter Umständen die Beschichtungsvorrichtungen oder Teile dieser gegen andere, dem Material angepasste ausgewechselt werden. Die Verwendung glasfasergefüllter Beschichtungsmaterialien kann bei diesen Ventilen zu Verstopfungen führen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken dahin gehend zu verbessern, dass die oben genannten Nachteile zukünftig entfallen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mittels einer Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit, die mindestens eine mit mindestens einer Düse versehene Verteilerplatte und mindestens eine Ventileinheit aufweist, wobei die mindestens eine Ventileinheit als Plattenschieberventil mit mindestens einem Einlassschieber und mindestens einem Auslassschieber ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vor dem Auftragen des Beschichtungsmaterials das Material in der Auftrageeinheit dosiert. Zum Dosieren wird der mindestens eine Einlassschieber geöffnet und der mindestens eine Auslassschieber geschlossen. Anschließend wird zum Auftragen des Beschichtungsmaterials der oder die Einlassschieber geschlossen und der oder die Auslassschieber geöffnet. Auf diese Weise wird das seither bekannte Zurückdrängen des Materials oder die Tropfenbildung vermieden. Ferner können der mindestens eine Einlassschieber und der mindestens eine Auslassschieber im Bedarfsfall ausgewechselt werden. Dies bedeutet einen wesentlich geringeren Montageaufwand als der seitherige Aus- und Einbau verschlissener Ventile.
Zur Dosierung der Materialmenge ist zwischen dem mindestens einen Einlassschieber und dem mindestens einen Auslassschieber vorzugsweise mindestens eine Zwischenplatte mit mindestens einem materialführenden Kanal angeordnet. Dieser mindestens eine materialführende Kanal wird beim Dosieren mit Beschichtungsmaterial gefüllt und beim anschließenden Beschichten wieder entleert.
Die Ventileinheit kann mindestens eine durch ein Spannmodul beaufschlagte, mindestens einen materialführenden Kanal aufweisende Druckplatte aufweisen. Somit können die dem Verschleiß unterliegenden mindestens einen Einlassschieber und mindestens einen Auslassschieber an der Oberfläche nachbearbeitet werden und anschließend trotz ihrer reduzierten Dicke auch weiterhin dicht schließen.
Besonders gleichmäßig arbeitend und langzeitstabil ist das Spannmodul, wenn es als Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet ist. Das Spannmodul kann dann eine wegunabhängige Spannkraft erzeugen.
In die mindestens eine Zwischenplatte kann vorzugsweise mindestens eine einen Kolben aufnehmende Bohrung seitlich in den mindestens einen materialführenden Kanal münden. Durch Zurückfahren dieses mindestens einen Kolbens wird das Volumen des mindestens einen materialführenden Kanals in der mindestens einen Zwischenplatte vergrößert. Beim Dosieren des Beschichtungsmaterials in den mindestens einen materialführenden Kanal der Zwischenplatte wird die den mindestens einen Kolben aufnehmende Bohrung durch seitliches Verfahren des oder der Kolben freigegeben. Dadurch kann das dosierte Beschichtungsmaterial auch in die den mindestens einen Kolben aufnehmende Bohrung gelangen. Beim Auftragen des Beschichtungsmaterials wird der Kolben in die entgegengesetzte Richtung verfahren, wodurch das Beschichtungsmaterial aus der den mindestens einen Kolben aufnehmenden Bohrung verdrängt wird. Der Kolben kann je nach Anwendungsfall und verwendetem Material mehr oder weniger weit aufgezogen werden, wodurch die Flexibilität der Vorrichtung erhöht wird.
Wenn die dem mindestens einen materialführenden Kanal zugewandte Stirnseite des Kolbens dem gekrümmten Verlauf der Wandung des materialführenden Kanals angepasst ist, so wird ein Eindringen des Kolbens in den materialführenden Kanal der Zwischenplatte vermieden, was zu Lufteinschlüssen unterhalb des Kolbens im materialführenden Kanal führen könnte.
Vorteilhafterweise kann der mindestens eine Kolben motorisch angetrieben sein und die Ansteuerung so ausgelegt sein, dass ein Ausgleich der Materialdekompression erfolgt, die eine Folge davon ist, dass beim öffnen des Einlassschiebers das Material unter Druck in die Kolbenbohrungen und Materialführungskanäle gelangt, also komprimiert wird, und sich nach öffnen des Auslassschiebers wieder entspannt. Dies kann zu Tropfenbildungen oder zu einem großen Materialaustrag führen.
Damit auch bei nachgearbeiteten Platten des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers der mindestens eine Kolben der neuen Lage der Zwischenplatte nachfolgen kann, kann die Kolbenaufnahme des mindestens einen Kolbens mit der Kolbenantriebsplatte in Richtung zur Kolbenlängsachse mit der Zwischenplatte gekoppelt sein.
Diese Koppelung kann beispielsweise über mindestens eine Exzenterwelle erfolgen, die die Kolbenaufnahme in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Antriebsplatte drückt.
Um Lufteinschlüsse in den materialführenden Kanälen zu vermeiden, können die Materialführungskanäle derart geführt sein, dass das Material Umlenkungen von höchstens 90° erfährt.
Um den Verschleiß der Dichtflächen des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers zu reduzieren, kann die Oberfläche des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers vorstehende Gleitbereiche aufweisen.
Um beim Verschleiß der Gleitbereiche nicht den oder die kompletten Einlassschieber, Auslassschieber, die mindestens eine Zwischenplatte und die mindestens eine Druckplatte auswechseln zu müssen, können ihre Gleitbereiche als Wechseleinsätze ausgebildet sein.
Um Lufteinschlüsse zu vermeiden, können sich die materialführenden Kanäle vom Materialeinlass bis zum Düsenaustritt verjüngen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 2
eine Schnittansicht durch die Vorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3
eine Seitenansicht auf einen Kolben der Vorrichtung aus Fig. 1.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 10 zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit 11. Die Auftrageeinheit 11 weist eine Verteilerplatte 12 mit insgesamt 12 Auftragdüsen 19 und eine Ventileinheit mit einem Auslassschieber 13, einer Zwischenplatte 14 und einem Einlassschieber 15 auf. Eine Druckplatte 16 und ein Spannmodul 17, das auf die Druckplatte 16 einwirkt, sorgen für die Dichtigkeit der Ventileinheit. Das Beschichtungsmaterial wird durch zwei Materialführungskanäle 18 in der Druckplatte 16 hindurch zu der Ventileinheit geführt. Vor dem Auftragen des Materials wird das Beschichtungsmaterial in den Materialführungskanälen 18.1 (Fig. 2) der Zwischenplatte 14 dosiert. Dazu wird der Auslassschieber 13 geschlossen und der Einlassschieber 15 geöffnet.
Anschließend werden die Kolben 20 nach außen gefahren. Dadurch wird das Volumen des Materialführungskanals 18.1 entsprechend der aufzutragenden Menge vergrößert. Nachdem der Materialführungskanal 18.1 mit Beschichtungsmaterial gefüllt ist, wird der Einlassschieber 15 ebenfalls geschlossen.
Die Oberfläche der Platte des Auslassschiebers 13 und des Einlassschiebers 15 kann in Folge des Verschleißes nachbearbeitet werden müssen. Daraus resultiert eine Verminderung der Plattendicke. Das Spannmodul 17 drückt dann über die Druckplatte 16 die Platte des Einlassschiebers 15, der Zwischenplatte 14 und des Auslassschiebers 13 zusammen, sodass der Einlassschieber 15 und der Auslassschieber 13 trotz der reduzierten Dicke weiterhin dicht schließen. Eine die Kolben 20 aufnehmende Kolbenaufnahme 21 ist mit der Zwischenplatte 14 quer zur Kolbenlängsachse gekoppelt (Fig. 2). Somit können die Kolbenaufnahme 21 und der Kolben 20 bei reduzierter Dicke des Einlassschiebers 15 und des Auslassschiebers 13 der Zwischenplatte 14 nachgeführt werden. Eine Exzenterwelle 22 drückt die Kolbenaufnahme 21 in Richtung der Kolbenlängsachse gegen eine Antriebsplatte 24, um die Koppelung der Zwischenplatte 14 mit dem Kolben 20 und der Kolbenaufnahme 21 zu gewährleisten.
Der Querschnitt aller Materialführungskanäle 18, 18.1 ist derart gewählt, dass zwischen den äußeren Anschlüssen 23 und den Düsen 19 nirgends eine Querschnittserweiterung stattfindet. Außerdem sind höchstens Umlenkungen von 90° in den Kanälen 18, 18.1 vorhanden, sodass auch glasfaserhaltiges Material verwendet werden kann.
Fig. 3 zeigt einen Kolben 20 der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2. Seine Stirnseite 30 weist einen der gekrümmten Wandung des Materialführungskanals 18.1 der Zwischenplatte 14 angepassten Verlauf auf. Dadurch wird erreicht, dass der Kolben 20 mit seiner Stirnseite 30 beim Austragen von Beschichtungsmaterial in den Materialführungskanal 18.1 bündig mit der Wandung des Materialführungskanals 18 abschließt. Durch den bündigen Abschluss der Stirnseite 30 mit der Wandung des Materialführungskanals 18 ist ein Entstehen von Lufteinschlüssen im Beschichtungsmaterial im Bereich des Kolbens 20 ausgeschlossen.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (10) zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit (11), die mindestens eine mit mindestens einer Düse (19) versehene Verteilerplatte (12) und mindestens eine Ventileinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ventileinheit als Plattenschieberventil mit mindestens einem Einlassschieber (15) und mindestens einem Auslassschieber (12) ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Einlassschieber (15) und dem mindestens einen Auslassschieber (12) mindestens eine Zwischenplatte (14) mit mindestens einem materialführenden Kanal (18.1) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit mindestens eine durch ein Spannmodul (17) beaufschlagte mindestens einen materialführenden Kanal (18) aufweisende Druckplatte (16) aufweist.
  4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmodul (17) eine wegunabhängige Spannkraft aufbringt.
  5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die mindestens eine Zwischenplatte (14) mindestens eine einen Kolben (20) aufnehmende Bohrung seitlich in den mindestens einen materialführenden Kanal (18.1) mündet.
  6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kolben (20) motorisch angetrieben ist.
  7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kolben (20) so angesteuert ist, dass ein Ausgleich der Materialkompression erfolgt.
  8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenaufnahme (21) des mindestens einen Kolbens (20) mit der mindestens einen Zwischenplatte (14) in Richtung senkrecht zur Kolbenlängsachse gekoppelt ist.
  9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Exzenterwelle (22) die Kolbenaufnahme (21) in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Antriebsplatte (24) drückt.
  10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem mindestens einen materialführenden Kanal (18.1) zugewandte Stirnseite (30) des mindestens einen Kolbens (20) dem gekrümmten Verlauf der Wandung des mindestens einen materialführenden Kanals (18.1) angepasst ist.
  11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialführungskanäle (18, 18.1) derart geführt sind, dass das Material Umlenkungen von höchstens 90° erfährt.
  12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des mindestens einen Einlassschiebers (15) und des mindestens einen Auslassschiebers (12) vorstehende Gleitbereiche aufweist.
  13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche des mindestens einen Einlassschiebers (15) und des mindestens einen Auslassschiebers (12), der mindestens einen Zwischenplatte (14) und der mindestens einen Druckplatte (16) als Wechseleinsätze ausgebildet sind.
  14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die materialführenden Kanäle (18, 18.1) vom Materialeinlauf (23) bis zum Düsenaustritt (19) hin verjüngen.
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