EP3572196B1 - Andrückvorrichtung zum andrücken eines beschichtungsmaterials gegen platten- oder leistenförmige werkstücke - Google Patents

Andrückvorrichtung zum andrücken eines beschichtungsmaterials gegen platten- oder leistenförmige werkstücke Download PDF

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EP3572196B1
EP3572196B1 EP19175597.4A EP19175597A EP3572196B1 EP 3572196 B1 EP3572196 B1 EP 3572196B1 EP 19175597 A EP19175597 A EP 19175597A EP 3572196 B1 EP3572196 B1 EP 3572196B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressing
coating material
force
actuator
pressing roller
Prior art date
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Active
Application number
EP19175597.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3572196A1 (de
Inventor
Felix Schatz
Markus Blattner
Friedrich Schleeh
Hermann Nickel
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.)
Homag GmbH
Original Assignee
Homag GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Homag GmbH filed Critical Homag GmbH
Publication of EP3572196A1 publication Critical patent/EP3572196A1/de
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Publication of EP3572196B1 publication Critical patent/EP3572196B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
    • B27D5/003—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood securing a veneer strip to a panel edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
    • B27D5/006—Trimming, chamfering or bevelling edgings, e.g. lists

Definitions

  • the present invention relates to a pressing device for pressing a coating material against work pieces in the form of plates or strips according to the preamble of claim 1.
  • a pressing device for pressing a coating material against work pieces in the form of plates or strips according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from document EP2181816 A1 known.
  • edge material edge thickness, edge height, clamping of the workpiece and also the shape of the component
  • different reaction forces arise between the roller and the workpiece.
  • the position of the roller is also important, especially for edging. The more precisely the edge is positioned in relation to the pressure roller, the better the quality will be beginning of edge.
  • today's systems are difficult to position in relation to one another.
  • the present invention aims to eliminate or at least partially alleviate the above problems of the prior art.
  • a pressing device for pressing a coating material against plate-shaped or strip-shaped workpieces which preferably consist at least in sections of wood, wood-based materials, plastic or the like, has a pressure roller.
  • This pressure roller is a roller for pressing the coating material against the workpieces.
  • Such a pressure roller can, for example, be heatable and must be sufficiently strong to press a coating material (which could for example have the form of an edge band) against the workpieces so firmly that the coating material can be connected to them.
  • the pressing device according to the invention also has a holder which supports the pressure roller so that it can rotate about an axis.
  • This axis is typically the central axis of the pressure roller.
  • the pressing device also has a force regulation device which is designed to control or regulate a force with which the pressure roller presses against the coating material.
  • This force regulating device can be a traversing device that is designed to press the pressure roller against the coating material.
  • This force can be regulated separately, which leads to an increased quality of the workpieces produced.
  • the possibility of controlling the pressure forces very well also increases the quality of the gluing (Verleim-QW).
  • the contact pressure can be set electronically and is therefore part of the program in addition to the actual contour. This increases flexibility. The contact pressure setting can be used again later. In addition, with very small objects to be coated that are difficult to clamp, you do not have to change anything in the basic setting of the unit afterwards.
  • the force regulation device comprises an actuator which is mounted in the holder and has a rotatably mounted end piece.
  • This end piece serves as a bearing for the pressure roller, which is mounted eccentrically and rotatably in this end piece.
  • This storage can take place, for example, via a shaft inserted between the end piece and the pressure roller.
  • the actuator is designed to apply torque to the end piece when actuated, allowing the pressure roller to apply a compressive force against the coating material.
  • a rotation of the end piece means that the pressure roller, which is supported by the end piece, can exert a force on the coating material due to the rotation of the actuator.
  • This force can be set externally by controlled actuation of the actuator and can also be readjusted if necessary when this force is detected.
  • the path of the center point of the aggregate ie the center point of the end piece
  • the roller on the other hand, would be driven by an actuator via the lever. This presses the roller against the workpiece.
  • the unit moves around the workpiece at a distance equal to the radius of the pressure roller.
  • the lever which is provided by the eccentric bearing of the pressure roller, creates a moment that can be controlled in such a way that the contact pressure is essentially constant (even when rotating around the C-axis, which is the axis of rotation).
  • a counterforce builds up, which is used to press the coating material on.
  • the central axis of the pressure roller is offset with respect to the axis of rotation of the end piece by a distance in the range of greater than 1mm, preferably 4mm to 15mm, preferably 8mm to 12mm, more preferably about 10mm.
  • the resulting small lever allows you to work with a comparatively small moment (e.g. less than 5 Nm) in order to obtain relatively large contact forces, for example in the range of 500 N. In this respect, it is possible to miniaturize the actuator while at the same time being able to exert a high pressing force.
  • a device for supplying the coating material is provided, this device being designed in such a way that the eccentrically mounted pressure roller acts in the form of a rocker arm.
  • This embodiment of the pressure device with the pressure roller in the form of a rocker arm causes the pressure roller to lag behind the end piece. This reinforces the advantages mentioned above with regard to the eccentric mounting of the pressure roller.
  • a rocker arm is understood to mean that, in the direction of movement relative to the workpiece to be coated, the point at which the pressure roller exerts a force on the workpiece lies behind the axis of rotation of the end piece which supports the pressure roller. Since the lever ratios are known and constant, a constant reaction force can be generated between the workpiece and the roller. The torque can be adjusted via software and continuously and can be limited, which is advantageous for good control of the pressing process.
  • the actuator includes a servo motor, which can have an electric drive, for example.
  • a servomotor means that the roller can be positioned at any drag angle with respect to the edge to be coated and also at any adjustable distance from the contour. This makes it easier to bring the edge to the workpiece.
  • the servo motor is preferably designed to set a torque desired by a user and/or is designed to compensate for the friction torques and/or cogging torques. This is beneficial for the quality of the connection. The possibility of setting a desired torque is advantageous for controlling the pressing device and leads to increased quality of the components produced.
  • An electric servo motor has the advantage that the roller can be positioned at a specific angle in a controlled manner by the servo drive. This is advantageous when applying the edge to the workpiece.
  • the actuator is a pneumatic actuator. This preferably uses a proportional valve and a device to limit the pressure of the pneumatic fluid in order to apply torque to the end piece. Such a pressing device and such an actuator are easy to implement.
  • a coating device for plate-shaped or strip-shaped workpieces which preferably consist at least in sections of wood, wood-based materials, plastic or the like, has a pressing device according to one of the preceding claims.
  • the coating device is preferably designed to independently control or regulate the position and orientation of the pressure roller with respect to the workpieces and the force with which the pressure roller presses against the workpieces.
  • the pressing device 100 has a base 110 on which a pivoting device 112 is provided. With this pivoting device 112, a bearing 116 can be pivoted with respect to a pivot point. On this bearing 116, a carriage 115 is slidably mounted. The position of this carriage 115 with respect to the bearing 116 can be adjusted by means of a pneumatic actuator 114. A pressure roller 118 (shown schematically) is provided on the carriage 115 . By moving the carriage 115 with respect to the bearing 116, the position of the pressure roller 118 with respect to the pivot point of the pivoting device 112 can be shifted. Thus, the pressure roller 118 can be pressed against a coating material to be pressed in a controlled manner, for example by the force exerted by the actuator 114 being able to be controlled.
  • the aim is that the force of the pressure roller 118 is always at right angles to the workpiece to be coated through the guide 116 and the carriage 115 .
  • the pressure roller 118 repeatedly breaks out to the front or to the rear, so that this pressing at a right angle is not always guaranteed. This then leads to the fact that by the force exerted by pneumatic actuator 114 is not always the desired force, but tends to be less than that force.
  • the pressing device 200 has a holder 210, the position of which can be controlled in relation to the workpiece, for example by means of a CNC device.
  • an actuator 202 is provided within this bracket 210, which has an end piece 203, which - is pivotally mounted - in this case by ball bearings.
  • a pivoting axis or central axis A of the actuator 202 extends through the end piece 203.
  • the pressure roller 218 is eccentrically offset with respect to this central axis A, but aligned parallel to it.
  • Its central axis A' is offset by a few millimeters with respect to the central axis A of the end piece 203, so that this roller is eccentric with respect to the end piece 203.
  • FIG. 3 shows schematically a second embodiment of the pressing device according to the invention.
  • the pressing device 300 is a variant of the 2 shown pressing device, which is why only the differences to this embodiment are explained here.
  • a pneumatic actuator 302 is provided within a holder 310 .
  • a pressure roller 318 is also mounted offset with respect to the central axis A on its end piece 303 and can be rotated about the central axis A′.
  • a third embodiment is in 4 shown.
  • FIG 5 shows the third embodiment of the present invention from a different perspective.
  • the pressing device 400 has a holder 410 and an electric actuator 402 in the form of a servo motor.
  • Tests with a prototype have shown that the contact pressure forces can be set steplessly and independently of the geometry (C-axis position) by the pressure roller 418 on the component. Such tests have also shown that the dynamics are sufficiently large so that theoretically any force curves can be set on the component (more or less pressure on the radius and impact). It was only necessary to adjust the torque limit as desired. Such a control can take place, for example, in that the value of the torque is transmitted to the controller at periodic intervals. It is not necessary to change the CNC path. Process monitoring can be easily implemented using the torque limitation and querying of the torque limitation.
  • FIG. 6 shows a coating device 500 according to the invention.
  • This coating device has a holder 510 on which a pressure roller 518 is provided.
  • this coating device one of the Figures 2 to 5 shown devices are installed.
  • this coating device has a device 524 for supplying the coating material.
  • This device for supplying the coating material is designed in such a way that the eccentrically mounted pressure roller 518 acts in the form of a rocker arm.
  • the pressing device 600 has a holder 610 which encloses a plate 626 which is positioned relative to the holder 610 is rotatably mounted on ball bearings. This plate 626 supports a shaft 622 which extends through an opening 623 of the holder 610 so that it can pivot with respect to the plate 626 . Within this opening 623 (here two) elastomeric rings 620 are provided. Furthermore, force measuring devices 624 are provided in the form of strain gauges. In order to measure the force using these strain gauges, four webs are attached around the bearing point of the elastomer ring 620, on each of which two sensors offset by 90° in the X and Y directions measure the force acting on one another.
  • the roller 618 is calibrated during a referencing process in order to compensate for any fluctuations and aging effects of the elastomer.
  • the deviation of the actual force value from the target value is used in a control circuit to carry out a correction.
  • the current tool radius (distance to the workpiece) is deliberately changed in the control (CNC) in order to obtain more or less contact pressure.
  • CNC control
  • Such a process is cyclical and very dynamic.
  • the pressure roller 618 is again mounted via ball bearings. This pressure roller 618 can thus rotate with respect to the shaft 622 and at the same time exert a force on the coating material.
  • a moving device 630 is also provided, which is only shown schematically in the present case. Through this traversing device 630, the holder 610 and thus the pressure roller 618 can be shifted in a controlled manner with respect to the workpiece to be coated.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Andrückvorrichtung zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials gegen platten- oder leistenförmige Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus dem Dokument EP2181816 A1 bekannt.
    • Stand der Technik
  • Im Bereich der Möbel- und Bauelemente-Industrie müssen häufig Werkstücke im Bereich ihrer Schmal- oder Breitflächen mit einem Beschichtungsmaterial versehen werden, wenn die Werkstücke beispielsweise aus Holzwerkstoffen wie MDF, Spanplatten oder dergleichen bestehen. Meist werden die Beschichtungsmaterialien mit den Werkstück-Oberflächen verleimt, wobei sich weitere Fügetechniken entwickelt haben. Bei der Bekantung von Schmalflächen, insbesondere bei Formteilen, ist neben der Temperatur auch der Andruck des Beschichtungsmaterials entscheidend. Bei einer Verleimung wird ein Schmalflächenband mit einem Werkstück mittels einer Rolle gefügt und gepresst. Die Kraft, mit der eine Kante gegen das Werkstück gedrückt wird, hat einen Einfluss auf die Qualität der Fuge und den Schälwiderstand. Beide Aspekte sind aus Sicht des Kunden Merkmale zur Beurteilung der Bauteil-Qualität. Je nach Kantenmaterial, Kantendicke, Kantenhöhe, Aufspannung des Werkstücks und auch der Form des Bauteils stellen sich unterschiedliche Reaktionskräfte zwischen der Rolle und dem Werkstück ein. Zusätzlich zu dem Druck der Rolle ist auch die Position der Rolle speziell zum Ansetzen der Kante entscheidend. Je genauer die Kante zur Druckrolle positioniert wird, desto besser wird auch die Qualität am Kantenanfang. Heutige Systeme lassen sich jedoch nur schwer zueinander positionieren.
  • Ein weiteres Problem ist, dass heutige Systeme auf Veränderungen während des Prozesses oder auf andere externe Einflüsse nicht oder nur schlecht reagieren können. Im Idealfall kann ein Bediener vor Beginn eines Prozesses die Einstellung eines Beschichtungsaggregats ändern - ein Eingriff während eines Prozesses (z.B. beim Bearbeiten eines Konturelements) ist nur schwer möglich, erst recht nicht bei automatisierten Prozessen.
  • Bekannte Verfahren sind solche Verfahren, bei denen zum Beispiel die Rolle auf einem Schlitten vorgesehen ist, der pneumatisch verfahrbar ist. Hierbei kann der Schlitten verschwenkbar gelagert sein. Bei einer solchen Ausgestaltung sind jedoch die Kräfte, mit denen die Rolle gegen ein Werkstück drückt, nicht konstant und die Rolle ist auch nur schwer korrekt positionierbar. Wenn die Anpresskraft über eine Kreuzschlittenmechanik erzielt wird, ist eine konstante Anpresskraft kaum möglich. Bei dem Aufbringen einer Anpresskraft mit linearer Tastung ist der Anstellwinkel immer konstant. Dies ist jedoch bei einer dicken Kante problematisch. Ferner besteht prinzipiell die Möglichkeit, manuelle Verleimaggregate zu verwenden, wo die Anpresskraft und der Anstellwinkel zur Kontur manuell eingestellt werden. Jedoch können solche Systeme nur schwer bei hohen Stückzahlen industriell eingesetzt werden.
  • Bekannter Stand der Technik wird z.B. in der WO 2015/022362 A1 gezeigt.
  • Die US 2,599,712 A offenbart Merkmale, die unter den Oberbegriff des Anspruchs 1 fallen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die genannten Probleme des Standes der Technik zu beheben oder wenigstens teilweise zu lindern.
  • Die Erfindung wird durch Anspruch 1 definiert. In den abhängigen Ansprüchen werden bevorzugte Ausführungsformen definiert.
  • Nach Anspruch 1 weist eine Andrückvorrichtung zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials gegen platten- oder leistenförmige Werkstücke, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, eine Andrückrolle auf. Bei dieser Andrückrolle handelt es sich um eine Rolle zum Andrücken des Beschichtungsmaterials gegen die Werkstücke. Eine solche Andrückrolle kann zum Beispiel beheizbar sein und muss hinreichend fest sein, um ein Beschichtungsmaterial (welches zum Beispiel die Form eines Kantenbandes haben könnte) so fest gegen die Werkstücke anzudrücken, dass das Beschichtungsmaterial mit diesen verbunden werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Andrückvorrichtung weist ferner eine Halterung auf, welche die Andrückrolle um eine Achse drehbar lagert. Bei dieser Achse handelt es sich typischerweise um die Mittelachse der Andrückrolle.
  • Die Andrückvorrichtung weist ferner eine Kraftregulierungseinrichtung auf, welche dazu ausgestaltet ist, eine Kraft zu steuern oder zu regeln, mit der die Andrückrolle gegen das Beschichtungsmaterial drückt. Bei dieser Kraftregulierungseinrichtung kann es sich um eine Verfahreinrichtung handeln, die dazu ausgestaltet ist, die Andrückrolle gegen das Beschichtungsmaterial zu drücken. Dadurch, dass eine separate Kraftregulierungseinrichtung vorgesehen ist, um die Kraft zu steuern oder zu regeln, mit der die Andrückrolle gegen die Werkstücke gedrückt wird, kann diese Kraft separat geregelt werden, was zu einer erhöhten Qualität der hergestellten Werkstücke führt. Durch die Möglichkeit, die Andruckkräfte sehr gut zu steuern, erhöht sich auch die Qualität der Verleimung (Verleim-QW). Bei Ausführungsformen kann der Anpressdruck elektronisch eingestellt werden und ist somit Teil des Programms zusätzlich zu der eigentlichen Kontur. Dies erhöht die Flexibilität. Die Einstellung des Anpressdrucks kann später erneut verwendet werden. Außerdem muss man bei sehr kleinen zu beschichtenden Objekten, die schwer zu spannen sind, hinterher nichts an der Grundeinstellung des Aggregats ändern.
  • Erfindungsgemäß ist, dass die Kraftregulierungseinrichtung einen in der Halterung gelagerten Aktor umfasst, welcher ein drehbar gelagertes Endstück aufweist. Dieses Endstück dient als Lagerung für die Andrückrolle, welche in diesem Endstück exzentrisch und drehbar gelagert wird. Diese Lagerung kann zum Beispiel über eine zwischen dem Endstück und der Andrückrolle eingefügte Welle erfolgen. Der Aktor ist so ausgestaltet, dass er bei Betätigung ein Drehmoment auf das Endstück ausübt, sodass die Andrückrolle eine Drückkraft gegen das Beschichtungsmaterial ausüben kann.
  • Dadurch, dass die Andrückrolle bezüglich des Endstücks exzentrisch gelagert ist, führt eine Drehung des Endstücks dazu, dass die Andrückrolle, die von dem Endstück gelagert wird, aufgrund der Drehung des Aktors eine Kraft auf das Beschichtungsmaterial ausüben kann. Diese Kraft ist durch das geregelte Betätigen des Aktors extern einstellbar und kann gegebenenfalls bei Erfassung dieser Kraft auch nachgeregelt werden. In einem entsprechenden System wäre zum Beispiel die Bahn des Mittelpunkts des Aggregats (d. h. des Mittelpunkts des Endstücks) programmiert, welches um die Kontur des zu beschichtenden Werkstücks fährt. Die Rolle würde hingegen über den Hebel von einem Aktor angetrieben werden. Hierdurch wird die Rolle an das Werkstück gedrückt. Das Aggregat fährt dabei im Abstand des Radius der Andrückrolle um das Werkstück. Beim Abfahren der Kontur stellt sich durch den Hebel, der durch die exzentrische Lagerung der Andrückrolle gegeben ist, ein Moment ein, welches so geregelt werden kann,
    dass die Anpresskraft im Wesentlichen (auch bei Drehung um die C-Achse, welche die Drehachse ist) konstant ist. Anders gesagt baut sich bei der Berührung von Andrückrolle und Beschichtungsmaterial eine Gegenkraft auf, welche zum Andrücken des Beschichtungsmaterials genutzt wird.
  • Besonders bevorzugt wird, dass die Mittelachse der Andrückrolle bezüglich der Drehachse des Endstücks um einen Abstand im Bereich von größer als 1mm, bevorzugt 4 mm bis 15 mm, bevorzugt 8 mm bis 12 mm, stärker bevorzugt ungefähr 10 mm versetzt ist. Durch den so entstehenden kleinen Hebel kann man mit einem vergleichsweise kleinen Moment (zum Beispiel von weniger als 5 Nm arbeiten), um verhältnismäßig große Andruckkräfte zum Beispiel im Bereich von 500 N zu bekommen. Insofern wird es ermöglicht, den Aktor zu miniaturisieren, während man gleichzeitig eine hohe Anpresskraft ausüben kann.
  • Weiterhin wird bevorzugt, dass eine Vorrichtung zum Zuführen des Beschichtungsmaterials vorgesehen ist, wobei diese Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass die exzentrisch gelagerte Andrückrolle in der Form eines Schlepphebels wirkt. Diese Ausgestaltung der Andrückvorrichtung mit der Andrückrolle in der Form eines Schlepphebels führt dazu, dass die Andrückrolle dem Endstück hinterhereilt. Dies verstärkt die weiter oben bezüglich der exzentrischen Lagerung der Andrückrolle genannten Vorteile. Unter einem Schlepphebel wird verstanden, dass in der Verfahrrichtung bezüglich des zu beschichtenden Werkstücks der Punkt, an dem die Andrückrolle eine Kraft auf das Werkstück ausübt, hinter der Drehachse des Endstücks liegt, welches die Andrückrolle lagert. Da die Hebelverhältnisse bekannt und konstant sind, kann man somit eine konstante Reaktionskraft zwischen Werkstück und Rolle erzeugen. Das Drehmoment kann über Software und stufenlos eingestellt werden und kann begrenzt werden, was für eine gute Steuerung des Andrückvorgangs von Vorteil ist.
  • Es wird weiterhin bevorzugt, dass der Aktor einen Servomotor umfasst, welcher zum Beispiel einen elektrischen Antrieb aufweisen kann. Ein solcher Servomotor führt dazu, dass die Rolle mit einem beliebigen Schleppwinkel bezüglich der zu beschichtenden Kante und auch mit einem beliebig einstellbaren Abstand zur Kontur positioniert werden kann. Dies erleichtert das Zubringen der Kante zu dem Werkstück. Bevorzugt ist der Servomotor dazu ausgestaltet, ein von einem Benutzer gewünschtes Drehmoment einzustellen und/oder ist dieser dazu ausgestaltet, die Reibmomente und/oder Rastmomente zu kompensieren. Dies ist für die Qualität der Verbindung von Vorteil. Die Möglichkeit der Einstellung eines gewünschten Drehmoments ist für die Regelung der Andrückvorrichtung von Vorteil und führt zu einer erhöhten Qualität der hergestellten Bauteile. Ein elektrischer Servomotor hat als Vorteil, dass die Rolle durch den Servoantrieb kontrolliert auf einen bestimmten Winkel positioniert werden kann. Dies ist beim Ansetzen der Kante an dem Werkstück von Vorteil.
  • Weiterhin wird angedacht, dass der Aktor ein pneumatischer Aktor ist. Dieser verwendet bevorzugt ein Proportionalventil und eine Einrichtung zur Druckbegrenzung des pneumatischen Fluids, um ein Drehmoment auf das Endstück aufzubringen. Eine solche Andrückvorrichtung und ein solcher Aktor sind leicht zu implementieren.
  • Weiterhin wird bevorzugt, dass eine Beschichtungsvorrichtung für platten- oder leistenförmige Werkstücke, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen Kunststoff oder ähnlichen bestehen, eine Andrückvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Die Beschichtungsvorrichtung ist bevorzugt dazu ausgestaltet, die Position und Ausrichtung der Andrückrolle bezüglich der Werkstücke und die Kraft, mit der die Andrückrolle gegen die Werkstücke drückt, unabhängig voneinander zu steuern oder zu regeln. Eine solche Beschichtungsvorrichtung weist die bezüglich der eingangs beschriebenen Merkmale erwähnten Vorteile auf.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Fig. 1 zeigt eine Andrückvorrichtung nach dem Stand der Technik.
    • Fig. 2 zeigt eine Andrückvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform.
    • Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer Andrückvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
    • Fig. 4 zeigt eine Andrückvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
    • Fig. 5 zeigt eine Andrückvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform aus einer anderen Perspektive.
    • Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung.
    • Fig. 7 zeigt eine weitere Andrückvorrichtung.
    Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine Andrückvorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Die Andrückvorrichtung 100 weist eine Basis 110 auf, auf der eine Verschwenkungseinrichtung 112 vorgesehen ist. Mit dieser Verschwenkungseinrichtung 112 kann eine Lagerung 116 bezüglich eines Drehpunktes verschwenkt werden. Auf dieser Lagerung 116 ist ein Schlitten 115 verschiebbar gelagert. Die Position dieses Schlittens 115 bezüglich der Lagerung 116 kann mittels eines pneumatischen Aktors 114 eingestellt werden. Auf dem Schlitten 115 ist eine Andrückrolle 118 (schematisch dargestellt) vorgesehen. Durch Verschieben des Schlittens 115 bezüglich der Lagerung 116 kann die Position der Andrückrolle 118 bezüglich des Drehpunktes der Verschwenkungseinrichtung 112 verschoben werden. Somit kann die Andrückrolle 118 geregelt gegen ein anzudrückendes Beschichtungsmaterial gedrückt werden, indem zum Beispiel die durch den Aktor 114 ausgeübte Kraft gesteuert werden kann.
  • Bei einer solchen Ausgestaltung wird darauf abgezielt, dass die Kraftwirkung der Andrückrolle 118 durch die Führung 116 und den Schlitten 115 immer im rechten Winkel zu dem zu beschichtenden Werkstück ist. In der Praxis bricht jedoch die Andrückrolle 118 immer wieder nach vorne oder nach hinten aus, sodass dieses Andrücken im rechten Winkel nicht immer gewährleistet ist. Dies führt dann dazu, dass die durch den pneumatischen Aktor 114 ausgeübte Kraft nicht immer die SollKraft ist, sondern tendenziell weniger ist als diese Kraft.
  • Fig. 2 zeigt in einer partiellen Schnittansicht eine Andrückvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Andrückvorrichtung 200 weist eine Halterung 210 auf, die zum Beispiel mittels einer CNC-Vorrichtung in ihrer Position bezüglich des Werkstücks gesteuert werden kann. Innerhalb dieser Halterung 210 ist ein Aktor 202 vorgesehen, der ein Endstück 203 aufweist, welches - vorliegend durch Kugellager - verschwenkbar gelagert ist. Eine Verschwenkachse bzw. Mittelachse A des Aktors 202 erstreckt sich durch das Endstück 203. Bezüglich dieser Mittelachse A exzentrisch versetzt, aber parallel zu dieser ausgerichtet ist die Andrückrolle 218 vorgesehen. Deren Mittelachse A' ist bezüglich der Mittelachse A des Endstücks 203 um einige Millimeter versetzt, sodass diese Rolle exzentrisch bezüglich des Endstücks 203 ist. Durch ein Verschwenken des Endstücks 203 um die Mittelachse A kann somit durch die Andrückrolle 218 eine über den Aktor 202 geregelte Kraft auf ein Beschichtungsmaterial ausgeübt werden.
  • Fig. 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Andrückvorrichtung. Bei der Andrückvorrichtung 300 handelt es sich um eine Variante der in Fig. 2 gezeigten Andrückvorrichtung, weshalb vorliegend nur die Unterschiede zu dieser Ausgestaltung erläutert werden. Innerhalb einer Halterung 310 ist ein pneumatischer Aktor 302 vorgesehen. Auch an dessen Endstück 303 ist bezüglich der Mittelachse A versetzt eine Andrückrolle 318 gelagert, die um die Mittelachse A' drehbar ist. Für die weiteren Details wird auf die Darlegungen bezüglich der ersten Ausführungsform Bezug genommen.
  • Eine dritte Ausführungsform ist in Fig. 4 gezeigt.
  • Fig. 5 zeigt die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer anderen Perspektive. Bei dieser Ausgestaltung weist die Andrückvorrichtung 400 eine Halterung 410 und einen elektrischen Aktor 402 in der Form eines Servomotors auf. Bei Versuchen mit einem Prototyp hat es sich gezeigt, dass sich die Andruckkräfte durch die Andrückrolle 418 am Bauteil stufenlos und unabhängig von der Geometrie (C-Achsenstellung) einstellen lassen. In solchen Versuchen hat sich auch gezeigt, dass eine hinreichend große Dynamik auftrat, sodass theoretisch beliebige Kraftverläufe am Bauteil (mehr oder weniger Druck am Radius und Stoß) eingestellt werden können. Es war lediglich nötig, die Drehmomentbegrenzung je nach Wunsch anzupassen. Eine solche Ansteuerung kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass der Wert des Drehmoments in periodischen Abständen dem Regler übermittelt wird. Eine Veränderung der CNC-Bahn ist nicht nötig. Durch die Drehmomentbegrenzung und die Abfrage der Drehmomentbegrenzung lässt sich eine Prozessüberwachung gut implementieren.
  • Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung 500. Diese Beschichtungsvorrichtung weist eine Halterung 510 auf, auf der eine Andrückrolle 518 vorgesehen ist. In diese Beschichtungsvorrichtung kann eine der in Figuren 2 bis 5 gezeigten Vorrichtungen eingebaut werden. Vorliegend wird für die Details der Ausgestaltung auf die zweite Ausführungsform nach Fig. 3 verwiesen. Ferner weist diese Beschichtungsvorrichtung eine Vorrichtung 524 zum Zuführen des Beschichtungsmaterials auf. Diese Vorrichtung zum Zuführen des Beschichtungsmaterials ist so ausgestaltet, dass die exzentrisch gelagerte Andrückrolle 518 in der Form eines Schlepphebels wirkt.
  • Fig. 7 zeigt eine Andrückvorrichtung. Die Andrückvorrichtung 600 weist eine Halterung 610 auf, die einen Teller 626 umschließt, der bezüglich der Halterung 610 über Kugellager drehbar gelagert ist. Dieser Teller 626 lagert eine Welle 622 bezüglich des Tellers 626 verschwenkbar, die sich durch eine Öffnung 623 der Halterung 610 erstreckt. Innerhalb dieser Öffnung 623 sind (vorliegend zwei) Elastomerringe 620 vorgesehen. Ferner sind Kraftmessvorrichtungen 624 vorgesehen in der Form von Dehnmessstreifen. Um mittels dieser Dehnmessstreifen die Kraft zu messen, sind rund um die Lagerstelle des Elastomerrings 620 vorliegend vier Stege angebracht, auf denen jeweils zwei Sensoren in X- und Y-Richtung um 90° versetzt die zueinander wirkende Kraft messen. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, bei einer indirekten Messung in X- und Y-Richtung um 90° versetzt die Verlagerung der Rolle 618 infolge der Krafteinwirkung zu messen. Durch die Federsteifigkeit des Elastomers könnte dann die wirkende Kraft berechnet werden. Bei einer solchen Variante wird die Rolle einschließlich der Sensorik bei einem Referenziervorgang kalibriert, um etwaige Schwankungen und Alterungseffekte des Elastomers auszugleichen.
  • Bei beiden Messmethoden wird in einem Regelkreis die Abweichung des Kraft-Ist-Wertes vom Soll-Wert genutzt, um eine Korrektur vorzunehmen. Dabei wird in der Steuerung (CNC) der aktuelle Werkzeugradius (Abstand zum Werkstück) bewusst geändert, um mehr oder weniger Anpressdruck zu erhalten. Ein solcher Vorgang ist zyklisch und sehr dynamisch. Durch Vorgabe des Soll-Werts kann stufenlos und innerhalb einer Kontur jede beliebige Kraft eingestellt werden.
  • Am distalen Ende der Welle 622 ist die Andrückrolle 618 wiederum über Kugellager gelagert vorgesehen. Diese Andrückrolle 618 kann sich somit bezüglich der Welle 622 drehen und gleichzeitig eine Kraft auf das Beschichtungsmaterial ausüben. Um die Andrückvorrichtung 600 bezüglich des Werkstücks verschieben zu können, ist ferner eine Verfahreinrichtung 630 vorgesehen, die vorliegend nur schematisch dargestellt ist. Durch diese Verfahreinrichtung 630 kann die Halterung 610 und somit die Andrückrolle 618 bezüglich des zu beschichtenden Werkstücks kontrolliert verschoben werden.

Claims (6)

  1. Andrückvorrichtung (200) zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials gegen platten- oder leistenförmige Werkstücke, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, mit:
    - einer Andrückrolle (218) zum Andrücken des Beschichtungsmaterials gegen die Werkstücke,
    - einer Halterung (210), welche die Andrückrolle (218) um eine Achse (A`) drehbar lagert, und
    - einer Kraftregulierungseinrichtung, welche dazu ausgestaltet ist, eine Kraft zu steuern oder zu regeln, mit der die Andrückrolle gegen das Beschichtungsmaterial drückt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kraftregulierungseinrichtung einen in der Halterung gelagerten Aktor (202) umfasst, welcher ein drehbar gelagertes Endstück (203) aufweist, welches die Andrückrolle (218) exzentrisch und drehbar lagert, wobei der Aktor dazu ausgestaltet ist, bei Betätigung ein Drehmoment auf das Endstück auszuüben, so dass die Andrückrolle (218) eine Drückkraft gegen das Beschichtungsmaterial ausübt.
  2. Andrückvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittelachse (A`) der Andrückrolle bezüglich der Drehachse (A) des Endstücks um einen Abstand im Bereich von 8 mm bis 12 mm, bevorzugt ungefähr 10 mm versetzt ist.
  3. Andrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Vorrichtung (524) zum Zuführen des Beschichtungsmaterials, wobei die Vorrichtung zum Zuführen des Beschichtungsmaterials so ausgestaltet ist, dass die exzentrisch gelagerte Andrückrolle (218) in der Form eines Schlepphebels wirkt.
  4. Andrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aktor einen Servomotor umfasst, der vorzugsweise dazu ausgestaltet ist, ein von einem Benutzer gewünschtes Drehmoment einzustellen und/oder wobei dieser dazu ausgestaltet ist, die Reibmomente und/oder Rastmomente zu kompensieren.
  5. Andrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aktor ein pneumatischer Aktor (302) ist, der bevorzugt ein Proportionalventil und eine Einrichtung zur Druckbegrenzung des pneumatischen Fluids verwendet, um ein Drehmoment auf das Endstück aufzubringen.
  6. Beschichtungsvorrichtung für platten- oder leistenförmige Werkstücke, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, mit:
    einer Andrückvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Beschichtungsvorrichtung bevorzugt dazu ausgestaltet ist, die Position und Ausrichtung der Andrückrolle bezüglich der Werkstücke und die Kraft, mit der die Andrückrolle gegen die Werkstücke drückt, unabhängig voneinander zu steuern.
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