EP4565398A1 - Vorrichtung zum beschichten eines werkstücks - Google Patents

Vorrichtung zum beschichten eines werkstücks

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Publication number
EP4565398A1
EP4565398A1 EP23751009.4A EP23751009A EP4565398A1 EP 4565398 A1 EP4565398 A1 EP 4565398A1 EP 23751009 A EP23751009 A EP 23751009A EP 4565398 A1 EP4565398 A1 EP 4565398A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
adhesive
unit
workpiece
coating material
Prior art date
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Granted
Application number
EP23751009.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4565398B1 (de
Inventor
Ruven Weiss
Harald Rieger
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 EP4565398A1 publication Critical patent/EP4565398A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4565398B1 publication Critical patent/EP4565398B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G11/00—Applying adhesives or glue to surfaces of wood to be joined

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for coating a workpiece, which preferably consists at least in sections of wood, wood materials, plastic or the like.
  • workpieces are often provided with a coating material on one of their surfaces, for example an edge.
  • the coating material is usually applied using a suitable joining or
  • Adhesive that is applied for example in the form of hot melt adhesive, to the workpiece or to the coating material.
  • the joining agent is activated or kept activated during the coating process using a suitable device, usually heated using a suitable energy source.
  • Laser and hot air units have become particularly popular as energy sources, although numerous other technologies such as microwave, infrared, plasma, ultrasound or the like are also possible.
  • the joining agent is at the appropriate temperature or Temperature window is heated.
  • DE 10 2017 122 701 A discloses a coating device according to the preamble of claim 1, in which the temperature of the joining agent is monitored by a temperature sensor.
  • the measurement results of the temperature sensor are susceptible to fluctuations, so that the desired optimization of the joining material temperature cannot be achieved with sufficient reliability.
  • DE 10 2019 133 934 A discloses a generic device in which a sensor measures the temperature of the adhesive through a hot air nozzle.
  • a sensor measures the temperature of the adhesive through a hot air nozzle.
  • the invention is based on the object of providing a device of the type mentioned at the outset, which, with a simple construction, enables precise monitoring of at least one operating variable of the adhesive.
  • the invention is based on the idea of taking into account the exceptionally difficult conditions and tight spaces in the area of the pressing unit by means of a new arrangement in which the at least one sensor or . whose imaginary sensor beam is led out of the plane of the workpiece to be coated.
  • the at least one sensor has a main measuring direction which is at an angle to the conveying plane, at least in the area of the adhesive.
  • the design according to the invention results in completely new arrangement options for the at least one sensor, without the need for complicated additional components.
  • the angular arrangement of the main measuring direction makes it possible to integrate the at least one sensor not into the narrow joining gap, but at any location, which can also be located at a greater distance from the joining area. This protects the at least one sensor from excessive contamination or temperature fluctuations, which allows significantly increased precision of the measurement result.
  • the angular arrangement of the main measuring direction also allows measurements to be carried out particularly close to the actual joining point and thus to obtain particularly meaningful measurement results.
  • the main measuring direction of the at least one sensor has an angle a of at least 10 ° relative to the conveying plane, at least in the area of the adhesive.
  • This allows an imaginary measuring beam, which extends along the main measuring direction, to be introduced particularly effectively into the usually narrow joining gap between the workpiece and the coating material, while the above-mentioned advantages are achieved.
  • the Invention provides that the main measuring direction of the at least one sensor has an angle a of at most 40 °, preferably at most 30 °, with respect to the conveying plane, at least in the area of the adhesive.
  • the inventors have found that larger angles generally do not result in the above-mentioned advantages becoming more pronounced. However, larger angles from the ranges mentioned would increasingly lead to reduced measurement precision, which should be avoided as far as possible within the scope of the invention.
  • the at least one sensor can in principle measure the operating size of the adhesive at any point. According to a further development of the invention, however, it is provided that the at least one sensor is set up to measure the operating size of the adhesive in the area of the pressure unit or of the corresponding joining point. This results in particularly meaningful measurement results that represent a good basis for achieving high joining quality.
  • the senor has a pyrometer and/or bolometer and/or a semiconductor sensor.
  • the at least one sensor has a focusing device, which is preferably set up to focus an imaginary measuring beam of the sensor towards the adhesive to be measured.
  • a focusing device which is preferably set up to focus an imaginary measuring beam of the sensor towards the adhesive to be measured.
  • this design contributes to precise measurement results, among other things because the imaginary measuring beam can be directed particularly precisely to suitable measuring points.
  • the focusing also allows the geometry of the imaginary measuring beam to be adapted to the spatial conditions in the narrow joining gap and the imaginary measuring beam to be approximately in the To make the area of the joining gap narrower so that it can reach the adhesive layer to be measured without collision. This makes a significant contribution to achieving the advantages mentioned above.
  • the device has an adjustable guide, in particular a hold-down device, for the coating material, with at least one sensor being attached to the adjustable guide.
  • an adjustable guide initially enables flexible adaptability of the device according to the invention to changing geometries of the workpiece or of the coating material.
  • attaching at least one sensor to the adjustable guide allows the position of the sensor to automatically adapt to the changing geometries of the coating material, which in turn contributes to a precise and meaningful measurement result.
  • At least one sensor is attached via a holder which has a comparatively low thermal conductivity. This prevents the sensor attached to the holder from being exposed to excessive temperature influences, which in turn improves the measurement accuracy and increases the service life of the sensor.
  • At least one sensor can have a protective cover, which preferably has a material with high thermal conductivity, such as aluminum in particular.
  • This measure which initially sounds paradoxical, means that any heat effect on the sensor is evenly distributed in the protective cover, so that the sensor is heated evenly at best. This will make the Measurement accuracy further increased, as inhomogeneous heating of the sensor would impair the measurement accuracy.
  • the protective cover has a thermal conductivity that is at least 3 times, preferably at least 10 times, as large as the thermal conductivity of the conductor. This results in a good combination of both a thermal separation of the sensor from the heat source and, if necessary, even heating of the sensor.
  • the protective cover has a permeable, in particular transparent section through which the sensor can measure. This allows effective thermal decoupling of the sensor to be combined with high measurement accuracy.
  • the at least one sensor has a shielding unit, such as in particular a protective cover, at least in the measuring direction, which preferably has heat-insulating properties. This makes it easy to achieve effective thermal decoupling of the sensor, which further increases the measurement accuracy and the service life of the sensor.
  • a shielding unit such as in particular a protective cover
  • the concept according to the invention develops its advantages in particular in a device which, according to a further development of the invention, has an adhesive application unit for applying adhesive to the coating material and/or the workpiece and/or which has an adhesive activation unit for activating adhesive.
  • the device has an electronic control unit which is connected and set up with at least one sensor and with the adhesive application unit and/or the adhesive activation unit and/or the conveying unit, the adhesive application unit and/or the adhesive activation unit and/or to control the conveyor unit on the basis of a measurement result obtained from the at least one sensor.
  • an optimal joining connection between the workpiece and the coating material can be achieved, since the operation of the adhesive application unit and/or adhesive activation unit and/or the conveying unit can be set and, if necessary, regulated in such a way that optimal operating parameters of the adhesive result during joining.
  • control unit can adjust the operation of the adhesive application unit and/or adhesive activation unit and/or the conveying unit accordingly in order to bring the actual value closer to the to bring the setpoint.
  • a particularly quick and particularly flexible process sequence with regard to the geometry of the workpiece to be coated results if, according to a further development of the invention, at least the pressing unit and the at least one sensor can be moved together in the device and can be rotated about an axis perpendicular to the conveying plane.
  • the pressing unit and the sensor as well as, if necessary Further components are arranged stationary and the workpiece is moved in relation to these components. Mixed forms of both concepts are also possible within the scope of the invention.
  • Fig. 1 shows schematically a partial perspective view of a device according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows schematically a partial top view of the one shown in FIG. 1 shown device.
  • FIG. 1 A device 1 for coating a workpiece 2 is shown in FIG. 1 shown schematically in a partial perspective view.
  • the device 1 is used to coat workpieces 2, which preferably consist at least in sections of wood, wood material, plastic or the like, as are widely used in the furniture and component industry.
  • the coating material 4 can be, for example, a narrow surface coating (edge) made of a wide variety of materials such as plastic, veneer, paper or even metal. Alternatively or additionally, however, a wide surface or any other surface of a workpiece 2 can also be provided with a coating material 4.
  • an adhesive 4′ is provided on the side of the coating material 4 facing the workpiece 2.
  • the adhesive 4 ' can be, for example, an adhesive that can be activated by heat, such as hot melt adhesive.
  • the coating material 4 has an integral layer 4 ', which develops adhesive properties through activation, such as various meltable plastics.
  • the entire coating material 4 can also consist of a corresponding material, so that there is no discrete adhesive layer 4 '.
  • the adhesive 4 'can also be supplied separately from the coating material 4, for example as an adhesive web or adhesive strip.
  • the adhesive 4 'can also be applied to the coating material 4 in a conventional manner by means of an application roller, which is shown in FIG. 1 shown component 70 can then have a corresponding adhesive application unit. Overall, the adhesive can also first be applied to the surface of the workpiece to be coated.
  • the coating device 1 comprises a pressing device 10, which in the present embodiment has a pressure roller and serves to press the coating material 4 onto a surface 2 'of the workpiece 2 to be coated.
  • the coating device 1 includes a conveyor unit, which in the present embodiment is designed in the manner of a so-called stationary machine.
  • the conveyor unit has a support section 20 which, together with those shown in FIG. 1 shown components of the device 1 can be moved parallel to a conveying plane and can be rotated about an axis (C) perpendicular to the conveying plane.
  • the conveying level corresponds to the level of the workpiece 2, which is stationary via suitable holding means 2 (not shown). is arranged.
  • the conveyor unit can serve to convey the workpiece 2 and for this purpose, for example, have a conveyor element in the form of a conveyor belt, conveyor belt, conveyor chain or the like. Mixed variants of both concepts are also possible within the scope of the invention, with the conveying unit 20 always serving to bring about a relative movement between the workpiece 2 and the pressing device 10.
  • the coating device 1 includes an adhesive activation unit 70, which in the present embodiment includes a nozzle arrangement 74 for dispensing a heated fluid which serves to activate the adhesive 4′.
  • the heated fluid is supplied as a volume flow V via a supply line 72 to the nozzle arrangement 74, with a fluid supply and a heating device being provided upstream, for example.
  • the fluid supply can advantageously also be a pressurized fluid supply, which supplies the fluid to the nozzle arrangement 74 at an excess pressure, purely for example, of at least 1.5 bar.
  • the heated (pressure) fluid can be hot air.
  • the fluid it is also possible for the fluid to contain other gases and possibly also liquids or Contains liquid droplets.
  • adhesive activation unit 70 may also include a variety of other energy sources, such as a laser source, an LED source, an infrared source, a microwave source, a plasma source, etc.
  • the coating device 1 in the present embodiment has a temperature sensor 30 for detecting a temperature of the adhesive 4 ', for example as a pyrometer or bolometer or semiconductor sensor or (Thermal) camera can be designed.
  • a temperature sensor 30 for detecting a temperature of the adhesive 4 '
  • a pyrometer or bolometer or semiconductor sensor or (Thermal) camera can be designed.
  • other sensors can also be used within the scope of the invention to detect an operating variable, for example to detect the porosity of the workpiece, the viscosity of the joining agent, the layer thickness of the joining agent or the like.
  • the temperature sensor 30 has a main measuring direction 32, which is shown in FIG. 1 is shown in dashed lines and can be viewed as the center line of an imaginary measuring beam 34.
  • the imaginary measuring beam 34 is in Fig. 1 extends in a straight line from the sensor 30 to the adhesive 4 'to be measured, it is also possible within the scope of the invention to deflect the imaginary measuring beam by suitable means, such as (at least) a mirror, a prism or other deflection means (not shown).
  • the imaginary measuring beam 34 hits the adhesive layer 4 'immediately in front of the joining point at which the coating material 4 and the workpiece 2 are brought into contact with one another.
  • the main measuring direction 32 of the sensor 30 has an inclination relative to the conveying plane and is therefore arranged at an angle to the conveying plane.
  • the angle of inclination a between the main ring measuring direction 32 and the conveying plane can be, for example, 20° and is preferably in a range between 10° and 40°, preferably at most 30°.
  • Fig. 1 it can also be seen that the imaginary measuring beam 34 tapers towards the adhesive layer 4 '.
  • This focusing of the imaginary measuring beam is generated by a focusing device 40, which can have, for example, a lens or other suitable focusing elements.
  • the focusing device 40 is in the present Embodiment integrated into a holder 50, by means of which the sensor 30 is attached to the device 1.
  • the holder 50 is attached to a hold-down device 6, which is vertically adjustable and serves to guide the coating material 4 vertically. Due to the vertical adjustability of the hold-down device 6, the holder 50 with the sensor 40 is also vertically adjustable and can therefore be adapted to different coating materials 4.
  • the holder 50 is made of a material with a comparatively low thermal conductivity, such as steel, stainless steel or a ceramic material. Other suitable materials can of course also be used within the scope of the invention.
  • the senor 30 is accommodated in a protective cover 36, which, in contrast to the holder 50, has a material with high thermal conductivity such as aluminum.
  • the thermal conductivity of the protective cover 36 in the present embodiment is at least three times, for example ten times, as great as the thermal conductivity of the holder 50.
  • the protective cover 36 has a transparent section 38 in the measuring direction of the sensor 30, through which the sensor 30 can measure.
  • a protective cover 60 is provided as a shielding unit in the measuring direction of the sensor 30, which preferably also has heat-insulating properties and has a permeable section 62 or designed as a free space.
  • the protective cover 60 helps protect the sensor 30 from heat radiation or to protect convection.
  • an electronic control unit 80 such as a control computer.
  • the control unit 80 is connected to the sensor 30 and the adhesive activation unit or Adhesive application unit 70 is connected and can also be connected to the conveying unit 20.
  • the electronic control unit 80 receives measurement data from the sensor 30 about the temperature or other important parameters that were measured by the sensor 30.
  • the electronic control unit 80 can then compare the measured values obtained with suitable target values.
  • the electronic control unit can adjust the operating parameters of the adhesive activation unit or Control or. adjust to ensure that the measured values approach the desired target values. In this way, not only can the quality of the joining result be monitored, but the operating parameters of the device 1 can also be optimized and, if necessary, controlled in a fully or partially automated manner in order to achieve an optimal coating result.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Wood Science & Technology (AREA)
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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Beschichten eines Werkstücks (2), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen besteht, umfasst eine Andrückeinheit (10) zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials (4) an eine zu beschichtende Oberfläche (2') des Werkstücks (2), eine Fördereinheit (20) zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück (2) und der Andrückeinrichtung (10) in einer Förderebene, und mindestens einen Sensor (30), insbesondere Temperatursensor, zum Erfassen einer Betriebsgröße, insbesondere Temperatur, eines Haftmittels (4'), das zum Anhaften des Beschichtungsmaterials an das Werkstück vorgesehen ist. Der mindestens eine Sensor (30) weist eine Hauptmessrichtung (32) auf, die zumindest im Bereich des Haftmittels winklig zur Förderebene liegt.

Description

Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks
Technisches Gebiet
Die Erfindung betri f ft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks , das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Hol z , Hol zwerkstof fen, Kunststof f oder dergleichen besteht .
Stand der Technik
Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie werden Werkstücke häufig an einer ihrer Flächen mit einem Beschichtungsmaterial versehen, beispielsweise einer Kante . Das Anbringen des Beschichtungsmaterials erfolgt üblicherweise mittels eines geeigneten Füge- bzw .
Haftmittels , das beispielsweise in Form von Schmel zkleber auf das Werkstück oder auf das Beschichtungsmaterial aufgebracht wird .
Alternativ ist es ebenfalls üblich, das Füge- bzw . Haftmittel bereits vorab auf dem Beschichtungsmaterial oder auch dem Werkstück vorzusehen bzw . integral mit diesen aus zubilden . In diesem Falle wird das Fügemittel im Zuge des Beschichtungsvorganges mittels einer geeigneten Vorrichtung aktiviert oder aktiviert gehalten, meist mittels einer geeigneten Energiequelle erwärmt . Als Energiequellen haben sich dabei insbesondere Laser- und Heißluftaggregate durchgesetzt , wobei auch zahlreiche andere Technologien wie Mikrowelle , Infrarot , Plasma, Ultraschall oder dergleichen infrage kommen . Für die Qualität des Beschichtungsergebnisses ist es unter anderem entscheidend, dass das Fügemittel auf die j eweils geeignete Temperatur bzw . Temperaturf enster erhitzt wird . Vor diesem Hintergrund of fenbart die DE 10 2017 122 701 A eine Beschichtungsvorrichtung nach dem Oberbegri f f von Anspruch 1 , bei welcher die Temperatur des Fügemittels durch einen Temperatursensor überwacht wird . Allerdings hat sich in der Praxis gezeigt , dass die Messergebnisse des Temperatursensors schwankungsanfällig sind, sodass die gewünschte Optimierung der Fügemitteltemperatur nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit erreicht werden kann .
Ferner of fenbart die DE 10 2019 133 934 A eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei der ein Sensor durch eine Heißluftdüse hindurch die Temperatur des Haftmittels misst . Allerdings hat sich gezeigt , dass derartige Vorrichtungen eine vergleichsweise aufwändige Konstruktion besitzen . Ferner erreichen die Messergebnisse oft nicht die gewünschte Genauigkeit .
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei einfacher Konstruktion eine präzise Überwachung mindestens einer Betriebsgröße des Haftmittels ermöglicht .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 1 gelöst . Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde , den außergewöhnlich schwierigen Bedingungen und engen Platzverhältnissen im Bereich der Andrückeinheit durch einen neue Anordnung Rechnung zu tragen, bei welcher der mindestens eine Sensor bzw . dessen gedachter Sensorstrahl aus der Ebene des zu beschichtenden Werkstücks herausgeführt wird . Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung der mindestens eine Sensor eine Hauptmessrichtung aufweist , die zumindest im Bereich des Haftmittels winklig zur Förderebene liegt .
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergeben sich vollkommen neue Anordnungsmöglichkeiten für den mindestens einen Sensor, ohne dass hierfür kompli zierte Zusatzbauteile erforderlich sind . So wird durch die winklige Anordnung der Hauptmessrichtung ermöglicht , den mindestens einen Sensor nicht in den engen Fügespalt zu integrieren, sondern an einer beliebigen Stelle , die auch in größerer Entfernung vom Fügebereich gelegen sein kann . Hierdurch wird der mindestens eine Sensor vor übermäßigen Verschmutzungen oder Temperaturschwankungen geschützt , was eine deutlich gesteigerte Präzision des Messergebnisses erlaubt .
Ferner erlaubt die winklige Anordnung der Hauptmessrichtung auch, besonders nah am eigentlichen Fügepunkt zu messen und somit besonders aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten .
Präzise und aussagekräftige Messergebnisse sind dabei kein Selbstzweck, sondern stellen eine wichtige Grundlage zur Erzielung eines hochwertigen Fügeergebnisses zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial dar .
Gemäß einer Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, das s die Hauptmessrichtung des mindestens einen Sensors zumindest im Bereich des Haftmittels einen Winkel a von mindestens 10 ° gegenüber der Förderebene aufweist . Hierdurch lässt sich ein gedachter Messstrahl , der sich entlang der Hauptmessrichtung erstreckt , besonders wirksam in den meist engen Fügespalt zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial einführen, während die oben genannten Vorteile erzielt werden . Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Hauptmessrichtung des mindestens einen Sensors zumindest im Bereich des Haftmittels einen Winkel a von höchstens 40 ° , bevorzugt höchstens 30 ° gegenüber der Förderebene aufweist . In diesem Zusammenhang haben die Erfinder festgestellt , dass größere Winkel in der Regel nicht dazu führen, dass die oben genannten Vorteile noch ausgeprägter werden . Allerdings würden größere Winkel ab den genannten Bereichen zunehmend zu einer verringerten Messpräzision führen, was im Rahmen der Erfindung möglichst vermieden werden soll .
Der mindestens eine Sensor kann die Betriebsgröße des Haftmittels prinzipiell an einer beliebigen Stelle messen . Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist j edoch vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor eingerichtet ist , die Betriebsgröße des Haftmittels im Bereich der Andruckeinheit bzw . des entsprechenden Fügepunkts zu messen . Hierdurch ergeben sich besondere aussagekräftige Messergebenisse , die eine gute Grundlage zur Erzielung einer hohen Fügequalität darstellen .
Um im Dauerbetrieb präzise und zuverlässige Messergebnisse zu erzielen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Sensor ein Pyrometer und/oder Bolometer und/oder einen Halbleitersensor aufweist .
Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor eine Fokussiereinrichtung aufweist , die bevorzugt eingerichtet ist , einen gedachten Messstrahl des Sensors zu dem zu messenden Haftmittel hin zu bündeln . Diese Ausgestaltung trägt einerseits zu präzisen Messergebnissen bei , unter anderem da der gedachte Messstrahl besonders genau an geeignete Messstellen gerichtet werden kann . Andererseits erlaubt die Fokussierung auch, den gedachten Messstrahl in seiner Geometrie an die räumlichen Gegebenheiten im engen Fügespalt anzupassen und den gedachten Messstrahl etwa im Bereich des Fügespalts schmaler werden zu lassen, sodas s dieser überhaupt kollisions frei zu der zu messenden Haftmittelschicht gelangen kann . Hierdurch wird ein wesentlicher Beitrag zur Erzielung der oben genannten Vorteile geleistet .
Gemäß einer Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, das s die Vorrichtung eine verstellbare Führung, insbesondere einen Niederhalter, für das Beschichtungsmaterial aufweist , wobei mindestens ein Sensor an der verstellbaren Führung angebracht ist . Der Einsatz einer verstellbaren Führung ermöglicht zunächst eine flexible Anpassbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung an wechselnde Geometrien des Werkstücks bzw . des Beschichtungsmaterials . Darüber hinaus erlaubt die Anbringung mindestens eines Sensors an der verstellbaren Führung, dass sich die Position des Sensors selbsttätig an die wechselnden Geometrien des Beschichtungsmaterials anpasst , was wiederum einen Beitrag zu einem präzisen und aussagekräftigen Messergebnis leistet .
Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens ein Sensor über einen Halter angebracht ist , der eine vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt . Hierdurch wird vermieden, dass der an dem Halter angebrachte Sensor übermäßigen Temperatureinflüssen ausgesetzt wird, was wiederum die Messgenauigkeit verbessert und die Lebensdauer des Sensors steigert .
Ferner kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mindestens ein Sensor eine Schutzhülle aufweisen, die bevorzugt ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie insbesondere Aluminium aufweist . Diese zunächst paradox klingende Maßnahme führt dazu, dass eine etwaige Wärmeeinwirkung auf den Sensor gleichmäßig in der Schutzhülle verteilt wird, sodass sich auch allenfalls eine gleichmäßige Erwärmung des Sensors ergibt . Hierdurch wird die Messgenauigkeit weiter gesteigert , da eine inhomogene Erwärmung des Sensors die Messgenauigkeit beeinträchtigen würde .
Dabei ist es besonders bevorzugt , dass die Schutzhülle eine Wärmeleitfähigkeit aufweist , die mindestens 3-mal , bevorzugt mindestens 10-mal so groß ist wie die Wärmeleitfähigkeit des Leiters . Hierdurch ergibt sich eine gute Kombination sowohl einer thermischen Trennung des Sensors von der Wärmequelle als auch einer allenfalls gleichmäßigen Erwärmung des Sensors .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schutzhülle einen durchlässigen, insbesondere transparenten Abschnitt auf , durch den hindurch der Sensor messen kann . Hierdurch lässt sich eine wirksame thermische Entkopplung des Sensors mit einer hohen Messgenauigkeit vereinen .
In dieser Hinsicht ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor zumindest in Messrichtung eine Abschirmeinheit wie insbesondere eine Schutzblende aufweist , die bevorzugt wärmeisolierende Eigenschaften besitzt . Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine wirksame thermische Entkopplung des Sensors erreichen, wodurch die Messgenauigkeit und die Lebensdauer des Sensors weiter gesteigert werden können .
Das erfindungsgemäße Konzept entfaltet seine Vorteile insbesondere bei einer Vorrichtung, die gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Haftmittelaufbringeinheit zum Aufbringen von Haftmittel auf das Beschichtungsmaterial und/oder das Werkstück aufweist und/oder die eine Haftmittelaktivierungseinheit zum Aktivieren von Haftmittel besitzt . Durch die Integration dieser Einheiten in einer Vorrichtung mit dem mindestens einen Sensor, lässt sich eine besonders gute Abstimmung des Aufbringens und/oder Aktivierens des j eweiligen Haftmittels erreichen, wodurch sich eine verbessertes Fügeergebnis zwischen Werkstück und
Beschichtungsmaterial ergibt .
In dieser Hinsicht ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine elektronische Steuereinheit aufweist , die mit mindestens einem Sensor sowie mit der Haftmittelaufbringeinheit und/oder der Haftmittelaktivierungseinheit und/oder der Fördereinheit verbunden und eingerichtet ist , die Haftmittelaufbringeinheit und/oder die Haftmittelaktivierungseinheit und/oder die Fördereinheit auf der Grundlage eines von dem mindestens einen Sensor erhaltenen Messergebnisses zu steuern . Auf diese Weise kann eine optimale Fügeverbindung zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial erzielt werden, da der Betrieb der Haftmittelaufbringeinheit und/oder Haftmittelaktivierungseinheit und/oder der Fördereinheit derart eingestellt und bei Bedarf geregelt werden können, dass sich beim Fügen optimale Betriebsparameter des Haftmittels ergeben . Sollten Betriebsparameter, wie beispielsweise die Temperatur des Haftmittels von geeigneten Sollwerten abweichen, wird dies durch den mindestens einen Sensor erfasst , sodass die Steuereinheit den Betrieb der Haftmittelaufbringeinheit und/ oder Haftmittelaktivierungseinheit und/oder der Fördereinheit entsprechend anpassen kann, um den I stwert näher an den Sollwert zu bringen .
Ein besonders zügiger und im Hinblick auf die Geometrie des zu beschichtenden Werkstücks besonders flexibler Verfahrensablauf ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei der Vorrichtung zumindest die Andrückeinheit und der mindestens eine Sensor gemeinsam verfahrbar und um eine senkrecht zur Förderebene stehende Achse drehbar sind . Hierdurch lassen sich beispielsweise auch runde ober beliebig geformte Werkstücke zuverlässig beschichten . Alternativ ist es j edoch ebenso möglich, dass die Andrückeinheit und der Sensor sowie gegebenenfalls weitere Bauteile stationär angeordnet sind und das Werkstück in Bezug auf diese Bauteile bewegt wird . Auch Mischformen beider Konzepte sind im Rahmen der Erfindung möglich .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig . 1 zeigt schematisch eine teilweise Perspektivansicht einer Vorrichtung gemäß einer Aus führungs form der Erfindung;
Fig . 2 zeigt schematisch eine teilweise Draufsicht der in Fig . 1 gezeigten Vorrichtung .
Aus führliche Beschreibung bevorzugter Aus führungs formen
Bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung werden nachfolgend aus führlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben .
Eine Vorrichtung 1 zum Beschichten eines Werkstücks 2 ist in Fig . 1 schematisch in einer teilweisen Perspektivansicht gezeigt . Die Vorrichtung 1 dient zum Beschichten von Werkstücken 2 , die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Hol z , Hol zwerkstof f , Kunststof f oder dergleichen bestehen, wie sie im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie verbreitet zum Einsatz kommen . Bei dem Beschichtungsmaterial 4 kann es sich beispielsweise um eine Schmal flächenbeschichtung (Kante ) aus unterschiedlichsten Materialien wie etwa Kunststof f , Furnier, Papier oder auch Metall handeln . Alternativ oder zusätzlich kann j edoch auch eine Breitfläche oder j ede andere beliebige Oberfläche eines Werkstücks 2 mit einem Beschichtungsmaterial 4 versehen werden .
Obgleich die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist , weist das Beschichtungsmaterial 4 in der vorliegenden Aus führungs form ein Haftmittel 4 ' auf , das auf der dem Werkstück 2 zugewandten Seite des Beschichtungsmaterials 4 vorgesehen ist . Bei dem Haftmittel 4 ' kann es sich beispielsweise um ein mittels Wärme aktivierbares Haftmittel wie etwa Schmel zkleber handeln .
Alternativ ist es auch denkbar, dass das Beschichtungsmaterial 4 eine integrale Schicht 4 ' aufweist , die durch Aktivierung Hafteigenschaften entfaltet , wie etwa verschiedene auf schmel zbare Kunststof fe . Auch kann das gesamte Beschichtungsmaterial 4 aus einem entsprechenden Material bestehen, sodass keine diskrete Haftmittelschicht 4 ' vorliegt . Das Haftmittel 4 ' kann auch separat vom Beschichtungsmaterial 4 zugeführt werden, etwa als Haftmittelbahn oder Haftmittelstrei fen . Ferner kann das Haftmittel 4 ' auch in herkömmlicher Weise mittels einer Auftragsrolle auf das Beschichtungsmaterial 4 aufgetragen werden, wobei das in Fig . 1 gezeigte Bauteil 70 dann eine entsprechende Haftmittelaufbringeinheit aufweisen kann . Insgesamt kann das Haftmittel auch zunächst auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden .
Die Beschichtungsvorrichtung 1 umfasst eine Andrückeinrichtung 10 , die in der vorliegenden Aus führungs form eine Andruckrolle aufweist und zum Andrücken des Beschichtungsmaterials 4 an eine zu beschichtende Oberfläche 2 ' des Werkstücks 2 dient .
Darüber hinaus umfasst die Beschichtungsvorrichtung 1 eine Fördereinheit , die in der vorliegenden Aus führungs form nach Art einer sogenannten Stationärmaschine ausgebildet ist . Die Fördereinheit weist einen Tragabschnitt 20 auf , der zusammen mit den in Fig . 1 gezeigten Bauteilen der Vorrichtung 1 parallel zu einer Förderebene verfahrbar und um eine senkrecht zur Förderebene stehende Achse ( C ) drehbar ist . Die Förderebene entspricht dabei der Ebene des Werkstücks 2 , das über geeignete Haltemittel 2 (nicht gezeigt ) stationär angeordnet ist . Die Fördereinheit kann j edoch zum Fördern des Werkstücks 2 dienen und zu diesem Zweck beispielsweise ein Förderelement in Form eines Förderbandes , Förderriemens , Förderkette oder dergleichen aufweisen . Auch Mischvarianten beider Konzepte sind im Rahmen der Erfindung möglich, wobei die Fördereinheit 20 stets zum Herbei führen einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück 2 und der Andrückeinrichtung 10 dient .
Darüber hinaus umfasst die Beschichtungsvorrichtung 1 eine Haftmittelaktivierungseinheit 70 , die in der vorliegenden Aus führungs form eine Düsenanordnung 74 zum Abgeben eines erwärmten Fluids umfasst , welches zum Aktivieren des Haftmittels 4 ' dient . Wie in Fig . 2 am besten zu erkennen ist , wird das erwärmte Fluid als Volumenstrom V über eine Zuleitung 72 zu der Düsenanordnung 74 zugeführt , wobei stromaufwärts beispielsweise eine Fluidversorgung sowie eine Erwärmungseinrichtung vorgesehen sind . Bei der Fluidversorgung kann es sich vorteilhaft auch um eine Druckfluidversorgung handeln, die das Fluid mit einem Überdruck rein beispielhaft von mindestens 1 , 5 bar zu der Düsenanordnung 74 zuführt .
Bei dem erwärmten ( Druck- ) Fluid kann es sich im einfachsten Falle um Heißluft handeln . Es ist j edoch ebenso möglich, dass das Fluid andere Gase und gegebenenfalls auch Flüssigkeiten bzw . Flüssigkeitströpf chen enthält . Ferner ist zu beachten, dass Haftmittelaktivierungseinheit 70 auch viel fältige andere Energiequellen umfassen kann, wie etwa eine Laserquelle , Eine LED-Quelle , eine Infrarotquelle , eine Mikrowellenquelle , eine Plasmaquelle , etc .
Wie in Fig . 1 zu erkennen ist , weist die Beschichtungsvorrichtung 1 in der vorliegenden Aus führungs form einen Temperatursensor 30 zum Erfassen einer Temperatur des Haftmittels 4 ' auf , der beispielsweise als Pyrometer oder Bolometer oder Halbleitersensor oder ( Thermo- ) Kamera ausgeführt sein kann . Alternativ oder zusätzlich zu dem Temperatursensor können im Rahmen der Erfindung auch andere Sensoren zur Erfassung einer Betriebsgröße zum Einsatz kommen, etwa zur Erfassung der Porosität des Werkstücks , der Viskosität des Fügemittels , der Schichtdicke des Fügemittels oder dergleichen mehr .
Der Temperatursensor 30 weist eine Hauptmessrichtung 32 auf , die in Fig . 1 gestrichelt dargestellt ist und als Mittelinie eines gedachten Messtrahls 34 betrachtet werden kann .
Obgleich sich der gedachte Messstrahl 34 in Fig . 1 geradlinig vom Sensor 30 zu dem zu messenden Haftmittel 4 ' erstreckt , ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, den gedachten Messstrahl durch geeignete Mittel umzulenken, wie etwa durch (mindestens ) einen Spiegel , ein Prisma oder andere Umlenkmittel (nicht gezeigt ) .
Wie in Fig . 1 am besten zu erkennen ist , tri f ft der gedachte Messstrahl 34 unmittelbar vor den Fügepunkt , an welchem das Beschichtungsmaterial 4 und das Werkstück 2 miteinander in Kontakt gebracht werden, auf die Haftmittelschicht 4 ' . Zumindest in diesem Bereich, der auch als Fügespalt bezeichnet werden kann, weist die Hauptmessrichtung 32 des Sensors 30 eine Neigung gegenüber der Förderebene auf und ist somit winklig zur Förderebene angeordnet . Der Neigungswinkel a zwischen der Hauptringmessrichtung 32 und der Förderebene kann beispielsweise 20 ° betragen und liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 ° und 40 ° , bevorzugt höchstens 30 ° .
In Fig . 1 ist ferner zu erkennen, dass sich der gedachte Messstrahl 34 zu der Haftmittelschicht 4 ' hin verj üngt . Diese Fokussierung des gedachten Messstrahls wird durch eine Fokussiereinrichtung 40 erzeugt , die beispielsweise eine Linse oder andere geeignete Fokussierelemente aufweisen kann . Die Fokussiereinrichtung 40 ist in der vorliegenden Aus führungs form in einen Halter 50 integriert , mittels dessen der Sensor 30 an der Vorrichtung 1 angebracht ist . Dabei ist der Halter 50 in der vorliegenden Aus führungs form an einem Niederhalter 6 angebracht , der vertikal verstellbar ist und dazu dient , das Beschichtungsmaterial 4 vertikal zu führen . Durch die vertikale Verstellbarkeit des Niederhalters 6 ist auch der Halter 50 mit dem Sensor 40 vertikal verstellbar und somit an unterschiedliche Beschichtungsmaterialien 4 anpassbar .
Der Halter 50 ist in der vorliegenden Aus führungs form aus einem Material mit einer vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit hergestellt , wie beispielsweise Stahl , Edelstahl oder einem Keramikmaterial . Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich auch andere geeignete Materialien zum Einsatz kommen .
Der Sensor 30 ist in der vorliegenden Aus führungs form in einer Schutzhülle 36 aufgenommen, die im Gegensatz zum Halter 50 ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie beispielsweise Aluminium aufweist . Dabei ist die Wärmeleitfähigkeit der Schutzhülle 36 in der vorliegenden Aus führungs form mindestens dreimal , beispielsweise zehnmal so groß , wie die Wärmeleitfähigkeit des Halters 50 .
Um dennoch eine Messung durchführen zu können, weist die Schutzhülle 36 in Messrichtung des Sensors 30 einen transparenten Abschnitt 38 auf , durch den hindurch der Sensor 30 messen kann . Darüber hinaus ist in der vorliegenden Aus führungs form in Messrichtung des Sensors 30 eine Schutzblende 60 als Abschirmeinheit vorgesehen, die vorzugsweise ebenfalls wärmeisolierende Eigenschaften besitzt sowie einen durchlässigen oder als Freiraum ausgeführten Abschnitt 62 aufweist . Die Schutzblende 60 trägt dazu bei , den Sensor 30 vor Wärmestrahlung bzw . Konvektion zu schützen . Ferner umfasst die Vorrichtung, wie in Fig . 1 zu erkennen ist , eine elektronische Steuereinheit 80 , wie etwa einen Steuerrechner . Die Steuereinheit 80 steht mit dem Sensor 30 sowie der Haftmittelaktivierungseinheit bzw . Haftmittelaufbringeinheit 70 in Verbindung und kann darüber hinaus auch mit der Fördereinheit 20 in Verbindung stehen . Die elektronische Steuereinheit 80 empfängt dabei Messdaten des Sensors 30 über die Temperatur oder andere wichtige Parameter, die von dem Sensor 30 gemessen wurden . Anschließend kann die elektronische Steuereinheit 80 die erhaltenen Messwerte mit geeigneten Sollwerten vergleichen .
Bei Abweichungen der Messwerte von den Sollwerten kann die elektronische Steuereinheit die Betriebsparameter der Haftmittelaktivierungseinheit bzw . Haftmittelaufbringeinheit 70 und/oder der Fördereinheit 20 oder anderer relevanter Einheiten der Vorrichtung 1 steuern bzw . anpassen, um für eine Annäherung der Messwerte an die gewünschten Sollwerte zu sorgen . Auf diese Weise kann nicht nur die Qualität des Fügeergebnisses überwacht werden, sondern es kann auch ganz oder teilweise automatisiert eine Optimierung und gegebenenfalls Regelung der Betriebsparameter der Vorrichtung 1 durchgeführt werden, um ein optimales Beschichtungsergebnis zu erzielen .

Claims

ANSPRÜCHE Vorrichtung (1) zum Beschichten eines Werkstücks (2) , das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen besteht, umfassend : eine Andrückeinheit (10) zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials (4) an eine zu beschichtende Oberfläche (2') des Werkstücks (2) , eine Fördereinheit (20) zum Herbeiführen einer
Relativbewegung zwischen dem Werkstück (2) und der
Andrückeinrichtung (10) in einer Förderebene, und mindestens einen Sensor (30) , insbesondere Temperatursensor, zum Erfassen einer Betriebsgröße, insbesondere Temperatur, eines Haftmittels (4') , das zum Anhaften des Beschichtungsmaterials an das Werkstück vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (30) eine Hauptmessrichtung (32) aufweist, die zumindest im Bereich des Haftmittels winklig zur Förderebene liegt. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hauptmessrichtung (32) des mindestens einen Sensors (30) zumindest im Bereich des Haftmittels einen Winkel (a) von mindestens 10° gegenüber der Förderebene aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Hauptmessrichtung (32) des mindestens einen Sensors (30) zumindest im Bereich des Haftmittels einen Winkel (a) von höchstens 40°, bevorzugt höchstens 30° gegenüber der
Förderebene aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der mindestens eine Sensor (30) eingerichtet ist, die
Betriebsgröße des Haftmittels (4' ) im Bereich der
Andruckeinheit zu messen. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der mindestens einen Sensor (30) ausgewählt ist aus Pyrometer, Bolometer, Halbleitersensor und Kamera. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der mindestens eine Sensor (30) eine Fokussiereinrichtung (40) aufweist, die bevorzugt eingerichtet ist, einen gedachten Messstrahl (34) des Sensors (30) zu dem zu messenden Haftmittel (4' ) hin zu bündeln . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine verstellbare Führung (6) , insbesondere ein Niederhalter, für das Beschichtungsmaterial (4) vorgesehen ist, wobei mindestens ein Sensor (30) an der verstellbaren Führung angebracht ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Sensor über einen Halter (50) angebracht ist, der eine vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt und bevorzugt Stahl, Edelstahl oder Keramik aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens ein Sensor (30) eine Schutzhülle (36) aufweist, die bevorzugt ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie insbesondere Aluminium aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Schutzhülle (36) eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die mindestens 3-mal, bevorzugt mindestens 10-mal so groß ist wie die
Wärmeleitfähigkeit des Halters (50) . Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die
Schutzhülle (36) einen durchlässigen, insbesondere transparenten Abschnitt (38) aufweist, durch den hindurch der Sensor (30) messen kann. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens eine Sensor (30) zumindest in Messrichtung eine Abschirmeinheit wie insbesondere eine Schutzblende (60) aufweist, die bevorzugt wärmeisolierende Eigenschaften besitzt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Haftmittelaufbringeinheit (70) zum Aufbringen von Haftmittel auf das Beschichtungsmaterial und/oder das Werkstück vorgesehen ist, und/oder eine Haftmittelaktivierungseinheit (70) zum Aktivieren von Haftmittel (4' ) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine elektronische Steuereinheit (80) vorgesehen ist, die mit mindestens einem ensor (30) sowie mit der Haftmittelaufbringeinheit und/oder der Haftmittelaktivierungseinheit (70) und/oder der Fördereinheit (20) verbunden und eingerichtet ist, die Haftmittelaufbringeinheit und/oder die Haftmittelaktivierungseinheit (70) und/oder die Fördereinheit (20) auf der Grundlage eines von dem mindestens einen Sensor (30) erhaltenen Messergebnisses zu steuern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest die Andrückeinheit (10) und der mindestens eine Sensor (3) gemeinsam verfahrbar und um eine senkrecht zur Förderebene stehende Achse (C) drehbar sind .
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