EP3877124A1 - Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines werkstücks - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines werkstücksInfo
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- EP3877124A1 EP3877124A1 EP19773402.3A EP19773402A EP3877124A1 EP 3877124 A1 EP3877124 A1 EP 3877124A1 EP 19773402 A EP19773402 A EP 19773402A EP 3877124 A1 EP3877124 A1 EP 3877124A1
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a method for coating a workpiece, which preferably consists at least in sections of wood, wooden materials, plastic or the like, and a device for coating a workpiece.
- Hot melt adhesive and on the other hand the supply of a coating material provided with a joining agent and the
- Energy sources are disclosed, for example, in DE 199 55 575 A1 and have proven themselves in practice. However, this technology often requires high machine investments because the required energy sources such as lasers, Hot air units, microwave generators or
- Ultrasound sources are associated with high costs.
- the energy sources require a large amount of space and sometimes lead to high heat input into the respective device.
- the invention is therefore based on the object of a method and a device of the type mentioned
- This object is achieved by a method for coating a workpiece according to claim 1 and a
- the method according to the invention does not require the hot-melt adhesive to be rolled on or the use of an energy source, the disadvantages associated therewith can be eliminated. This results in a quick coating process that can be implemented with a simple construction and leads to a high-quality joining result.
- the joining agent has at least two components, the adhesiveness of the joining agent being increased by bringing the components together. Thanks to this concept, the use of an energy source can be dispensed with, because by bringing the
- Adhesion of the joining agent can be achieved. It is It should be noted that at least one joining component may already have a certain level of adhesiveness even before the components are brought together
- Components can be made significantly smaller than a rolled hot melt adhesive layer, so that the joint between workpiece and coating material can be minimized, with corresponding optical and technical advantages such as increased tightness against moisture etc.
- the joining agent components are not particularly limited within the scope of the invention.
- at least one first joining agent component advantageously comprises a resin
- the second joining component Various substances, possibly in combination, come into consideration as the second joining component. According to one
- a further development of the invention is at least a second one
- Component selected from gas such as in particular air,
- component can also be actively provided, for example by an air or moisture blower, or by applying moisture or a hardener to the workpiece or the coating material.
- This allows the joining process to be controlled in a targeted manner.
- the joining agent or at least one joining agent component can have a thermally activatable adhesive, such as in particular a hot melt adhesive, which is preferably selected from thermoplastic polyurethane, EVA, polyolefin, polypropylene, polyamide and polyacrylate.
- At least one joining agent component in particular the second one
- the joining agent or the joining agent component can, as already mentioned above, be provided in a variety of ways, for example also by merely supplying gas or air, according to a further development the
- the joining agent or at least one joining agent component in particular the first
- Joining component as a sheet or strip
- the joining agent is made liable by mechanical action, in particular by
- the desired adhesive strength is created at the ideal time with minimal effort, which leads to a completely new joining process with a high-quality joining result.
- the mechanical action can, for example, during the
- Pressing the coating material onto the workpiece can be provided, so that no additional component for
- the joining agent can contain suitable, pressure-sensitive substances or
- the joining agent or at least one joining agent component is stored in an adhesive state and is fed to the joining process.
- Joining agent in stock with a non-stick Cover is provided, which is removed before performing the joining process. This ensures that the joining agent, which is possibly highly adhesive, only develops its adhesive effect in the course of the joining process and does not undesirably stick together prior to the joining process.
- strip-shaped material is provided.
- the joining agent or at least one joining agent component is applied to the surface to be joined by a drop-on-demand method
- the distribution of the joining agent can also be optimally adapted to the respective requirements.
- a particularly continuous jointing agent layer can be provided at the edges of the respective joining region in order to achieve a desired tightness.
- the coloring of the joining agent can also be adapted to the respective requirements, for example by the color of a joint that may still be visible to a small extent to the surface color of the joint
- Adjust coating material and / or the workpiece For this purpose, several, differently colored Joining agents can be provided, through the mixing ratio of which virtually any color can be set. This concept again does not require an energy source, and the disadvantages of applying a hot melt adhesive are not present either. Rather, there is a very precise, usually thinly adjustable jointing layer, which leads to an excellent joining result with minimal effort.
- the joining agent or at least one joining agent component has a temperature of at least 70 ° C., preferably a temperature of at least 80 ° C., particularly preferably a temperature of at least 90 ° C. during application. This results in a particularly high joining quality, and it can
- thermally activatable joining agents or joining agent components can be used. Furthermore, there is a quick joining process and good workability of the joining agent or the joining agent components.
- the joining agent or at least one joining agent component has a viscosity of at least 30 mPa s, preferably at least 50 mPa s and / or at most 800 mPa s, preferably at most 500 mPa s when applied.
- the layer thickness can be controlled particularly well by the targeted adjustment of the viscosity of the joining agent or at least one joining agent component, and undesired soiling, clumping or other irregularities can be avoided or minimized.
- the targeted adjustment of the viscosity also allows a quick and trouble-free operation of the
- the joining agent or at least one
- the joining agent or at least one joining agent component is brought into a web-like or strip-like shape prior to joining, which has a mass per unit area of at most 150 g / m2, preferably at most 120 g / m2, particularly preferably at most 100 g / m ⁇ . Due to this small surface mass, a barely visible joint connection can be made, which nevertheless has a high strength (for example against peeling off of the coating material). The joint between the workpiece and the coating material is practically invisible, which results in an excellent appearance of the finished one
- the advantages mentioned above can advantageously be achieved with a device for coating a workpiece.
- the device according to the invention preferably has a drop-on-demand order unit (hereinafter:
- DoD order unit which is set up the
- the DoD order unit can be used within the scope of the present
- the DoD application unit has at least one micro actuator, in particular piezo actuator, for ejecting the joining agent or at least one joining agent component. This results in a particularly precise dosing of the joining agent with a long service life and easy cleanability.
- DoD order unit can be omitted, so that the
- Heating time and also with regard to a gentle and effective liquefaction or heating process offers advantages.
- the device includes a sealing device for sealing the contained in the DoD application unit
- Joining agent or at least one joining agent component in relation to the environment. This allows a
- the device according to the invention can in principle work with a single joining means, it is provided according to a further development of the invention that the device has a mixing device for mixing several supplied
- the device also has a
- Feed device for feeding and preferably also storing at least one joining agent or at least one
- the feed device feeds several joining agents or joining agent components which have different properties, in particular have different colors and / or contain different components.
- the advantages mentioned above with regard to the mixing device can be achieved particularly simply and reliably.
- the aspect with regard to colored joining agents or joining agent components can be of particular importance for the production of a so-called "zero joint", in which the joining agent joint between the workpiece and
- Coating material is practically no longer visible to the naked eye.
- An essential core element for achieving such a zero joint is that which is possible according to the invention
- suitable primary colors are provided, for example in black, cyan, yellow and magenta.
- the device has a cleaning device, in particular a rinsing device, for the DoD application unit. This makes a durable and Ensure trouble-free operation of the DoD application unit and a permanently high quality of the joint connection.
- Fig. 1 shows schematically a first embodiment of the device according to the invention
- Fig. 2 shows schematically a second embodiment of the device according to the invention and a side view of a coating material
- FIG. 3 schematically shows a third embodiment of the device according to the invention.
- Fig. 4 shows schematically a fourth embodiment of the device according to the invention.
- Fig. 5 schematically shows a fifth embodiment of the device according to the invention.
- FIG. 6 schematically shows a detailed view of the device shown in FIG. 5;
- Fig. 7 shows schematically a sixth embodiment of the device according to the invention.
- a device 20 for coating a workpiece 1 according to a first embodiment is shown schematically in a plan view in FIG. 1.
- the device 20 serves for coating a workpiece 1, for example wholly or partly of wood, wood-based materials,
- Plastic or similar materials can exist.
- Such workpieces can be found in the furniture and
- coating material that can serve both decorative and technical purposes, such as
- the device 20 herein includes
- Embodiment has multiple feed rollers.
- the feed device 22 can also include a supply of coating material, for example in the form of one or more rolls or
- the feed device 22 can also be set up to supply different coating materials as required in alternating operation and to have a plurality of feed lines for this purpose.
- the device 20 comprises a device 24 for joining the coating material 2 to the
- the device 20 includes a conveying device 26 for bringing about a relative movement between the
- Continuous conveyor device in which the workpieces 1 are conveyed along a stationary or within movable joining device 24.
- stationary machines in which the workpiece 1 to be coated is arranged essentially stationary and the joining device 24 is moved in relation to the workpiece 1 (cf. also FIG. 7). Combinations of these concepts are also possible.
- Joining means 10 which can be provided, for example, as a strip or web on the surface 1 ′ to be coated and / or the facing surface of the coating material 2. It is decisive here that the joining means 10 is present as a strip or web in such a way that it continues in the course of the further
- the device 20 shown in FIG. 1 is also free of a corresponding energy source such as a laser or a
- Joining agent 10 two joining agent components 12 and 14, whereby the adhesiveness of the joining agent 10 formed by
- the first joining agent component 12 can have, for example, a resin, in particular synthetic resin.
- a second joining component 14 can be selected from gas such as in particular air, moisture, hardener and combinations thereof. This means that the first joining agent component 12 can react, for example, with the ambient air and possibly the moisture contained therein in order to To increase the adhesiveness of the joining agent 10 formed therefrom.
- the second joining component 14 it is also possible for the second joining component 14 to be removed from the first joining agent component 12 to have, for example, a resin, in particular synthetic resin.
- gas such as in particular air, moisture, hardener and combinations thereof.
- Coating surface 1 'of the workpiece 1 is removed, for example in the form of moisture, binder or hardener, which are present in the workpiece 1. It should be noted that each of the two joining partners
- Coating material 2 and workpiece 1 can be provided with a first joining component 12 as well as with a second joining component 14 and possibly also further joining components, and that these joining components were either provided separately or already intrinsically in one or both joining partners
- the joining means 10 is in the form of a web-shaped (when coating wide areas) or strip-shaped (when coating narrow areas) material.
- the coating device 20 shown in FIG. 3 comprises one
- Embodiment which, however, neither structurally nor functionally requires a web-like or strip-like shape of the joining means 10, is the property of the joining means 10 to be made liable by mechanical action, in particular pressure action.
- an increased pressure can be selectively increased by means of the pressure roller 24 shown there
- FIG. 4 The embodiment of FIG. 4 illustrated in FIG. 4
- the device 20 according to the invention is based on the embodiment shown in FIG. 3, but additionally comprises a device 82 for withdrawing and storing one
- Non-stick cover 16 The reason for this is that in the embodiment shown in FIG. 4, the joining agent 10 or at least one joining agent component is already in one
- the joining agent 10 or the corresponding joining agent component has one in the stocked state
- Joining agent 10 is fed to the joining process, the
- the non-stick cover 16 is removed by means of the device 82 and stored or disposed of or reused.
- FIG. 5 A fourth preferred embodiment of the coating device 20 according to the invention is shown in FIG. 5. Among other things, this is characterized by the fact that it is a
- DoD application unit 30 which is set up to apply the joining agent 10 or at least one joining agent component to the surface of the material 2 to be joined and / or the surface of the workpiece 1 to be coated by a DoD method.
- Joining component can be, for example, a thermally activatable adhesive, in particular a hot-melt adhesive, which is preferably selected from thermoplastic polyurethane, EVA, polyolefin, polypropylene, polyamide and polyacrylate.
- a thermally activatable adhesive in particular a hot-melt adhesive
- the DoD application unit 30 comprises a plurality of microactuators 32, which are designed, for example, as piezoactuators and for ejecting the joining agent 10 or at least one
- Joining component 12, 14 serve via ejection openings 33.
- the microactuators 32 are via a not shown
- Control device controlled and can also be used individually
- Joining agent or at least one joining agent component is used.
- the desired application width of the joining agent or the joining agent component can be adapted, possibly combinations with a position adjustment of the DoD application unit.
- the selective controllability of the microactuators 32 can also be used to eject different order quantities from the ejection openings 33, for example by the
- DoD order unit 30 also at different
- the DoD application unit 30 in the present embodiment comprises a liquefaction device 34, which serves to supply added joining agent or at least one supplied Liquefying the joining component by heating and adjusting it to the desired viscosity.
- a liquefaction device 34 which serves to supply added joining agent or at least one supplied Liquefying the joining component by heating and adjusting it to the desired viscosity.
- Another liquefaction or heating unit 40 is the
- DoD application unit upstream and also serves to specifically adjust the viscosity of the joining agent to the respective
- the coating device 20 in the embodiment shown in FIG. 6 comprises one feed device 60 for feeding and in the present case also storing several
- Feed device 60 a plurality of different joining agents 10 or joining agent components 12, 14, which have different colors, such as black (B), cyan (C), magenta (M) and yellow (Y).
- B black
- C cyan
- M magenta
- Y yellow
- the DoD application unit 30 comprises a mixing chamber 50 in which the
- Different joining agents 10 or joining agent components 12, 14, which are fed from the feed device 60 can be mixed in a targeted manner, for example in order to set the desired color or to allow the joining agent components to react with one another to form a joining agent.
- DoD application unit a sealing device 36, which in the present embodiment as a slide or flap
- a cleaning device 70 is provided, which in the present embodiment is designed as a rinsing device. This is connected to the supply lines of the DoD application unit, so that if necessary a detergent or cleaning agent such as a suitable fluid can be supplied and ejected through the discharge openings 33 in order to clean the DoD application unit 30.
- Coating device 20 takes place as follows, for example.
- the adhesive 10 stored in the feed device 60 is first preheated in the heating unit 60 to a temperature of, for example, 50 ° C. and then the
- Processing temperature of, for example, 100 ° C to be heated.
- the joining agent 10 is fed from the various (dyeing) strands into the mixing chamber 50 in order to obtain the desired color of the
- the joining agent 10 is then passed through
- Actuation of the microactuators 32 is applied via the ejection openings 33 to the surface 1 'of the workpiece 1 to be coated and / or the facing surface of the coating material 2, in order to be present there in a web or strip shape.
- Pressure roller 24 is pressed against surface 1 'of workpiece 1 to be coated. In this process phase from the formation of a web or strip-shaped joining film or joining component film, there is no further one
- Energy source can be dispensed with.
- Temperature can be set by means of the heating unit 40 and
- Heating device 34 also selectively increases the viscosity
- advantageous values are set which, depending on the joining agent or joining agent component, can be, for example, in the range of at least 30 mPa s, preferably at least 50 mPa s and / or at most 800 mPa s, preferably at most 500 mPa s.
- Coating device 20 is shown schematically in FIG. 7 in a top view. This is characterized in that the conveyor device (not shown in more detail) serves to essentially join the joining device 24 along a path
- the joining device 24 and the feed device 22 are arranged on a common carrier 100 which can be moved along the workpiece 1 and possibly also around the workpiece 1.
- the carrier 100 can be moved along the workpiece 1 and possibly also around the workpiece 1.
- a bar-shaped guide device such as a portal or a boom, but also on a robot arm or the like.
- the carrier 100 can also be, for example, in a
- arranged processing unit can be exchanged, in which, for example, tool or processing units can also be exchanged.
- a DoD application unit 30 is advantageously also arranged on the carrier 100. Depending on the joining technology, this can also be dispensed with.
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Abstract
Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, mit den Schritten: Zuführen eines Beschichtungsmaterials zu einer zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks, Fügen des Beschichtungsmaterials auf die zu beschichtende Oberfläche unter Einsatz eines Fügemittels.
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks.
Stand der Technik
Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie ist es
bekannt, plattenförmige Werkstücke im Bereich ihrer
Schmalseite mit einem Beschichtungsmaterial (Kantenmaterial) zu versehen. Hierfür kommen primär zwei grundlegende
Techniken zum Einsatz, nämlich einerseits das Anleimen mittels eines im Zuge des Fügeprozesses aufgewalzten
Schmelzklebers, und andererseits das Zuführen einer mit einem Fügemittel versehenen Beschichtungsmaterials und das
Aktivieren des Fügemittels im Zuge des Fügevorgangs mittels einer geeigneten Energiequelle.
Die erstgenannte Technik besitzt den Nachteil, dass das
Aufwalzen des Schmelzklebers aufwändig ist und zu
Verschmutzungen in der Maschine führt. Auch kann beim
Aufwalzen von Schmelzkleber nur eine begrenzte Fügequalität erzielt werden
Das Fügen vorbeschichteter Kanten unter Einsatz von
Energiequellen ist beispielsweise in der DE 199 55 575 Al offenbart und hat sich in der Praxis bewährt. Allerdings erfordert diese Technik oft hohe Maschineninvestitionen, da die benötigten Energiequellen wie beispielsweise Laser,
Heißluftaggregate, Mikrowellengeneratoren oder
Ultraschallquellen mit hohen Kosten verbunden sind. Darüber hinaus besitzen die Energiequellen einen hohen Platzbedarf und führen bisweilen zu einem hohen Wärmeeintrag in die jeweilige Vorrichtung.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
bereitzustellen, die bei einfacher Konstruktion und zügigem Verfahrensablauf einen Fügevorgang mit hoher Fügequalität ermöglichen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 1 sowie eine
Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 17 gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Da das erfindungsgemäße Verfahren weder das Aufwalzen von Schmelzkleber noch den Einsatz einer Energiequelle erfordert, können die hiermit verbundenen Nachteile beseitigt werden. Es ergibt sich somit ein zügiger Beschichtungsvorgang, der mit einfacher Konstruktion verwirklicht werden kann und zu einem hochwertigen Fügeergebnis führt.
Zur Realisierung dieses Konzepts können unterschiedliche Ansätze zum Einsatz kommen, die in den Unteransprüchen angegeben sind. So ist gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel mindestens zwei Komponenten aufweist, wobei die Haftfähigkeit des Fügemittels durch Zusammenbringen der Komponenten erhöht wird. Dank dieses Konzepts kann auf den Einsatz einer Energiequelle verzichtet werden, da durch das Zusammenbringen der
Komponenten während des Fügevorgangs eine ausreichende
Haftfähigkeit des Fügemittels erreicht werden kann. Dabei ist
zu beachten, dass mindestens eine Fügemittelkomponente auch vor dem Zusammenbringen der Komponenten bereits eine gewisse Haftfähigkeit aufweisen kann, die beispielsweise eine
ausreichende Anfangshaftung des Beschichtungsmaterials auf dem Werkstück erlaubt. Dank dieses Konzepts kann auf eine Energiequelle verzichtet werden, was die Konstruktion der benötigten Vorrichtung drastisch vereinfacht. Gleichzeitig lassen sich Komponenten eines Fügemittels deutlich leichter handhaben und auftragen als bisher eingesetzte
Schmelzklebstoffe. Auch die Schichtdicke derartiger
Komponenten kann deutlich geringer ausgeführt werden als eine aufgewalzte Schmelzkleberschicht, sodass die Fuge zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial minimiert werden kann, mit entsprechenden optischen und technischen Vorteilen wie beispielsweise auch erhöhter Dichtheit gegenüber Feuchtigkeit etc .
Die Fügemittelkomponenten sind im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt. Vorteilhafterweise umfasst jedoch mindestens eine erste Fügemittelkomponente ein Harz,
insbesondere Kunstharz. Hierdurch lässt sich eine hohe
Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Fügeverbindung erreichen.
Als zweite Fügemittelkomponente kommen vielfältige Stoffe, gegebenenfalls in Kombination, in Betracht. Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine zweite
Komponente ausgewählt aus Gas wie insbesondere Luft,
Feuchtigkeit, Härter und Kombinationen hiervon. Es kann somit genügen, dass als zweite Komponente die ohnehin vorhandene Umgebungsluft bzw. die ohnehin in der Umgebungsluft und/oder dem Werkstück vorhandene Feuchtigkeit wirkt. Die zweite
Komponente kann jedoch auch aktiv bereitgestellt werden, beispielsweise durch ein Luft- oder Feuchtigkeitsgebläse, oder durch Aufträgen von Feuchtigkeit oder eines Härters auf das Werkstück oder das Beschichtungsmaterial. Hierdurch lässt sich der Fügevorgang gezielt steuern.
Obgleich die Erfindung die mit dem herkömmlichen Aufwalzen von Schmelzklebstoff verbundenen Nachteile beseitigen möchte, ist der anderweitige Einsatz von Schmelzklebstoff oder anderen thermisch aktivierbaren Fügemitteln Gegenstand der Erfindung, da sich derartige Fügemittel im Hinblick auf ihre Fügeeigenschaften bewährt haben. Vor diesem Hintergrund kann das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente einen thermisch aktivierbaren Klebstoff wie insbesondere einen Schmelzklebstoff auf, der bevorzugt ausgewählt ist aus thermoplastischem Polyurethan, EVA, Polyolefin, Polypropylen, Polyamid und Polyacrylat.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird mindestens eine Fügemittelkomponente, insbesondere die zweite
Fügemittelkomponente auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks und/oder die zu fügende Oberfläche des
Beschichtungsmaterials aufgebracht. Das Verfahren bietet somit volle Flexibilität und kann je nach Bedarf an die
Eigenschaften der zu fügenden Materialien angepasst werden. Dies führt auch zu einem zuverlässigen Fügevorgang und einer hohen Fugenqualität.
Obgleich das Fügemittel bzw. die Fügemittelkomponente, wie bereits vorstehend erwähnt, auf vielfältige Art und Weise bereitgestellt werden können, beispielsweise auch durch bloße Gas- bzw. Luftzufuhr, ist gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente, insbesondere die erste
Fügemittelkomponente, als bahn- oder streifenförmiges
Material zugeführt wird. Hierdurch kann gegenüber dem
bekannten Schmelzkleberverfahren auf einen aufwändigen und verschmutzungsintensiven Leimauftrag verzichtet werden.
Gegenüber vorbeschichteten Kanten entsteht der Vorteil, dass auf eine deutlich größere Vielfalt von Kanten zurückgegriffen werden kann, und mit deutlich einfacheren Kanten gearbeitet werden kann. Insgesamt ergibt sich Dank des bahn- oder
streifenförmigen Materials ein zügiger und flexibel
anpassbarer Verfahrensablauf.
Alternativ oder zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Mehrkomponentenkonzept ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel durch mechanische Einwirkung haftfähig gemacht wird, insbesondere durch
Druckeinwirkung. Im Rahmen dieses Konzepts ist es ebenso möglich, dass das Fügemittel bereits eine gewisse
Haftfähigkeit besitzt und durch mechanische Einwirkung eine erhöhte Haftfähigkeit erhält. In jedem Falle entsteht bei diesem Konzept bei minimalem Aufwand zum idealen Zeitpunkt die gewünschte Haftfähigkeit, was zu einem völlig neuartigen Fügevorgang mit hochwertigem Fügeergebnis führt. Dabei kann die mechanische Einwirkung beispielsweise während des
Andrückens des Beschichtungsmaterials an das Werkstück vorgesehen sein, sodass kein zusätzliches Bauteil zur
Aktivierung oder Erhöhung der Haftfähigkeit des Fügemittels erforderlich ist. Um diese Wirkung zu erzielen, kann das Fügemittel geeignete, druckempfindliche Stoffe oder
Einlagerungen, wie etwa Kapseln, enthalten, die bei
mechanischer Einwirkung (hier: Druckeinwirkung) aktiviert oder freigesetzt werden und so die Haftfähigkeit des
Fügemittels erhöhen oder überhaupt erst entstehen lassen.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Konzept ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente in einem haftfähigen Zustand bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird. Auch bei diesem Konzept kann sowohl auf eine Energiequelle als auch auf ein Aufheizen oder sonstiges Aktivieren des Fügemittels ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden, mit den entsprechenden Vorteilen, wie sie bereits obenstehend
beschrieben wurden.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das haftfähige
Fügemittel im bevorrateten Zustand mit einer Antihaft-
Abdeckung versehen ist, die vor Durchführung des Fügevorgangs entfernt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das - gegebenenfalls hochgradig haftfähige - Fügemittel erst im Zuge des Fügevorgangs seine Haftwirkung entfaltet und nicht im Vorfeld des Fügevorgangs unerwünscht verklebt.
Ferner ist es bei diesem Konzept bevorzugt, dass das
haftfähige Fügemittel auf der zu fügenden Oberfläche des Beschichtungsmaterials oder als separates, bahn- oder
streifenförmiges Material vorgesehen ist.
Bei einem weiteren Konzept der vorliegenden Erfindung, das bei Bedarf gegebenenfalls mit den vorherstehenden Konzepten kombiniert werden kann, ist vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente durch ein Drop-on- Demand-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des
Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende
Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen. So kann das Fügemittel besonders gezielt auf die zu fügende Oberfläche des
Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende
Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden. Dabei kann nicht nur die Schichtdicke des Fügemittels, sondern
gegebenenfalls auch die Verteilung des Fügemittels optimal an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So kann beispielsweise an den Rändern des jeweiligen Fügebereichs eine besonders durchgängige Fügemittelschicht vorgesehen werden, um eine gewünschte Dichtigkeit zu erreichen.
Alternativ kann auch in den Mittelbereichen mit einer
erhöhten Schichtdicke gearbeitet werden, insbesondere falls es sich um poröse Werkstücke handelt. Darüber hinaus kann unter Umständen auch die Einfärbung des Fügemittels an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, beispielsweise um die Farbe einer möglicherweise noch in geringem Umfang sichtbaren Fuge an die Oberflächenfarbe des
Beschichtungsmaterials und/oder des Werkstücks anzupassen. Zu diesem Zweck können mehrere, unterschiedlich eingefärbte
Fügemittel vorgesehen sein, durch deren Mischungsverhältnis praktisch jede Farbe eingestellt werden kann. Bei diesem Konzept ist erneut keine Energiequelle erforderlich, und auch die genannten Nachteile eines Schmelzkleberauftrags liegen nicht vor. Vielmehr ergibt sich eine sehr präzise, meist dünn einstellbare Fügemittelschicht, die bei minimalem Aufwand zu einem hervorragenden Fügeergebnis führt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente beim Aufbringen eine Temperatur von mindestens 70°C, bevorzugt eine Temperatur von mindestens 80°C, besonders bevorzugt eine Temperatur von mindestens 90 °C aufweist. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Fügequalität, und es können
unterschiedlichste thermisch aktivierbare Fügemittel bzw. Fügemittelkomponenten eingesetzt werden. Ferner ergeben sich ein zügiger Fügevorgang und eine gute Verarbeitbarkeit des Fügemittels bzw. der Fügemittelkomponenten.
Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente beim Aufbringen eine Viskosität von mindestens 30 mPa s, bevorzugt mindestens 50 mPa s und/oder höchstens 800 mPa s, bevorzugt höchstens 500 mPa s aufweist. Durch die gezielte Einstellung der Viskosität des Fügemittels bzw. mindestens einer Fügemittelkomponente lässt sich die Schichtdicke besonders gut kontrollieren, und es können unerwünschte Verschmutzungen, Verklumpungen oder sonstige Unregelmäßigkeiten vermieden bzw. minimiert werden.
Gleichzeitig erlaubt die gezielte Einstellung der Viskosität auch einen zügigen und störungsfreien Betrieb des
Drop-on-Demand-Verfahrens .
Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine
Fügemittelkomponente vor dem Fügen in eine bahn- oder
streifenförmige Gestalt gebracht wird und anschließend im
Zuge des weiteren Fügevorganges nicht mehr mit Energie beaufschlagt wird, insbesondere nicht mehr mit Wärmeenergie beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß auf den Einsatz einer separaten Energiequelle wie etwa eines Lasers oder eines Heißluftaggregats verzichtet werden, da das in bahn- oder streifenförmiger Gestalt vorliegende Fügemittel bzw. Fügemittelkomponente unmittelbar verarbeitet bzw. zum Fügen verwendet werden kann. Hierdurch ergeben sich ein deutlich vereinfachter Fügevorgang und eine deutlich
vereinfachte Konstruktion einer hierfür benötigten
Vorrichtung bei weiterhin hoher Qualität der Fügeverbindung.
Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente vor dem Fügen in eine bahn- oder streifenförmige Gestalt gebracht wird, die eine Flächenmasse von höchstens 150g/m2, bevorzugt höchstens 120g/m2, besonders bevorzugt höchstens lOOg/m^ aufweist. Durch diese geringen Flächenmassen lässt sich eine kaum sichtbare Fügeverbindung hersteilen, die dennoch eine hohe Festigkeit (beispielsweise gegenüber Abziehen des Beschichtungsmaterials) aufweist. Die Fügemittelfuge zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial lässt sich praktisch nicht mehr wahrnehmen, was zu einem hervorragenden Erscheinungsbild des fertiggestellten
Werkstücks führt.
Die oben genannten Vorteile lassen sich vorteilhaft mit einer Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 17 erzielen. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Drop-on-Demand-Auftragseinheit (nachfolgend
"DoD-Auftragseinheit" ) auf, die eingerichtet ist, das
Fügemittel oder mindestens eine Fügemittelkomponente durch ein DoD-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des
Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende
Oberfläche des Werkstücks aufzubringen. Hierdurch lassen sich die vorstehend für ein DoD-Verfahren genannten Vorteile besonders wirksam erzielen.
Die DoD-Auftragseinheit kann im Rahmen der vorliegenden
Erfindung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein und vielfältige Komponenten beinhalten. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die DoD-Auftragseinheit mindestens einen Mikroaktor, insbesondere Piezoaktor, zum Ausstößen des Fügemittels oder mindestens einer Fügemittelkomponente aufweist. Hierdurch ergibt sich eine besonders präzise Dosierbarkeit des Fügemittels bei gleichzeitig langer Lebensdauer und einfacher Reinigbarkeit .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, dass die DoD-Auftragseinheit eine
Verflüssigungseinrichtung, insbesondere Heizeinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die Viskosität des
Fügemittels oder mindestens einer Fügemittelkomponente zu erhöhen. Auf diese Weise lassen sich die vorstehend genannten Vorteile einer gezielt einstellbaren Viskosität bzw.
Temperatur des Fügemittels auf einfache und effektive Weise nutzen. Dabei trägt die Integration einer
Verflüssigungseinrichtung in die DoD-Auftragseinheit dazu bei, das Fügemittel bzw. die mindestens eine
Fügemittelkomponente unmittelbar vor dem Aufträgen auf die gewünschte bzw. optimale Viskosität oder Temperatur
einzustellen, so dass mit hoher Zuverlässigkeit und
Genauigkeit das gewünschte Ergebnis erzielt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung jedoch vorgesehen, dass sie ferner eine der
DoD-Auftragseinheit vorgelagerte Verflüssigungseinheit, insbesondere Heizeinheit aufweist, die eingerichtet ist, die Viskosität des Fügemittels oder mindestens einer
Fügemittelkomponente zu erhöhen. Das separate Vorsehen einer vorgelagerten Verflüssigungseinheit kann einerseits die
Notwendigkeit einer Verflüssigungseinrichtung in der
DoD-Auftragseinheit entfallen lassen, so dass sich die
Konstruktion der DoD-Auftragseinheit vereinfacht und auf eine
größere Bandbreite von DoD-Auftragseinheiten zurückgegriffen werden kann. Darüber hinaus erlaubt eine vorgelagerte, zusätzliche Verflüssigungseinheit einen mehrstufigen
Verflüssigungsvorgang, der sowohl hinsichtlich der
Aufheizzeit als auch hinsichtlich eines schonenden und effektiven Verflüssigungs- bzw. Aufheizvorganges Vorteile bietet .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Abdichteinrichtung zum Abdichten des in der DoD-Auftragseinheit enthaltenen
Fügemittels oder mindestens einer Fügemittelkomponente gegenüber der Umgebung aufweist. Hierdurch können ein
vorzeitiges Aushärten, Abbinden oder Abkühlen oder sonstige unerwünschte Vorgänge innerhalb des Fügemittels vermieden bzw. minimiert werden, so dass beispielsweise auch längere Unterbrechungen des Betriebes der DoD-Auftragseinheit problemlos möglich sind, ohne die Fügequalität zu
beeinträchtigen oder längere Rüstzeiten zu verursachen.
Obgleich die erfindungsgemäße Vorrichtung prinzipiell mit einem einzelnen Fügemittel arbeiten kann, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Mischeinrichtung zum Mischen mehrerer zugeführter
Fügemittel oder Fügemittelkomponenten aufweist. Hierdurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, das durch die
DoD-Auftragseinheit aufzutragende Fügemittel an die
jeweiligen Anforderungen anzupassen, beispielsweise indem die Farbe oder Konsistenz oder Haftfähigkeit optimal eingestellt wird. Dabei ist zu beachten, dass gerade bei der sogenannten Stückzahl-eins-Fertigung stark schwankende Anforderungen auftreten können, wie beispielsweise unterschiedlich gefärbte Beschichtungsmaterialien, Werkstücke mit stark schwankenden Porositäten, wechselnde Anforderungen an die Fugendichtheit oder Abreißfestigkeit des Beschichtungsmaterials.
Im Hinblick auf ein integriertes und störungsfrei arbeitendes Grundkonzept ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine
Zuführeinrichtung zum Zuführen und bevorzugt auch bevorraten mindestens eines Fügemittels oder mindestens eine
Fügemittelkomponente aufweist. Hierdurch ergibt sich ein geschlossenes System, das eine vollständige Automatisierung und laufende Steuerung bzw. Regelung des
Beschichtungsvorganges ermöglicht, mit entsprechenden
Vorteilen für die Effizienz und Qualität des Fügevorgangs.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Zuführeinrichtung mehrere Fügemittel oder Fügemittelkomponenten zuführt, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, insbesondere unterschiedliche Farben besitzen und/oder unterschiedliche Komponenten enthalten. Hierdurch lassen sich die vorstehend im Hinblick auf die Mischeinrichtung genannten Vorteile besonders einfach und zuverlässig erzielen. Dabei ist zu betonen, dass insbesondere der Aspekt bezüglich eingefärbter Fügemittel bzw. Fügemittelkomponenten besondere Bedeutung für die Herstellung einer sogenannten "Nullfuge" besitzen kann, bei welcher die Fügemittelfuge zwischen Werkstück und
Beschichtungsmaterial mit bloßem Auge praktisch nicht mehr sichtbar ist. Ein wesentliches Kernelement für die Erzielung einer solchen Nullfuge ist die erfindungsgemäß mögliche
Anpassung der Farbe des Fügemittels an diejenige des
Beschichtungsmaterials und/oder der übrigen
Werkstückoberfläche. Hierfür kann auf Fügemittel bzw.
Fügemittelkomponenten zurückgegriffen werden, die in
geeigneten Grundfarben bereitgestellt werden, beispielsweise in schwarz, cyan, gelb und magenta.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner
vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung, insbesondere Spüleinrichtung, für die DoD-Auftragseinheit aufweist. Hierdurch lässt sich ein langlebiger und
störungsfreier Betrieb der DoD-Auftragseinheit und eine dauerhaft hohe Qualität der Fügeverbindung sicherstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine Seitenansicht eines Beschichtungsmaterials;
Fig . 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig . 5 zeigt schematisch eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig . 6 zeigt schematisch eine Detailansicht der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 7 zeigt schematisch eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben .
Eine Vorrichtung 20 zum Beschichten eines Werkstücks 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ist in Fig. 1 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Die Vorrichtung 20 dient zum Beschichten eines Werkstücks 1, das beispielsweise
vollständig oder teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen,
Kunststoff oder ähnlichen Materialien bestehen kann.
Derartige Werkstücke finden im Bereich der Möbel- und
Bauelementeindustrie verbreitet Anwendung und werden häufig an ihren Schmal- und/oder Breiflächen mit einem
Beschichtungsmaterial versehen, das sowohl dekorative als auch technische Zwecke erfüllen kann, wie etwa auch den
Schutz vor mechanischen Belastungen, Feuchtigkeit, Hitze und dergleichen .
Die Vorrichtung 20 umfasst in der vorliegenden
Ausführungsform eine Einrichtung 22 zum Zuführen eines
Beschichtungsmaterials 2 zu einer zu beschichtenden
Oberfläche 1' des Werkstücks 1, die in der vorliegenden
Ausführungsform mehrere Zuführrollen aufweist. Darüber hinaus kann, obgleich in Fig. 1 nicht gezeigt, die Zuführeinrichtung 22 auch einen Vorrat an Beschichtungsmaterial beinhalten, der beispielsweise in Form einer oder mehrerer Rollen oder
Behälter vorliegen kann. Ferner kann die Zuführeinrichtung 22 auch eingerichtet sein, im Wechselbetrieb je nach Bedarf unterschiedliche Beschichtungsmaterialien zuzuführen und zu diesem Zweck mehrere Zuführstränge aufweisen.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 20 eine Einrichtung 24 zum Fügen des Beschichtungsmaterials 2 auf die zu
beschichtende Oberfläche 1 ' unter Einsatz eines Fügemittels 10, die in der vorliegenden Ausführungsform eine oder mehrere Andruckwalzen 24 aufweist.
Ferner beinhaltet die Vorrichtung 20 eine Fördereinrichtung 26 zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen dem
Werkstück 1 und der Fügeeinrichtung 24. Diese ist in der vorliegenden Ausführungsform als sogenannte
Durchlauffördereinrichtung ausgestaltet, bei welcher die Werkstücke 1 entlang einer stationären oder in Grenzen verfahrbaren Fügeeinrichtung 24 gefördert werden. Es ist jedoch zu beachten, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung
auch andere Förderkonzepte möglich sind, wie beispielsweise sogenannte Stationärmaschinen, bei denen das zu beschichtende Werkstück 1 im Wesentlichen stationär angeordnet ist und die Fügeeinrichtung 24 in Bezug auf das Werkstück 1 bewegt wird (vgl. hierzu auch Fig. 7) . Auch Kombinationen dieser Konzepte sind möglich.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, erfolgt das Fügen des
Beschichtungsmaterials 2 auf die zu beschichtende
Oberfläche 1 ' des Werkstücks 1 unter Einsatz eines
Fügemittels 10, das beispielsweise als Streifen oder Bahn auf der zu beschichtenden Oberfläche 1' und/oder der zugewandten Oberfläche des Beschichtungsmaterials 2 vorgesehen sein kann. Entscheidend ist hierbei, dass das Fügemittel 10 als Streifen oder Bahn derart vorliegt, dass es im Zuge des weiteren
Fügevorganges nicht mehr mit Energie (wie etwa Wärmeenergie) beaufschlagt werden muss. Dementsprechend ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 20 auch frei von einer entsprechenden Energiequelle wie etwa einem Laser oder einem
Heißluftaggregat .
Zur Verwirklichung dieses Konzepts kommen unterschiedliche Fügemittelsysteme in Betracht, wobei einige Beispiele hierfür nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 beschrieben werden .
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist das
Fügemittel 10 zwei Fügemittelkomponenten 12 und 14 auf, wobei die Haftfähigkeit des gebildeten Fügemittels 10 durch
Zusammenbringen der Komponenten 12 und 14 erhöht wird. Die erste Fügemittelkomponente 12 kann beispielsweise ein Harz, insbesondere Kunstharz aufweisen. Demgegenüber kann eine zweite Fügemittelkomponente 14 ausgewählt sein aus Gas wie insbesondere Luft, Feuchtigkeit, Härter und Kombinationen hiervon. Dies bedeutet, dass die erste Fügemittelkomponente 12 beispielsweise mit der Umgebungsluft und gegebenenfalls der darin enthaltenen Feuchtigkeit reagieren kann, um die
Haftfähigkeit des hieraus gebildeten Fügemittels 10 zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass die zweite Fügemittelkomponente 14 aus der zu
beschichtenden Oberfläche 1 ' des Werkstückes 1 entnommen wird, beispielsweise in Form von Feuchtigkeit, Bindemittel bzw. Härter, die in dem Werkstück 1 vorhanden sind. Dabei ist zu beachten, dass jeder der beiden Fügepartner
(Beschichtungsmaterial 2 und Werkstück 1) sowohl mit einer ersten Fügemittelkomponente 12 als auch mit einer zweiten Fügemittelkomponente 14 und gegebenenfalls auch weiteren Fügemittelkomponenten versehen sein können, und dass diese Fügemittelkomponenten entweder separat vorgesehen wurden oder bereits intrinsisch in einem oder beiden Fügepartnern
enthalten sind.
Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform liegt das Fügemittel 10 als bahnförmiges (bei der Beschichtung von Breitflächen) bzw. streifenförmiges (bei der Beschichtung von Schmalflächen) Material vor. Zu diesem Zweck umfasst die in Fig. 3 gezeigte Beschichtungsvorrichtung 20 eine
Zuführeinrichtung 80 für das bahn- bzw. streifenförmige
Fügemittel 10, um dieses in den Fügespalt zwischen
Werkstück 1 und Beschichtungsmaterial 2 zuzuführen. Dabei ist zu beachten, dass anstelle eines Fügemittels 10 auch eine oder mehrere Fügemittelkomponenten 12, 14 in bahn- oder streifenförmiger Gestalt zugeführt werden können.
Eine weitere Besonderheit der in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsform, die jedoch weder strukturell noch funktional eine bahn- bzw. streifenförmigen Gestalt des Fügemittels 10 erfordert, ist die Eigenschaft des Fügemittels 10, durch mechanische Einwirkung wie insbesondere Druckeinwirkung haftfähig gemacht zu werden. Zu diesem Zweck lässt sich bei der in Fig. 3 gezeigten Beschichtungsvorrichtung 20 mittels der dort gezeigten Andruckrolle 24 gezielt eine erhöhte
Andruckkraft F auf das Fügemittel 10 (das gegebenenfalls aus mehreren Fügemittelkomponenten 12, 14, ... gebildet sein kann)
aufbringen, so dass das Fügemittel 10 die gewünschte
Haftwirkung entfaltet. Hierfür können in dem Fügemittel 10 beispielsweise Stoffe eingekapselt sein, die durch die
Druckeinwirkung freigesetzt werden und zu einer erhöhten Haftwirkung führen.
Die in Fig. 4 veranschaulichte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 basiert auf der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform, umfasst jedoch zusätzlich eine Einrichtung 82 zum Abziehen und Bevorraten einer
Antihaft-Abdeckung 16. Der Grund hierfür ist, dass bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform das Fügemittel 10 oder mindestens eine Fügemittelkomponente bereits in einem
haftfähigen Zustand in der Einrichtung 80 bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird. Um bei diesem Konzept eine Selbstverklebung des bahn- bzw. streifenförmigen Fügemittels zu verhindern, weist das Fügemittel 10 bzw. die entsprechende Fügemittelkomponente im bevorratenden Zustand eine
Antihaft-Abdeckung 16 auf. Sobald nun das haftfähige
Fügemittel 10 dem Fügevorgang zugeführt wird, wird die
Antihaft-Abdeckung 16 mittels der Einrichtung 82 abgezogen und bevorratet bzw. entsorgt oder wiederverwendet.
Eine vierte bevorzuge Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung 20 ist in Fig. 5 dargestellt. Diese zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass sie eine
DoD-Auftragseinheit 30 aufweist, die eingerichtet ist, das Fügemittel 10 oder mindestens eine Fügemittelkomponente durch ein DoD-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des Materials 2 und/oder die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks 1 aufzubringen. Bei dem Fügemittel bzw. mindestens einer
Fügemittelkomponente kann es sich beispielsweise um einen thermisch aktivierbaren Klebstoff wie insbesondere einen Schmelzklebstoff handeln, der bevorzugt ausgewählt ist aus thermoplastischem Polyurethan, EVA, Polyolefin, Polypropylen, Polyamid und Polyacrylat.
Nähere Details der DoD-Auftragseinheit 30 sowie weiterer hiermit verknüpfter Komponenten sind in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die DoD-Auftragseinheit 30 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Mikroaktoren 32, die beispielsweise als Piezoaktoren ausgestaltet sind und zum Ausstößen des Fügemittels 10 oder mindestens einer
Fügemittelkomponente 12, 14 über Austoßöffnungen 33 dienen. Die Mikroaktoren 32 werden über eine nicht gezeigte
Steuereinrichtung gesteuert und können auch einzeln
angesteuert werden, so dass bei Bedarf auch nur eine
Teilmenge der Austoßöffnungen 33 zum Ausstößen eines
Fügemittels bzw. mindestens einer Fügemittelkomponente genutzt wird. Hierdurch kann beispielsweise die gewünschte Auftragsbreite des Fügemittels bzw. der Fügemittelkomponente angepasst werden, gegebenenfalls Kombinationen mit einer Positionsverstellung der DoD-Auftragseinheit . Darüber hinaus kann die selektive Ansteuerbarkeit der Mikroaktoren 32 auch dazu genutzt werden, unterschiedliche Auftragsmengen aus den Austoßöffnungen 33 auszustoßen, beispielsweise um die
Auftragsmenge auf das Beschichtungsmaterial und/oder das Werkstück gezielt an die jeweiligen Anforderungen (etwa Porosität des Werkstücks oder besondere
Dichtigkeitsanforderungen an den Rändern) anzupassen.
Obgleich in Fig. 6 nicht gezeigt, kann die
DoD-Auftragseinheit 30 auch an unterschiedlichen
Seitenflächen Ausstoßöffnungen 33 aufweisen, beispielsweise um simultan sowohl das Beschichtungsmaterial als auch das Werkstück 1 mit Fügemittel bzw. mit gleichen oder
unterschiedlichen Fügemittelkomponenten zu versehen (vgl. auch Fig. 5) . Alternativ ist es selbstverständlich ebenso möglich, mehrere unabhängige DoD-Auftragseinheiten 30 vorzusehen .
Ferner umfasst die DoD-Auftragseinheit 30 in der vorliegenden Ausführungsform eine Verflüssigungseinrichtung 34, die dazu dient, zugeführtes Fügemittel bzw. mindestens eine zugeführte
Fügemittelkomponente durch Erwärmung zu verflüssigen und so auf die gewünschte Viskosität einzustellen. Eine weitere Verflüssigungs- bzw. Heizeinheit 40 ist der
DoD-Auftragseinheit vorgelagert und dient ebenfalls dazu, die Viskosität des Fügemittels gezielt an die jeweiligen
Anforderungen einzustellen, so dass sich in der vorliegenden Ausführungsform insgesamt ein mehrstufiger
Verflüssigungsprozess ergibt.
Darüber hinaus umfasst die Beschichtungsvorrichtung 20 in der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform eine Zuführeinrichtung 60 zum Zuführen und vorliegend auch Bevorraten mehrerer
Fügemittel 10 bzw. Fügemittelkomponenten 12, 14.
In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die
Zuführeinrichtung 60 mehrere unterschiedliche Fügemittel 10 bzw. Fügemittelkomponenten 12, 14, die verschiedene Farben aufweisen, wie etwa schwarz (B) , cyan (C) , magenta (M) und gelb (Y) . Es ist jedoch ebenso möglich, hier vollkommen unterschiedliche Fügemittelkategorien vorzusehen, so dass je nach Bedarf (etwa Werkstückart und Einsatzzweck) zwischen verschiedenen Fügetechnologien gewechselt werden kann.
Aus diesem Grund umfasst die DoD-Auftragseinheit 30, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Mischkammer 50, in welcher die
unterschiedlichen Fügemittel 10 bzw. Fügemittelkomponenten 12, 14, die aus der Zuführeinrichtung 60 zugeführt werden, gezielt gemischt werden können, etwa um die gewünschte Farbe einzustellen oder um Fügemittelkomponenten miteinander zur Bildung eines Fügemittels reagieren zu lassen.
Im Bereich der Ausstoßöffnungen 33 umfasst die
DoD-Auftragseinheit eine Abdichteinrichtung 36, die in der vorliegenden Ausführungsform als Schieber oder Klappe
ausgebildet ist, durch welchen bzw. durch welche das in der DoD-Auftragseinheit 30 enthaltene Fügemittel bzw. mindestens
eine dort enthaltene Fügemittelkomponente 12, 14 gegenüber der Umgebung abgedichtet werden kann.
Weiterhin ist eine Reinigungseinrichtung 70 vorgesehen, die in der vorliegenden Ausführungsform als Spüleinrichtung ausgebildet ist. Diese ist an die Zufuhrleitungen der DoD- Auftragseinheit angeschlossen, so dass bei Bedarf ein Spül- bzw. Reinigungsmittel wie etwa ein geeignetes Fluid zugeführt und durch die Ausstoßöffnungen 33 ausgestoßen werden kann, um die DoD-Auftragseinheit 30 zu reinigen.
Der Betrieb der in den Fig. 5 und 6 gezeigten
Beschichtungsvorrichtung 20 vollzieht sich beispielsweise wie folgt. Das in der Zuführeinrichtung 60 bevorratete Haftmittel 10 wird in der Heizeinheit 60 zunächst auf eine Temperatur von beispielsweise 50°C vorgewärmt und anschließend der
Heizeinrichtung 34 zugeführt, um dort auf eine
Verarbeitungstemperatur von beispielsweise 100°C aufgeheizt zu werden. In diesem Zustand wird das Fügemittel 10 aus den verschiedenen (Färb-) Strängen in die Mischkammer 50 zugeführt um dort je nach Werkstück die gewünschte Farbe des
Fügemittels oder sonstige Eigenschaften des Fügemittels einzustellen. Anschließend wird das Fügemittel 10 durch
Betätigung der Mikroaktoren 32 über die Ausstoßöffnungen 33 auf die zu beschichtende Oberfläche 1 ' des Werkstücks 1 und/oder die zugewandte Oberfläche des Beschichtungsmaterials 2 aufgebracht, um dort in bahn- oder streifenförmiger Gestalt vorzuliegen .
Nunmehr wird das Beschichtungsmaterial 2 mittels der
Andruckwalze 24 an die zu beschichtende Oberfläche 1' des Werkstücks 1 angedrückt. In dieser Verfahrensphase ab dem Ausbilden eines bahn- oder streifenförmigen Fügemittelfilms bzw. Fügemittelkomponentenfilms ist kein weiterer
Energieeintrag erforderlich, so dass auf eine separate
Energiequelle verzichtet werden kann.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Einstellung der
Temperatur kann mittels der Heizeinheit 40 und der
Heizeinrichtung 34 auch gezielt die Viskosität auf
vorteilhafte Werte eingestellt werden, die je nach Fügemittel bzw. Fügemittelkomponente beispielsweise im Bereich von mindestens 30 mPa s, bevorzugt mindestens 50 mPa s und/oder höchstens 800 mPa s, bevorzugt höchstens 500 mPa liegen können .
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Beschichtungsvorrichtung 20 ist in Fig. 7 schematisch in einer Draufsicht gezeigt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die nicht näher gezeigte Fördereinrichtung dazu dient, die Fügeeinrichtung 24 entlang eines im Wesentlichen
stationär angeordneten Werkstücks 1 zu bewegen (sogenannte "Stationärmaschine") . Zu diesem Zweck sind bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform mehrere Komponenten wie
insbesondere die Fügeeinrichtung 24 und die Zuführeinrichtung 22 auf einem gemeinsamen Träger 100 angeordnet, der entlang des Werkstücks 1 und gegebenenfalls auch um das Werkstück 1 herum bewegbar ist. Hierfür kann der Träger 100
beispielsweise an einer balkenförmigen Führungseinrichtung (nicht gezeigt) wie einem Portal oder einem Ausleger, aber auch an einem Roboterarm oder dergleichen angebracht sein.
Der Träger 100 kann dabei beispielsweise auch in eine
Spindeleinheit 20 einer an einer Führungseinrichtung
angeordneten Bearbeitungseinheit eingewechselt werden, in die beispielsweise auch Werkzeuge- oder Bearbeitungsaggregate eingewechselt werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform ist vorteilhaft auch eine DoD-Auftragseinheit 30 auf dem Träger 100 angeordnet. Je nach Fügemitteltechnologie kann hierauf jedoch auch verzichtet werden .
Claims
1. Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks (1), das
bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz,
Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, mit den Schritten:
Zuführen eines Beschichtungsmaterials (2) zu einer zu beschichtenden Oberfläche (1') des Werkstücks (1),
Fügen des Beschichtungsmaterials (2) auf die zu
beschichtende Oberfläche (2') unter Einsatz eines
Fügemittels (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) mindestens zwei
Fügemittelkomponenten (12, 14) aufweist, wobei die
Haftfähigkeit des Fügemittels (10) durch Zusammenbringen der Komponenten (12, 14) erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Fügemittelkomponente (12) Harz, insbesondere Kunstharz, aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite
Fügemittelkomponente (14) ausgewählt ist aus Gas wie insbesondere Luft, Feuchtigkeit, Härter und
Kombinationen hiervon.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12) einen
thermisch aktivierbaren Klebstoff wie insbesondere einen Schmelzklebstoff aufweist, der bevorzugt ausgewählt ist
aus thermoplastischem Polyurethan, EVA, Polyolefin, Polypropylen, Polyamid und Polyacrylat.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine
Fügemittelkomponente (12, 14), insbesondere die zweite Fügemittelkomponente (14), auf die zu beschichtende Oberfläche (1') des Werkstücks (1) und/oder die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials (2) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14), insbesondere die erste Fügemittelkomponente (12), als bahn- oder
streifenförmiges Material zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) durch mechanische Einwirkung haftfähig gemacht wird,
insbesondere durch Druckeinwirkung.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14) in einem haftfähigen Zustand bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das haftfähige Fügemittel (10) im bevorrateten Zustand mit einer Antihaft-Abdeckung (16) versehen ist, die vor Durchführung des Fügevorgangs entfernt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das haftfähige Fügemittel (10) auf der zu fügenden Oberfläche des Beschichtungsmaterials
(1) oder als separates, bahn- oder streifenförmiges Material vorgesehen ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14) durch ein Drop-on-Demand-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials (2) und/oder die zu
beschichtende Oberfläche (1') des Werkstücks (1) aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine
Fügemittelkomponente (12, 14) beim Aufbringen eine
Temperatur von mindestens 30°C, bevorzugt eine
Temperatur von mindestens 50°C, besonders bevorzugt eine Temperatur von mindestens 90°C aufweist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14) beim Aufbringen eine Viskosität von mindestens 30 mPa s, bevorzugt mindestens 50 mPa s und/oder höchstens 800 mPa s, bevorzugt
höchstens 500 mPa s aufweist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14) vor dem Fügen in eine bahn- oder streifenförmige Gestalt
gebracht wird und anschließend im Zuge des weiteren Fügevorganges nicht mehr mit Energie beaufschlagt wird, insbesondere nicht mehr mit Wärmeenergie beaufschlagt wird .
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14) vor dem
Fügen in eine bahn- oder streifenförmige Gestalt
gebracht wird, die eine Flächenmasse von höchstens 150 g/m2, bevorzugt höchstens 120 g/m2, besonders bevorzugt höchstens 100 g/m2 aufweist.
17. Vorrichtung (20) zum Beschichten eines Werkstücks (1), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz,
Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: eine Einrichtung (22) zum Zuführen eines
Beschichtungsmaterials (2) zu einer zu beschichtenden Oberfläche (1') des Werkstücks (1), eine Einrichtung (24) zum Fügen des
Beschichtungsmaterials (2) auf die zu beschichtende Oberfläche (1') unter Einsatz eines Fügemittels (10), und eine Fördereinrichtung (26) zum Herbeiführen einer
Relativbewegung zwischen dem Werkstück (1) und der
Fügeeinrichtung (24) .
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine DoD-Auftragseinheit (30) aufweist, die eingerichtet ist, das Fügemittel (10) oder mindestens eine Fügemittelkomponente (12, 14) durch ein Drop-on- Demand-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des
Beschichtungsmaterials (2) und/oder die zu beschichtende Oberfläche (1') des Werkstücks (1) aufzubringen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die DoD-Auftragseinheit (30) mindestens einen Mikroaktor (32), insbesondere
Piezoaktor, zum Ausstößen des Fügemittels (10) oder mindestens einer Fügemittelkomponente (12, 14) aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die DoD-Auftragseinheit (30) eine Verflüssigungseinrichtung (34), insbesondere
Heizeinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die Viskosität des Fügemittels (10) oder mindestens einer Fügemittelkomponente (12, 14) zu erhöhen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine der DoD-
Auftragseinheit (30) vorgelagerte Verflüssigungseinheit (40), insbesondere Heizeinheit aufweist, die
eingerichtet ist, die Viskosität des Fügemittels (10) oder mindestens einer Fügemittelkomponente (12, 14) zu erhöhen .
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Abdichteinrichtung (36) zum Abdichten des in der DoD-Auftragseinheit (30) enthaltenen Fügemittels (10) oder mindestens einer Fügemittelkomponente (12, 14) gegenüber der Umgebung aufweist .
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Mischeinrichtung (50) zum Mischen mehrerer zugeführter Fügemittel (10) oder Fügemittelkomponenten (12, 14) aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Zuführeinrichtung (60) zum Zuführen und bevorzugt auch Bevorraten
mindestens eines Fügemittels (10) oder mindestens einer Fügemittelkomponente (12, 14) aufweist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (60) mehrere Fügemittel (10) oder Fügemittelkomponenten (12, 14) zuführt, die
unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, insbesondere unterschiedliche Farben besitzen und/oder
unterschiedliche Komponenten enthalten.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine
Reinigungseinrichtung (70), insbesondere
Spüleinrichtung, für die DoD-Auftragseinheit (30) aufweist .
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