WO2016005145A1 - Vorrichtung zur erwärmung einer funktionsschicht - Google Patents

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WO2016005145A1
WO2016005145A1 PCT/EP2015/063171 EP2015063171W WO2016005145A1 WO 2016005145 A1 WO2016005145 A1 WO 2016005145A1 EP 2015063171 W EP2015063171 W EP 2015063171W WO 2016005145 A1 WO2016005145 A1 WO 2016005145A1
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applicator
microwave
segments
coating material
channel
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PCT/EP2015/063171
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Inventor
Domingo Rohde
José Manuel Catalá-Civera
Original Assignee
Homag Holzbearbeitungssysteme Gmbh
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    • H05B6/78—Arrangements for continuous movement of material
    • H05B6/788—Arrangements for continuous movement of material wherein an elongated material is moved by applying a mechanical tension to it

Definitions

  • the invention relates to a device for heating a functional layer of a coating material, such as a surface coating or an edge strip, in particular for applying the coating material to a surface of a workpiece.
  • a coating material such as a surface coating or an edge strip
  • the coatings are laminar coatings for coating at least one flat broad side of the workpiece or so-called edge strips for coating at least one narrow side of the workpiece.
  • the coatings consists of a surface layer and a functional layer, wherein the functional layer for Connecting the coating with the workpiece is used. This is the
  • the activation of the functional layer by means of laser beams or by means of hot compressed air is known.
  • the activation by means of laser beams has its advantages in the pinpoint application of the laser beam for precisely controlled activation.
  • the device for activation by means of laser beams has the disadvantage that the application shows its advantages rather only at high quantities. It is also disadvantageous that the energy applied by the laser acts only on the surface or in a predefined, small penetration depth of only about 1 ⁇ m and 100 ⁇ m and then has to be passed on by heat conduction to the depth of the functional layer in order to ensure uniform heating or activation to reach the functional layer.
  • Activation via hot compressed air is also known in the art.
  • DE 10 201 1015898 discloses a device for generating hot compressed air, which is flowed on an edge band to heat the functional layer and thus to activate. In doing so, a significant amount of compressed air will have to be heated to high temperatures in order to heat or activate the functional layer as it passes through the device.
  • Such devices consume significant amounts of energy to heat the required high amounts of air to over 400 ° C, with a large part of the energy due to the design of the device in the heat exchanger via, for example, heat radiation or the like is dissipated parasitic. Also causes the high volume hot air flow that the environment of the device is exposed to high temperatures, which entails a considerable amount of air conditioning.
  • the hot air activation devices exhibit a high level of noise in the generation and outflow of pressurized hot air, which is responsible for the Operating personnel of the device is disadvantageous and a considerable effort for noise reduction entails.
  • hot air shows that due to the high H coordinatorlutttemperaturen the upper layer of the functional layer at temperature of the hot air from 400 ° C to 500 ° C is strongly liquefied and is partially replaced by the strong air flow from the functional layer. These detached parts of the functional layer are found as soiling on the surrounding components and reduce the amount of adhesive available for bonding.
  • the energy applied by the hot air acts only on the surface and then has to be conducted by heat conduction into the depth of the functional layer in order to achieve a continuous heating of the functional layer to a temperature of substantially the process temperature or more. This results in a strong temperature gradient between the surface of the functional layer and the back of the functional layer, which adjoins the decorative layer of the coating material.
  • ADVANTAGES It is the object of the invention to provide a device for heating a functional layer of a coating material, such as in particular ahenbesch or an edge band, in particular for applying the coating material to a surface of a workpiece, which is simple and straightforward and compact and in terms the energy-efficient is favorable and is operable so that the functional layer of the coating material can be specifically heated.
  • An embodiment of the invention relates to a device for heating a functional layer of a coating material, such as a Surface coating or an edge band, in particular for applying the coating material to a surface of a workpiece, with a microwave source, an applicator and a microwave channel for supplying the microwave radiation generated in the microwave source to the applicator, wherein in the applicator a microwave field is generated due to the supplied microwave radiation, wherein the applicator has at least one material channel which traverses the applicator and through which the coating material can be carried out, so that the functional layer of the coating material can be heated in the microwave field within the applicator.
  • a device for heating a functional layer of a coating material such as a Surface coating or an edge band
  • the microwave energy By the application of the microwave energy to the Be Bertungsmateriai uniform heating is achieved even in deeper layers, because the Be Bertungsmateriai is introduced into the applicator in the microwave field. As a result, a uniform heating is achieved quickly, the energy is provided very focused, which minimizes the total energy consumption. This leads to a well adjustable and metered energy application, which means that the temperature of the functional layer is very precisely and easily adjustable.
  • the device can be used both in a continuous system for the production and processing of workpieces as well as in a machining center as a stationary system.
  • a plurality of applicators is provided. As a result, if necessary, several coating materials can be heated simultaneously, which can be applied in parallel to the same workpiece or to different workpieces. Alternatively, a single coating material could also be heated differently at different points by means of a plurality of applicators, so that a specific adhesion to different substrate conditions can take place. It is also advantageous if at least one applicator or all applicators has an applicator segment or a plurality of applicator segments. As a result, the applicator can be subdivided into different regions or segments into which the microwave field could be set differently. This would allow a specific adaptation of the amount of heat input to the specific needs of the bond.
  • an applicator or an applicator segment has a material channel or a plurality of material channels. Thereby, one or more coating materials can be heated simultaneously. In the case of particularly wide or areal coating materials, it is also possible to use a plurality of applicators in order to heat adjacent areas of a coating material.
  • an aperture for the microwave radiation is provided on at least one applicator and / or on at least one applicator segment.
  • a modulation device for adjusting the modulation of the microwave radiation is provided in at least one applicator and / or in at least one applicator segment.
  • the resonant frequency of the applicator can be adapted as a resonator to the resonant frequency of the microwave source, such as the magnetron.
  • the coating material to be heated which is guided through the applicator, alters the microwave field or the resonance frequency of the applicator, so that the modulation device adjusts the microwave field that builds up so that the coating material can be optimally heated.
  • the at least one applicator or a group of applicators is supplied with microwave radiation by a microwave source or by a plurality of microwave sources, wherein in particular each applicator or each group of applicators is fed by its own microwave source.
  • the at least one applicator segment or a group of applicator segments is supplied with microwave radiation by a microwave source or by a plurality of microwave sources, wherein in particular each applicator segment or group of applicator segments is fed by its own microwave source.
  • a microwave source or by a plurality of microwave sources wherein in particular each applicator segment or group of applicator segments is fed by its own microwave source.
  • a plurality of applicators or a plurality of applicator segments is fed by a microwave source, wherein an allocation device is provided for dividing the microwave radiation and / or the microwave energy into the respective applicators or applicator segments.
  • the dividing device divides the microwave radiation, in particular with regard to the power, to the respective applicators or to the respective applicator segments, so that a specific application of the microwave energy can take place.
  • at least one microwave channel is provided, in particular one microwave channel per microwave source and / or one microwave channel per applicator and / or one microwave channel per applicator segment is provided.
  • the microwave channel serves to forward the microwave radiation to the respective applicators or applicator segments involved, so that a targeted heating of the coating material can take place. It is particularly advantageous if the microwave channel is a waveguide and / or a coaxial cable. If a plurality of applicator segments or applicators are provided, it may be advantageous if the waveguide is subdivided into segments and thus the microwave radiation can be forwarded. Also, the power line of the microwave energy from the microwave source to the applicator can be made by means of coaxial cables. This is done with adapted transitions, also referred to as tapered coaxial transitions. This has the advantage that the applicator can be easily disassembled so that maintenance work on the applicator can be simplified.
  • the material channel runs through the at least one applicator and / or through the at least one applicator segment, wherein the channel has an inlet opening and an outlet opening, which serve to admit the coating material into the material channel and to let it out again.
  • the positioning in the microwave field of the applicator or the applicator segment is defined, which provides a more defined energy input. Also can be done through the material channel a separation, so that the coating material does not get directly into the applicator, because any contamination from the applicator are only badly removable bar.
  • the material channel has a circumferential wall which separates the material channel from the interior of the applicator or from the interior of the applicator segment. This allows a complete separation, which protects the applicator. This also defines the path of the coating material through the applicator, which is conducive to the defined energy input. It is particularly advantageous if at the inlet opening and / or at the outlet opening, a device is arranged, which reduces or prevents leakage of microwave radiation from the inlet opening or from the outlet opening. As a result, the emerging microwave radiation can be prevented or at least reduced below the permissible limit values.
  • the diaphragm is arranged between the microwave source and the applicator or the applicator segment.
  • the adjustment of the modulation of the microwave radiation in particular for the generation of a stationary and / or traveling wave of the microwave radiation, can be carried out in the applicator or in the applicator segment.
  • the shape of the resonance curve of the applicator is variable.
  • the characteristic of the applicator shifts from a resonant device to a device with a running shaft, depending on the choice of the aperture.
  • the absorptive influences by the coating material on the microwave field can be compensated or compensated.
  • the diaphragm is an opening, in particular an opening in a metal wall.
  • the metal wall can shield the microwave radiation, so that only the microwave radiation passing through the opening is forwarded to the applicators or applicator segments.
  • the opening cross-section of the opening of the aperture is variably adjustable is particularly advantageous. As a result, the modulation of the microwave radiation can be adjusted as needed.
  • the diaphragm has a metal element, which is projecting into the opening.
  • the effect of the aperture can still be adjusted without adjusting the opening.
  • the metal element is adjustable so that the penetration depth of the metal element is adjustable in the opening.
  • the metal element is a metal bolt or another metal element. This or this can influence the microwave radiation particularly well.
  • the at least one material channel is arranged fixedly in the applicator or in the applicator segment and the microwave field is variably adjustable in the applicator and / or in the applicator segments so the microwave field can be adapted to the material properties of the coating material or to the size ratios of the coating material be set.
  • the at least one material channel is displaceably adjustable in the applicator or in the applicator segment. Even so, an adaptation to the coating material to be heated can be made.
  • the material channel and / or the microwave field is adjustable such that a functional layer of the coating material can be arranged or carried out in a range of maximum electric field strength.
  • an applicator is subdivided into a plurality of applicator segments, wherein the applicator segments have substantially the same geometric dimensions.
  • an individual microwave energy can be controlled in the applicator segments, which can meet the needs of the coating material, if it requires a different heating, for example, over the height.
  • an applicator is subdivided into a plurality of applicator segments, with at least some of the applicator segments differing in height or in width. This too may be advantageous when using different height coating materials, such as variable height edgebands.
  • the applicator or the applicators or the applicator segment or the applicator segments are exchangeable.
  • the respective preferred applicator or the applicators or the applicator segments can be used, which are preferably suitable for the coating material to be heated.
  • the material channel consists of a material which is one of the following materials or has one of the materials: PTFE, ceramic, glass, technical glass and / or quartz glass. As a result, a passivation of the surface can be achieved.
  • the material channel is coated on the inside with a material which is one of the following materials or has one of the materials: PTFE, ceramic, glass, technical glass, and / or quartz glass.
  • the applicator or the applicators or the applicator segment or the applicator segments can be coated internally with a material which is one of the following materials or has one of the following materials: PTFE, ceramic, glass, technical glass, and / or quartz glass.
  • a modulation device is arranged, which adapts in particular the resonant frequency of the filled resonator to the frequency of the magnetron.
  • the modulation device influences the microwave field in such a way that, depending on the selected coating material, it is arranged in the region of a maximum of the field strength.
  • a temperature measuring device which allows the monitoring of the temperature of the coating material in the material channel and / or at the entrance and / or at the outlet of the material channel.
  • the temperature of the coating material can be determined, so that the energy to be expended, the microwave field and its distribution can be adjusted according to the target temperatures.
  • a flushing device which allows an introduction or passage of a fluid, in particular a gas or air, into the material channel. Thereby, a targeted cooling of the coating material can be made on the surface side, while the side of the functional layer can be rinsed.
  • a guide device which allows guidance of the coating material in the material channel.
  • the coating material can be guided in a targeted and secure manner through the microwave field.
  • FIG. 2 is a side view of an applicator
  • Fig. 3 is a top view of an applicator
  • 5 is a front view of an applicator
  • FIG. 7 is a view of an applicator from above
  • Fig. 8 is a view of an applicator from behind
  • 1 1 is a side view of an applicator
  • Fig. 12 is a side view of an applicator
  • Fig. 13 is a top view of an applicator.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention for heating a functional layer 2 of a coating material 3.
  • heating of a functional layer is also understood as activation of a functional layer. These terms are used below as equivalent or equivalent.
  • FIG. 1 shows the functional layer on one side of the coating material, but it may as well also be arranged on the other side of the coating material.
  • the coating material is in particular an edge band, which can be applied to a workpiece on a narrow side, or in particular a rather flat coating material, which can also be applied to a rather flat broad side of a workpiece.
  • the heating or activation of the functional layer 2 serves for the application and in particular the permanent fixing of the coating material 3 on a surface of the workpiece.
  • the functional layer is activated such that it forms or causes a type of adhesive by means of which the coating material can be bonded to the surface of the workpiece.
  • the device 1 has a microwave source 4 and an applicator 5, wherein the microwave radiation is transmitted by means of a microwave channel 6 from the microwave source 4 to the applicator 5.
  • the microwave channel 6, which is preferably designed as a waveguide or as a coaxial cable, is used to supply the microwave radiation generated in the microwave source 4 to the applicator 5.
  • a microwave field is thereby generated, which is traversed by the coating material 3.
  • the applicator 5 has at least one material channel 7, which traverses the microwave field, and through which the coating material is guided.
  • the microwave field is designed or controllable such that when passing through the coating material through the microwave field, the functional layer of the coating material is heated or activated.
  • the coating material consists of at least two layers, of which one layer is the functional layer, which is heated or activated, wherein the at least one other layer, which is referred to below as a decorative layer, is not or not so strongly heated.
  • the functional layer and the decorative layer can each also consist of a corresponding own layer structure of several individual layers.
  • the functional layer and / or the decorative layer of the coating material may consist of at least one layer or of a plurality of layers.
  • the functional layer and the decorative layer each have a loss factor e "eff, which is regarded as loss factor of the respective material of the functional layer and the decorative layer, where the loss factor is the imaginary part of the complex relative dielectric constant of the respective material.
  • the loss factor t " e n (FS) of the functional layer or the loss factor e" eff (DS) of the decorative layer for frequencies (ISM) at 915 MHz, 2.45 GHz or 5.8 GHz are stated here.
  • the ratio R e " e ff (FS) / ⁇ " ⁇ "(DS) at one of the specified frequencies of 915 MHz, 2.45 GHz or 5.8 GHz defines the ratio of the loss factors.
  • the coating material is specified such that R> 1, preferably R> 10 applies. This causes the function layer FS is warming much more than the decorative layer of the coating material so that there is a selective heating of the coating material "especially when used by Mikroweilenapplikatoren at the ISM frequencies of 915MHz or 2.45GHz or 5.8GHz ,
  • the applicator from the microwave source with microwave radiation of a power of 0.1 kW to about 50kW is applied.
  • the heating of the functional layer is greater than the heating of the decorative layer, so that the decorative layer is not or possibly only slightly heated, while the functional layer is heated to process temperature.
  • FIGS. 2 to 5 each show different views of an applicator 10 according to the invention in a first operating position.
  • FIG. 2 shows the applicator in a side view
  • FIG. 3 in a plan view from above
  • FIG. 4 in a rear view
  • FIG. 5 in a front view.
  • the applicator 10 has three applicator segments 1 1, 12, 13, which are arranged one above the other.
  • the applicator segments 1 1, 12, 13 are cavities into which the microwave radiation is fed on the input side and which open into a chamber 14 in which the material channel 15 is provided, which forms a channel in order to be able to guide the coating material through the chamber 14 ,
  • a running or a standing wave of microwave radiation is formed and can heat or activate this in the implementation of the coating material 16 depending on the loss factor.
  • the applicator segments 1 1, 12, 13 are arranged one above the other and stepped at the rear end, so that the connection of a microwave channel 1 7, 18, 19 on an upper side of the respective applicator segment 1 1, 12, 13 is possible.
  • the microwave channel 1 7, 18, 19 is preferably a waveguide and / or a coaxial cable. It may be advantageous if a waveguide is used, that the waveguide is divided into segments. Laterally of the material channel 1 5 this is provided on both sides with a device 20 as a throttle which attenuates the leakage of the microwave radiation or completely shields.
  • the material channel 1 5 is designed such that it passes through the at least one applicator 10 and / or through the at least one applicator segment 1 1, 12, 13, wherein the material channel 1 5 an inlet opening 21 and an outlet opening 22 which serve , the coating material 18 in the material channel 1 fifth let in and let it out again.
  • the Matertalkanal 15 has for this purpose a circumferential wall 23, which separates the material channel 15 from the interior 14 of the applicator 10 or from the interior of the respective applicator segment 1 1, 12, 13
  • FIGS. 2 to 5 show an applicator 10 with three applicator segments
  • applicators or one or more applicators may be provided with one or more applicator segments. It may be advantageous if at least one applicator 10 or all applicators an applicator segment 1 1, 12, 13 or a plurality of applicator segments 1 1, 12, 13 have.
  • the microwave radiation can be distributed to the respective applicators or to the respective applicator segments, so that the heating of the coating material in the material channel can be adapted to the needs.
  • the distribution of the microwave radiation can be variable, for example, via the height of the coating material.
  • the upper and / or lower edge of the coating material may be heated to a greater or lesser extent than a middle region.
  • the figures show an applicator with a material channel leading through the applicator through which the coating material is passed.
  • the at least one applicator also a plurality of material channels, which can be arranged one behind the other and / or one above the other.
  • several strips, strips or webs of coating material can be heated at the same time. This may be advantageous in a device in which several such heated coating materials are processed simultaneously.
  • several workpieces can be coated at the same time or it can be a workpiece coated on several sides.
  • an aperture 24 is provided in each case in the applicator or in the applicator segments 11, 12, 13.
  • This aperture serves to adjust the shape of the resonance curve of the applicator or of the applicator segment. As the aperture 24 is made larger, the characteristic of the applicator or applicator segment shifts from a standing wave resonant system to a traveling wave system.
  • the diaphragm 24 preferably consists of a type of pinhole 25, which is variable in its passage cross-section and / or of a variable metal element 26, such as a metallic mandrel, which serves to selectively influence the microwave radiation.
  • Both the pinhole 25 and the metal element 26 is / are preferably designed to be adjustable in order to be able to set the characteristics of the applicator 10 or of the applicator segment 11, 12, 13 to the respective requirements.
  • the diaphragm 24 is arranged between the microwave source and the applicator or the applicator segment or in the applicator or in the applicator segment. It is preferably connected upstream of the modulation device 27. Alternatively, however, it could also be arranged downstream of the modulation device.
  • the aperture 24 as a perforated panel 25 in this case has an opening 28, in particular an opening 28 in a metal wall 29.
  • the opening cross section of the opening 28 of the aperture is variably adjustable.
  • the metal element acting as a diaphragm 26, which projects into the opening of the applicator segment, is preferably adjustable.
  • the metal element 26 is preferably arranged downstream of the pinhole 25. Alternatively, however, it could also be the pinhole 25 upstream. In this case, a metal element could be provided or it may alternatively be provided a plurality of metal elements. This or these can be arranged inside and / or outside of the applicator. According to the invention, the metal element is a metal bolt which projects into the applicator segment.
  • a modulation device 27 for adjusting the modulation of the microwave radiation is provided in at least one applicator 10 and / or in at least one applicator segment 11, 12, 13.
  • the modulation device 27 is designed as a type of flap which influences the microwave radiation in such a way that it adapts the resonant frequency of the resonator of the applicator or of the applicator segment 11, 12, 13 to the resonant frequency of the magnetron, ie the microwave source.
  • the modulation device 27 is formed as a kind of flap. This modulation device 27 is set downward in FIGS. 2 and 3. In FIGS. 6 and 7, the modulation device 27 is set turned upwards.
  • the at least one material channel 1 5 is arranged fixedly in the applicator 10 or alternatively also in the applicator segment, wherein the microwave field is variably adjustable in the applicator 1 and / or in the applicator segment
  • the at least one material channel 15 in the applicator 10 or in the applicator segment may also be displaceably adjustable in order to be able to set the coating material in the microwave field.
  • the material channel and / or the microwave field can be adjusted such that a functional layer of the coating material can be arranged in a region of maximum electric field strength or can be carried out in this region.
  • the coating material is guided by a drive through the material channel.
  • the drive can be attached to the applicator or assigned to this.
  • the drive can also be a drive of a device which applies the coating material to the workpiece.
  • the drive may be part of an edge banding device if the coating material is for example an edge that can be applied to the narrow side of a workpiece.
  • a pressure device can also be arranged downstream of the applicator in order to apply the coating material to the workpiece and press it there.
  • the applicator segments 1 1, 12, 1 3 are formed the same height.
  • an applicator 10 can also be subdivided into a plurality of applicator segments 11, 12, 13, wherein the applicator segments 11, 12, 13 can also have different geometric dimensions or heights.
  • an applicator can be subdivided into a plurality of applicator segments, wherein at least some of the applicator segments can differ in height and / or width.
  • the energy input into the coating material can be modulated as a function of the height or width.
  • the material channel 15 is formed as a continuous gap with a circumferential wall 23.
  • the material channel 15 is made of a material which is at least one of the following materials or has one of the materials: PTFE, ceramic, glass, technical glass, and / or quartz glass.
  • the material channel 15 may for example be made of PTFE, such as Teflon, and be used as a PTFE block in the applicator 10.
  • the Materialkana! 15 be coated internally with a material which is one of the following materials or has one of the materials: PTFE, ceramic, glass, technical glass and / or quartz glass.
  • the applicator 10 or the applicators or applicator segment or segments 1 1, 12, 13 may be internally coated or filled with a material which is one of the following materials or has one of the following materials: PTFE, ceramic, glass, engineering glass, and / or quartz glass.
  • Figures 6 and 9 show a guide device 30 in the material gap 1 5, which are formed as guide rails and are arranged below and above in the material gap 1 5.
  • the guide rails pass through the material gap 15, so that the coating material is guided on its way through the material gap.
  • the two guide rails or in general the guide device 30 can be adjusted to the height or width of the coating material, so that also different high or wide coating materials, such as bands can be guided through the material gap.
  • the guide device serves to guide the Coating material and has the further advantage that in the area in which the coating material engages in the guide device, the heating is not so high as in a central region, Thus it is achieved that the edge region of the coating material can bond the functional layer more.
  • the range is about 0.5 to 4 mm wide, in which engages the coating material in the guide device.
  • the guide device can also be resiliently mounted, in particular the guide rails, in order to avoid jamming of the coating material.
  • the guiding device such as the upper and / or lower guide rails, may be connected to a flushing device and provided with channels to be flushed with a flushing medium, such as air.
  • a flushing medium such as air.
  • the flushing medium can be applied to the coating material in the lateral direction and / or directly from above or below in order to avoid overheating in the guide rail.
  • the guide rails preferably in the lower surface and / or in the upper surface and in the lateral surfaces channels, through which the flushing medium can be passed.
  • FIGS. 10 and 11 show an applicator 10 with a material gap 15 with a flushing device 40.
  • the flushing device 40 comprises a first flushing medium connection 41 and with a second flushing medium connection 42, the first flushing medium connection 41 and the second flushing medium connection serving to connect a flushing medium.
  • This flushing medium such as air, is passed from the flushing medium connections 41, 42 into channels 43 which spread and open in the mate ri alkanal 15 to the material channel 15 and the coating material 16 in Rinse material channel 15.
  • the flushing device is an optional feature that can be used with the features of the other embodiments.
  • FIGS. 12 and 13 show an end region of the applicator 10 in which a filling 50 is provided in order to influence the dielectric properties of the resonator 51.
  • a filling 50 is provided in order to influence the dielectric properties of the resonator 51.
  • the resonator 51 and the applicator 10 as a whole can be made smaller, since the filling changes the microwave field such that a smaller overall length is sufficient given a suitable filling 50.
  • the filling is an optional feature that can be used with the features of the other embodiments.
  • a temperature measuring device 60 is provided which allows the monitoring of the temperature of the coating material 16 in the material channel 1 5 and / or at the entrance and / or at the output of the material channel 1 5.
  • a feedback for controlling the microwave energy and / or the resonance frequency of the applicator or the shape of the microwave field can take place.
  • a plurality of temperature sensors can be arranged, which detect the temperature of the coating material.
  • the number of temperature sensors can be 1 to 20 or more. It is particularly advantageous if a continuous measurement of the temperature of the functional layer of the coating material is made.
  • a control or a regulation of the temperature of the functional layer can be made as a function of the output power of the microwave source.
  • the device according to the invention serves to heat or activate a coating material.
  • the heating process can be combined by means of the microwave applicator with other heating devices or heating methods.
  • these further heating devices can be used for preheating and / or for achieving or for holding the process temperature of the functional layer.
  • the temperature profile of the coating material to be achieved in the process direction and perpendicular to the process direction can be achieved by the combination of the heating profiles of the individual heating devices.
  • the heating device is arranged in front of the microwave heating device in relation to the feed direction of the coating material.
  • the following heating devices are suitable: direct heating of the functional layer via mechanical contact with heated mechanical components, hot air, 1R, VIS or UV lamps, LED or laser devices or ultrasound.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials, wie einer Oberflächenbeschichtung oder eines Kantenbandes, insbesondere zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf eine Fläche eines Werkstücks, mit einer Mikrowellenquelle, einem Applikator und einem Mikrowellenkanal zur Zuführung der in der Mikrowellenquelle erzeugten Mikrowellenstrahlung zu dem Applikator, wobei in dem Applikator ein Mikrowellenfeld aufgrund der zugeführten Mikrowellenstrahlung erzeugbar ist, wobei der Applikator zumindest einen Materialkanal aufweist, welcher den Applikator durchquert und durch welchen das Beschichtungsmaterial durchführbar ist, so dass die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials im Mikrowellenfeld innerhalb des Applikators erwärmt wird.

Description

Vorrichtung zur Erwärmung einer Funktionsschicht
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials, wie einer Oberflächenbeschichtung oder eines Kantenbandes, insbesondere zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf eine Fläche eines Werkstücks. Stand der Technik
Im Stand der Technik ist es bekannt, auf Werkstücke Beschichtungen aufzubringen. Dabei sind die Werkstücke beispielswiese insbesondere plattenförmige oder dreidimensional aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder ähnlichem hergestellte Elemente, wie sie beispielsweise im Möbel bau oder bei der Herstellung von Bauelementen, wie beispielsweise Fußbodenelementen, verwendbar sind.
Die Beschichtungen sind dabei flächige Beschichtungen zur Beschichtung von zumindest einer flächigen Breitseite des Werkstücks oder so genannte Kantenbänder zur Beschichtung von zumindest einer Schmalseite des Werkstücks.
Dabei ist es bekannt, dass die Beschichtungen aus einer Oberflächenschicht und einer Funktionsschicht besteht, wobei die Funktionsschicht zum Verbinden der Beschichtung mit dem Werkstück dient. Dazu ist die
Funktionsschicht zu aktivieren, damit sie ihre klebenden Eigenschaften annimmt, so dass der Fügeprozess gezielt vorgenommen werden kann. Im Stand der Technik ist die Aktivierung der Funktionsschicht mittels Laserstrahlen oder mittels heißer Druckluft bekannt. Die Aktivierung mittels Laserstrahlen hat ihre Vorteile in der punktgenauen Applizierung des Laserstrahls zur punktgenau gesteuerten Aktivierung. Die Vorrichtung zur Aktivierung mittels Laserstrahlen hat jedoch den Nachteil, dass die Anwendung ihre Vorteile eher erst bei hohen Stückzahlen zeigt. Auch ist es nachteilig, dass die durch den Laser applizierte Energie nur auf die Oberfläche bzw. in einer vordefinierten geringen Eindringtiefe zwischen nur etwa 1 pm und 100μιτι wirkt und dann mittels Wärmeleitung in die Tiefe der Funktionsschicht weitergeleitet werden muss, um eine gleichmäßige Erwärmung oder Aktivierung der Funktionsschicht zu erreichen.
Auch ist die Aktivierung über heiße Druckluft im Stand der Technik bekannt. Die DE 10 201 1 015 898 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung heißer Druckluft, welche auf ein Kantenband geströmt wird, um die Funktionsschicht zu erwärmen und damit zu aktivieren. Dabei wird eine erhebliche Menge Druckluft auf hohe Temperaturen zu erwärmen sein, um die Funktionsschicht im Durchlauf durch die Vorrichtung zu erwärmen oder zu aktivieren. Solche Vorrichtungen verbrauchen erhebliche Energiemengen, um die benötigten hohen Luftmengen auf über 400°C zu erwärmen, wobei ein großer Teil der Energie aufgrund der Gestaltung der Vorrichtung im Wärmeübertrager über beispielsweise Wärmestrahlung oder ähnliches parasitär abgeführt wird. Auch bewirkt der hochvolumige heiße Luftstrom, dass die Umgebung der Vorrichtung hohen Temperaturen ausgesetzt ist, was einen erheblichen Aufwand an Klimatisierung nach sich zieht. Auch zeigen die Vorrichtungen zur Aktivierung mittels Heißluft einen hohen Geräuschpegel bei der Erzeugung und Ausströmung der unter Druck stehenden Heißluft, was für das Bedienpersonal der Vorrichtung nachteilig ist und einen erheblichen Aufwand für die Geräuschdämmung nach sich zieht. Bei der Nutzung von Heißluft zeigt sich, dass aufgrund der hohen Heißlutttemperaturen die obere Schicht der Funktionsschicht bei Temperatur der Heißluft von 400°C bis 500°C stark verflüssigt wird und durch die starke Luftströmung teilweise von der Funktionsschicht abgelöst wird. Diese abgelösten Teile der Funktionsschicht finden sich als Verschmutzungen auf den umliegenden Bauteilen wieder und reduzieren die zur Verklebung verfügbare Klebermenge. Auch ist es nachteilig, dass die durch die Heißluft applizierte Energie nur auf die Oberfläche wirkt und dann mittels Wärmeleitung in die Tiefe der Funktionsschicht weitergeleitet werden muss, um eine durchgängige Erwärmung der Funktionsschicht auf eine Temperatur von im Wesentlichen der Prozesstemperatur oder mehr zu erreichen. Dabei entsteht ein starker Temperaturgradient zwischen der Oberfläche der Funktionsschicht und der Rückseite der Funktionsschicht, die an die Dekorschicht des Beschichtungsmaterials grenzt.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung. Vorteile Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials, wie insbesondere einer Oberflächenbesch ichtung oder eines Kantenbandes, insbesondere zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf eine Fläche eines Werkstücks, zu schaffen, die einfach und unkompliziert und kompakt ausgebildet ist und hinsichtlich der Energieeffizient günstig ist und derart betreibbar ist, dass die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials gezielt erwärmbar ist.
Diese Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials, wie einer Oberflächenbeschichtung oder eines Kantenbandes, insbesondere zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf eine Fläche eines Werkstücks, mit einer Mikrowellenquelle, einem Applikator und einem Mikrowellenkanal zur Zuführung der in der Mikrowellenquelle erzeugten Mikrowellenstrahlung zu dem Applikator, wobei in dem Applikator ein Mikrowellenfeld aufgrund der zugeführten Mikrowellenstrahlung erzeugbar ist, wobei der Applikator zumindest einen Materialkanal aufweist, welcher den Applikator durchquert und durch welchen das Beschichtungsmateriai durchführbar ist, so dass die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials im Mikrowellenfeld innerhalb des Applikators erwärmbar ist. Durch die Applikation der Mikrowellenenergie auf das Beschichtungsmateriai wird eine gleichmäßige Erwärmung auch in tieferen Schichten erreicht, weil das Beschichtungsmateriai in dem Applikator in das Mikrowellenfeld eingeführt wird. Dadurch wird schnell eine gleichmäßige Erwärmung erreicht, wobei die Energie sehr fokussiert zur Verfügung gestellt wird, was den Energieverbrauch insgesamt minimiert. Dies führt zu einer gut einstellbaren und dosierbaren Energieapplikation, was dazu führt, dass die Temperatur der Funktionsschicht sehr genau und einfach einstellbar ist. Die Vorrichtung ist dabei sowohl in einer Durchlaufanlage zur Herstellung und Bearbeitung von Werkstücken einsetzbar als auch in einem Bearbeitungszentrum als stationäre Anlage.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Mehrzahl von Applikatoren vorgesehen ist. Dadurch können bei Bedarf mehrere Beschichtungsmatehalien gleichzeitig erwärmt werden, die parallel auf das gleiche Werkstück oder auf unterschiedliche Werkstücke aufbringbar sind. Alternativ könnte mittels mehrerer Applikatoren ein einziges Beschichtungsmateriai auch an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich erwärmt werden, so dass eine gezielte Verklebung auf unterschiedlichen Untergrundverhältnissen erfolgen kann. Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Applikator oder alle Applikatoren ein Applikatorsegment oder eine Mehrzahl von Applikatorsegmenten aufweist. Dadurch kann der Applikator in unterschiedliche Bereiche bzw. Segmente unterteilt werden, in welche das Mikrowellenfeld unterschiedlich eingestellt werden könnte. Dies würde eine spezifische Anpassung der eingetragenen Wärmemenge an die spezifischen Bedürfnisse der Verklebung erlauben.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn ein Applikator oder ein Applikatorsegment einen Materialkanal oder eine Mehrzahl von Materialkanälen aufweist. Dadurch kann ein Beschichtungsmaterial oder mehrere Beschichtungsmaterialien gleichzeitig erwärmt werden. Bei besonders breiten bzw. flächigen Beschichtungsmaterialien können auch mehrere Applikatoren eingesetzt werden, um nebeneinander angeordnete Bereiche eines Beschichtungsmaterials zu erwärmen.
Auch ist es zweckmäßig, wenn an zumindest einem Applikator und/oder an zumindest einem Applikatorsegment eine Blende für die Mikrowellenstrahlung vorgesehen ist. Dadurch kann die einzusetzende Mikrowellenenergie bzw. das Mikrowellenfeld auf den individuellen Bedarf eingestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn in zumindest einem Applikator und/oder in zumindest einem Applikatorsegment eine Modulationsvorrichtung zur Einstellung der Modulation der Mikrowellenstrahlung vorgesehen ist. Dadurch kann die Resonanzfrequenz des Applikators als Resonator an die Resonanzfrequenz der Mikrowellenquelle, wie des Magnetrons, angepasst werden. Dabei verändert das zu erwärmende Beschichtungsmaterial, welches durch den Applikator geführt wird, das Mikrowellenfeld bzw. die Resonanzfrequenz des Applikators, so dass die Modulationsvorrichtung das sich aufbauende Mikrowellenfeld so einstellt, dass das Beschichtungsmaterial optimal erwärmt werden kann. Erfindungsgemäß ist es bei einem Ausführungsbeispiel zweckmäßig, wenn der zumindest eine Applikator oder eine Gruppe von Applikatoren durch eine Mikrowellenquelle oder durch eine Mehrzahl von Mikrowellenquellen mit Mikrowellenstrahlung gespeist wird, wobei insbesondere jeder Applikator oder jede Gruppe von Applikatoren von einer eigenen Mikrowellenquelle gespeist wird.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Applikatorsegment oder eine Gruppe von Applikatorsegmenten durch eine Mikrowellenquelle oder durch eine Mehrzahl von Mikrowellenquellen mit Mikrowellenstrahlung gespeist wird, wobei insbesondere jedes Applikatorsegment oder jede Gruppe von Applikatorsegmenten durch eine eigene Mikrowellenquelle gespeist wird. So können unterschiedliche Bedingungen spezifisch erzeugt werden, was den jeweiligen Bedürfnissen des jeweiligen Beschichtungsmaterials gerecht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Mehrzahl von Applikatoren oder eine Mehrzahl von Applikatorsegmenten von einer Mikrowellenquelle gespeist wird, wobei zur Aufteilung der Mikrowellenstrahlung und/oder der Mikrowellenenergie auf die jeweiligen Applikatoren oder Applikatorsegmente eine Aufteilvorrichtung vorgesehen ist. Die Aufteilvorrichtung teilt die Mikrowellenstrahlung insbesondere hinsichtlich der Leistung auf die jeweiligen Applikatoren oder auf die jeweiligen Applikatorsegmente auf, so dass eine spezifische Applikation der Mikrowellenenergie erfolgen kann. Auch ist es vorteilhaft, dass zumindest ein Mikrowellenkanal vorgesehen ist, insbesondere ein Mikrowellenkanal je Mikrowellenquelle und/oder ein Mikrowellenkanal je Applikator und/oder je ein Mikrowellenkanal je Applikatorsegment vorgesehen ist. Der Mikrowellenkanal dient der Weiterleitung der Mikrowellenstrahlung auf die jeweiligen beteiligten Applikatoren oder Applikatorsegmente, so dass eine gezielte Erwärmung des Beschichtungsmaterials erfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Mikrowellenkanal ein Hohlleiter und/oder ein Koaxialkabel ist. Sind mehrere Applikatorsegmente oder Applikatoren vorgesehen, kann es vorteilhaft sein, wenn der Hohlleiter in Segmente unterteilt ist und so die Mikrowellenstrahlung weitergeleitet werden kann. Auch kann die Energieleitung der Mikrowellenenergie von der Mikrowellenquelle zum Applikator mittels Koaxialkabeln vorgenommen werden. Dies wird mit angepassten Übergängen durchgeführt, die auch als "tapered coaxial transitions" bezeichnet sind. Dies hat den Vorteil, dass der Applikator einfach demontiert werden kann, so dass Wartungsarbeiten am Applikator vereinfacht werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Materialkanal durch den zumindest einen Applikator und/oder durch das zumindest eine Applikatorsegment verläuft, wobei der Kanal eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, welche dazu dienen, das Beschichtungsmaterial in den Materialkanal einzulassen und es wieder auszulassen. Durch den Materialkanal wird die Positionierung im Mikrowellenfeld des Applikators bzw. des Applikatorsegments definiert, was einen definierteren Energieeintrag erbringt. Auch kann durch den Materialkanal eine Trennung erfolgen, so dass das Beschichtungsmaterial nicht unmittelbar in Applikator gelangt, weil eventuelle Verschmutzungen aus dem Applikator nur schlecht entfern bar sind.
Gemäß eines weiteren Erfindungsgedankens ist es auch vorteilhaft, wenn der Materialkanal eine umlaufende Wand aufweist, welche den Materialkanal von dem Innenraum des Applikators oder von dem Innenraum des Applikatorsegments trennt. Dadurch kann eine vollständige Trennung vorgenommen werden, was den Applikator schützt. Auch wird dadurch der Weg des Beschichtungsmaterials durch den Applikator definiert, was dem definierten Energieeintrag förderlich ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn an der Einlassöffnung und/oder an der Auslassöffnung eine Vorrichtung angeordnet ist, welche einen Austritt von Mikrowellenstrahlung aus der Eintrittsöffnung bzw. aus der Austrittsöffnung reduziert oder verhindert. Dadurch kann die austretende Mikrowellenstrahlung verhindert oder zumindest unter die zulässigen Grenzwerte reduziert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Blende zwischen der Mikrowellenquelle und dem Applikator oder dem Applikatorsegment angeordnet ist. Dadurch kann die Einstellung der Modulation der Mikrowellenstrahlung, insbesondere zur Erzeugung einer stehenden und/oder laufenden Welle der Mikrowellenstrahlung in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment vorgenommen werden. Dadurch wird die Form der Resonanzkurve des Applikators veränderbar. Dabei verschiebt sich die Charakteristik des Applikators von einer resonanten Vorrichtung zu einer Vorrichtung mit einer laufenden Welle, je nach Wahl der Blende. Dadurch können die absorptiven Einflüsse durch das Beschichtungsmaterial auf das Mikrowellenfeld ausgeglichen oder kompensiert werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Blende eine Öffnung, insbesondere eine Öffnung in einer Metallwandung ist. So kann die Metallwandung die Mikrowellenstrahiung abschirmen, so dass nur die durch die Öffnung durchtretende Mikrowellenstrahlung an die Applikatoren bzw. Applikatorsegmente weitergeleitet wird . Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Öffnungsquerschnitt der Öffnung der Blende veränderlich einstellbar ist. Dadurch kann je nach Bedarf die Modulation der Mikrowellenstrahlung verstellt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Blende ein Metallelement aufweist, welches in die Öffnung ragend einstellbar ist. So kann der Effekt der Blende weiterhin eingestellt werden, ohne die Öffnung zu verstellen. Dabei ist es besonders vorteilhaft für die Wirkung als Blende, wenn das Metallelement derart einstellbar ist, dass die Eindringtiefe des Metallelements in die Öffnung einstellbar ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Metallelement ein Metallbolzen oder ein anderweitiges Metallelement ist. Dieser bzw. dieses kann die Mikrowellenstrahlung besonders gut beeinflussen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der zumindest eine Materialkanal in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment feststehend angeordnet ist und das Mikrowellenfeld veränderlich in dem Applikator und/oder in dem Applikatorsegmenten einstellbar ist so kann das Mikrowellenfeld an die Materialeigenschaften des Beschichtungsmaterials oder an die Größenverhältnisse des Beschichtungsmaterials eingestellt werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der zumindest eine Materialkanal in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment verlagerbar einstellbar ist. Auch so kann eine Anpassung an das zu erwärmende Beschichtungsmaterial vorgenommen werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Materialkanal und/oder das Mikrowellenfeld derart einstellbar ist, dass eine Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials in einem Bereich maximaler elektrischer Feldstärke anordenbar oder durchführbar ist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn sich ein Applikator in mehrere Applikatorsegmente unterteilt, wobei die Applikatorsegmente im Wesentlichen gleiche geometrische Abmessungen aufweisen. So kann eine individuelle Mikrowellenenergie in den Applikatorsegmenten angesteuert werden, was den Bedürfnissen an das Beschichtungsmaterial gerecht werden kann, wenn diese eine unterschiedliche Erwärmung beispielsweise über die Höhe benötigt. Auch ist es vorteilhaft, wenn sich ein Applikator in mehrere Applikatorsegmente unterteilt, wobei zumindest einzelne der Applikatorsegmente in der Höhe oder in der Breite unterscheiden. Auch dies kann vorteilhaft sein, wenn Beschichtungsmaterialien mit unterschiedlicher Höhe, wie Kantenbänder mit unterschiedlicher Höhe verwendet werden.
Gemäß eines erfindungsgemäßen Gedankens ist es vorteilhaft, wenn der Applikator oder die Applikatoren oder das Applikatorsegment oder die Applikatorsegmente austauschbar sind. Dadurch kann der jeweilige bevorzugte Applikator bzw. die Applikatoren oder die Applikatorsegmente eingesetzt werden, die für das zu erwärmende Beschichtungsmaterial bevorzugt geeignet sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Materialkanal aus einem Material besteht, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas und/oder Quarzglas. Dadurch kann eine Passivierung der Oberfläche erreicht werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Materialkanal innen mit einem Material beschichtet ist, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas, und/oder Quarzglas.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Applikator oder die Applikatoren oder das Applikatorsegment oder die Applikatorsegmente innen mit einem Material beschichtet ist/sind, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas, und/oder Quarzglas. Gemäß eines weiteren Gedankens ist es vorteilhaft wenn in dem Applikator und/oder in einem der Applikatorsegmente oder in mehreren der Applikatorsegmente oder in allen Applikatorsegmenten eine Modulationsvorrichtung angeordnet ist, welche insbesondere die Resonanzfrequenz des gefüllten Resonators an die Frequenz des Magnetrons anpasst. Die Modulationsvorrichtung beeinflusst das Mikrowellenfeld derart, dass in Abhängigkeit des gewählten Beschichtungsmaterials dieses im Bereich eines Maximums der Feldstärke angeordnet wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Temperaturmessvorrichtung vorgesehen ist, welche die Überwachung der Temperatur des Beschichtungsmaterials im Materialkanal und/oder am Eingang und/oder am Ausgang des Materialkanals ermöglicht. So kann die Temperatur des Beschichtungsmaterials bestimmt werden, so dass die aufzuwendende Energie, das Mikrowellenfeld und dessen Verteilung entsprechend an die Solltemperaturen angepasst werden kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn eine Spülvorrichtung vorgesehen ist, welche ein Einleiten oder Durchleiten eines Fluids, wie insbesondere eines Gases oder Luft, in den Materialkanal ermöglicht. Dadurch kann eine gezielte Kühlung des Beschichtungsmaterials auf der Oberflächenseite vorgenommen werden, während die Seite der Funktionsschicht gespült werden kann.
Auch ist es insbesondere vorteilhaft, wenn eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, welche eine Führung des Beschichtungsmaterials im Materialkanal ermöglicht. Dadurch kann das Beschichtungsmaterial gezielt und sicher durch das Mikrowellenfeld geführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben. Kurze Beschreibung der Figuren der Zeichnung Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Erwärmung einer Funktionsschicht,
Fig. 2 eine seitliche Ansicht eines Applikators, Fig. 3 eine Ansicht eines Applikators von oben,
Fig. 4 eine Ansicht eines Applikators von hinten,
Fig. 5 eine Ansicht eines Applikators von vorn,
Fig. 6 eine seitliche Ansicht eines Applikators,
Fig. 7 eine Ansicht eines Applikators von oben, Fig. 8 eine Ansicht eines Applikators von hinten,
Fig. 9 eine Ansicht eines Applikators von vorn,
Fig. 10 eine Ansicht eines Applikators von oben,
Fig. 1 1 eine seitliche Ansicht eines Applikators,
Fig. 12 eine seitliche Ansicht eines Applikators, und Fig. 13 eine Ansicht eines Applikators von oben. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erwärmung einer Funktionsschicht 2 eines Beschichtungsmaterials 3. Dabei wird der Begriff Erwärmung einer Funktionsschicht auch als Aktivierung eine Funktionsschicht verstanden. Diese Begriffe werden im Weiteren als gleichwertig bzw. gleichbedeutend verwendet. Die Figur 1 zeigt die Funktionsschicht auf einer Seite des Beschichtungsmaterials, sie kann jedoch ebenso auch auf der anderen Seite des Beschichtungsmaterials angeordnet sein.
Dabei ist das Beschichtungsmaterial insbesondere ein Kantenband, welches auf ein Werkstück an einer Schmalseite aufbringbar ist oder insbesondere ein eher flächiges Beschichtungsmaterial, welches auch auf eine eher flächige Breitseite eines Werkstücks aufbringbar ist.
Die Erwärmung oder Aktivierung der Funktionsschicht 2 dient dem Aufbringen und insbesondere dem dauerhaften Befestigen des Beschichtungsmaterials 3 auf einer Fläche des Werkstücks. Dabei wird die Funktionsschicht derart aktiviert, dass sie eine Art Kleber bildet oder bewirkt, mittels welchem das Beschichtungsmaterial auf der Fläche des Werkstücks verklebbar ist.
Die Vorrichtung 1 weist eine Mikrowellenquelle 4 und einen Applikator 5 auf, wobei die Mikrowellenstrahlung mittels eines Mikrowellenkanals 6 von der Mikrowellenquelle 4 zum Applikator 5 übertragen wird. Der Mikrowellenkanal 6, welcher bevorzugt als Hohlleiter oder als Koaxialkabel ausgebildet ist, dient der Zuführung der in der Mikrowellenquelle 4 erzeugten Mikrowellenstrahlung zu dem Applikator 5. In dem Applikator 5 wird dadurch ein Mikrowellenfeld erzeugt, welches von dem Beschichtungsmaterial 3 durchlaufen wird. Der Applikator 5 weist dazu zumindest einen Materialkanal 7 auf, welcher das Mikrowellenfeld quert, und durch welchen das Beschichtungsmaterial geführt wird. Das Mikrowellenfeld ist dabei derart ausgebildet oder ansteuerbar, dass beim Durchlaufen des Beschichtungsmaterials durch das Mikrowellenfeld, die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials erwärmt oder aktiviert wird.
Das Beschichtungsmaterial besteht dabei zumindest aus zwei Schichten, wovon eine Schicht die Funktionsschicht ist, welche erwärmt bzw. aktiviert wird, wobei die zumindest eine andere Schicht, welche im Nachfolgenden als Dekorschicht bezeichnet wird, möglichst nicht oder nicht so stark erwärmt wird. Die Funktionsschicht und die Dekorschicht können jeweils auch aus einem entsprechenden eigenen Schichtaufbau aus mehreren einzelnen Schichten bestehen. So können die Funktionsschicht und/oder die Dekorschicht des Beschichtungsmaterials aus zumindest einer Schicht oder aus einer Mehrzahl von Schichte bestehen.
Die Funktionsschicht und die Dekorschicht weisen jeweils einen Verlustfaktor e"eff auf, welcher als Verlustfaktor des jeweiligen Materials der Funktionsschicht und der Dekorschicht betrachtet wird. Dabei ist der Verlustfaktor der Imaginärteil der komplexen relativen Dielektrizitätskonstante des jeweiligen Materials.
Dabei wird der Verlustfaktor t"en (FS) der Funktionsschicht oder der Verlustfaktor e"eff (DS) der Dekorschicht für Frequenzen (ISM) bei 915MHz, 2,45 GHz oder 5,8 GHz angegeben. Das Verhältnis R = e"eff (FS) / ε"β« (DS) bei einer der angegebenen Frequenzen von 915MHz, 2,45 GHz oder 5,8 GHz definiert das Verhältnis der Verlustfaktoren. Dabei ist das Beschichtungsmaterial derart spezifiziert, dass R > 1 , vorzugsweise R > 10 gilt. Dies bewirkt, dass sich die Funktionsschicht FS sich wesentlich stärker erwärmt als die Dekorschicht des Beschichtungsmaterials, so dass es zu einer selektiven Erwärmung des Beschichtungsmaterials kommt» insbesondere bei einer Anwendung von Mikroweilenapplikatoren bei den ISM-Frequenzen von 915MHz oder 2,45GHz oder 5,8GHz.
Insbesondere bei einer Einstellung des Applikators als Applikator mit einer laufenden Welle ist R > 1 und z"en (FS) >1. Bei einem resonanten Applikator ist R > 1 und E' eff (FS) < 50.
Dabei ist der Applikator von der Mikrowellenquelle mit Mikrowellenstrahlung einer Leistung von 0,1 kW bis etwa 50kW beaufschlagt. Daraus resultiert je nach Verlustfaktor des jeweiligen Materials eine Erwärmung des jeweiligen Materials der Funktionsschicht bzw. der Dekorschicht. Die Erwärmung der Funktionsschicht ist dabei größer als die Erwärmung der Dekorschicht, so dass die Dekorschicht nicht oder gegebenenfalls nur geringfügig erwärmt wird, während die Funktionsschicht auf Prozesstemperatur erwärmt wird.
Werden mehrere Applikatoren verwendet, so kann jeder Applikator von der gleichen Mikrowellenquelle gespeist werden oder alternativ kann jeder Applikator von einer separaten Mikrowellenquelle gespeist werden. Auch können Gruppen von Applikatoren oder von Applikatorsegmenten von einer Mikrowellenquelle gespeist werden oder von einer Mehrzahl von Mikrowellenquellen gespeist werden. Die Figuren 2 bis 5 zeigen jeweils verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Applikators 10 in einer ersten Betriebsstellung. Die Figur 2 zeigt den Applikator in einer Seitenansicht, die Figur 3 in einer Draufsicht von oben, die Figur 4 in einer hinteren Ansicht und die Figur 5 in einer vorderen Ansicht.
Der Applikator 10 weist drei Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 auf, die übereinander angeordnet sind. Die Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 sind Hohlräume, in welche eingangsseitig die Mikrowellenstrahlung eingespeist wird und die in eine Kammer 14 münden, in welcher der Materialkanal 1 5 vorgesehen ist, welcher einen Kanal bildet, um das Beschichtungsmaterial durch die Kammer 14 führen zu können. In der Kammer 14 bildet sich eine laufende oder eine stehende Welle der Mikrowellenstrahlung aus und kann bei der Durchführung des Beschichtungsmaterials 16 dieses je nach Verlustfaktor erwärmen oder aktivieren.
Die Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 sind dabei übereinander angeordnet und am hinteren Ende abgestuft ausgebildet, so dass der Anschluss eines Mikrowellenkanals 1 7, 18, 19 auf einer Oberseite des jeweiligen Applikatorsegments 1 1 , 12, 13 möglich ist. Der Mikrowellenkanal 1 7, 18, 19 ist dabei bevorzugt ein Hohlleiter und/oder ein Koaxialkabel. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn ein Hohlleiter verwendet wird , dass der Hohlleiter in Segmente unterteilt ist. Seitlich des Materialkanals 1 5 ist dieser beidseitig mit einer Vorrichtung 20 als Drossel versehen, welche das Austreten der Mikrowellenstrahlung abschwächt oder gänzlich abschirmt. Der Materialkanal 1 5 ist dabei derart ausgebildet, dass er durch den zumindest einen Applikator 10 und/oder durch das zumindest eine Applikatorsegment 1 1 , 12, 13 verläuft, wobei der Materialkanal 1 5 eine Einlassöffnung 21 und eine Auslassöffnung 22 aufweist, welche dazu dienen, das Beschichtungsmaterial 18 in den Materialkanal 1 5 einzulassen und es wieder auszulassen. Der Matertalkanal 15 weist dazu eine umlaufende Wand 23 auf, welche den Materialkanal 15 von dem Innenraum 14 des Applikators 10 oder von dem Innenraum des jeweilige Applikatorsegments 1 1 , 12, 13 trennt
Die Figuren 2 bis 5 zeigen einen Applikator 10 mit drei Applikatorsegmenten
1 1 bis 13, Alternativ können auch mehrere Applikatoren oder ein oder mehrere Applikatoren vorgesehen sein mit einem oder mehreren Applikatorsegmenten. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Applikator 10 oder alle Applikatoren ein Applikatorsegment 1 1 , 12, 13 oder eine Mehrzahl von Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 aufweisen. So kann die Mikrowellenstrahlung auf die jeweiligen Applikatoren oder auf die jeweiligen Applikatorsegmente verteilt werden, so dass die Erwärmung des Beschichtungsmaterials im Materialkanal an die Bedürfnisse angepasst werden kann.
Dabei kann die Verteilung der Mikrowellenstrahlung beispielsweise über die Höhe des Beschichtungsmaterials veränderlich sein. Beispielsweise kann der obere und/oder der untere Rand des Beschichtungsmaterials stärker oder weniger stark erwärmt werden als ein mittlerer Bereich.
Die Figuren zeigen einen Applikator mit einem Materialkanal, der durch den Applikator führt, durch welchen das Beschichtungsmaterial durchgeführt wird. Erfindungsgemäß kann durch den zumindest einen Applikator auch eine Mehrzahl von Materialkanälen geführt sein, die hintereinander und/oder übereinander angeordnet sein können. Dadurch können gleichzeitig mehrere Bänder, Streifen oder Bahnen von Beschichtungsmaterial erwärmt werden. Dies mag bei einer Vorrichtung vorteilhaft sein, bei der gleichzeitig mehrere solcher erwärmter Beschichtungsmaterialien verarbeitet werden. So können gleichzeitig mehrere Werkstücke beschichtet werden oder es kann ein Werkstück an mehreren Seiten beschichtet werden. In Figur 2 oder 3 ist weiterhin zu erkennen, dass im Applikator bzw. in den Applikatorsegmenten 1 1 , 12, 13 jeweils eine Blende 24 vorgesehen ist. Diese Blende dient dazu, die Form der Resonanzkurve des Applikators bzw. des Applikatorsegments einzustellen. Wenn die Blende 24 größer gestellt wird, verschiebt sich die Charakteristik des Applikators bzw. des Applikatorsegments von einem resonanten System mit stehender Welle zu einem System mit laufender Welle. Die Blende 24 besteht dabei bevorzugt aus einer Art Lochblende 25, welche in ihrem Durchlassquerschnitt veränderlich ist und/oder aus einem veränderlichen Metallelement 26, wie beispielsweise einem metallischen Dorn, welcher der gezielten Beeinflussung der Mikrowellenstrahlung dient.
Sowohl die Lochblende 25 als auch das Metallelement 26 ist/sind dabei bevorzugt verstellbar ausgebildet, um die Charakteristik des Applikators 10 oder des Applikatorsegments 1 1 , 12, 13 auf die jeweiligen Anforderungen einstellen zu können.
Die Blende 24 ist, wie es die Figur 2 zeigt, zwischen der Mikrowellenquelle und dem Applikator oder dem Applikatorsegment oder in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment angeordnet. Sie ist bevorzugt der Modulationsvorrichtung 27 vorgeschaltet. Alternativ könnte sie jedoch auch der Modulationsvorrichtung nachgeordnet sein.
Die Blende 24 als Lochblende 25 weist dabei eine Öffnung 28 auf, insbesondere eine Öffnung 28 in einer Metallwandung 29 ist. Dabei ist bevorzugt der Öffnungsquerschnitt der Öffnung 28 der Blende veränderlich einstellbar.
Auch das als Blende wirkende Metallelement 26, welches in die Öffnung des Applikatorsegments ragt, ist bevorzugt einstellbar. Dabei kann der Grad des Hineinragens, also die Eindringtiefe des Metallelements in die Öffnung, einstellbar sein.
Das Metallelement 26 ist bevorzugt der Lochblende 25 nachgeordnet. Alternativ könnte es jedoch auch der Lochblende 25 vorgeschaltet sein. Dabei könnte ein Metallelement vorgesehen sein oder es können alternativ auch mehrere Metallelemente vorgesehen sein. Das bzw. diese können innerhalb und/oder außerhalb des Applikators angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist das Metallelement ein Metallbolzen, der in das Applikatorsegment hineinragt.
Weiterhin ist in den Figuren 2 und 3 zu erkennen, dass in zumindest einem Applikator 10 und/oder in zumindest einem Applikatorsegment 1 1 , 12, 1 3 eine Modulationsvorrichtung 27 zur Einstellung der Modulation der Mikrowellenstrahlung vorgesehen ist. Die Modulationsvorrichtung 27 ist dabei als Art Klappe ausgebildet, welche die Mikrowellenstrahlung derart beeinflusst, dass sie die Resonanzfrequenz des Resonators des Applikators bzw. des Applikatorsegments 1 1 , 12, 13 an die Resonanzfrequenz des Magnetrons, also der Mikrowellenquelle, anpasst.
In den Figuren 2 und 3 ist die Modulationsvorrichtung 27 als Art Klappe ausgebildet. Diese Modulationsvorrichtung 27 ist in den Figuren 2 und 3 nach unten eingestellt. In den Figuren 6 und 7 ist die Modulationsvorrichtung 27 nach oben geklappt eingestellt.
In den Figuren 2 und 3 ist der zumindest eine Materialkanal 1 5 in dem Applikator 10 oder alternativ auch in dem Applikatorsegment feststehend angeordnet, wobei das Mikrowellenfeld veränderlich in dem Applikatorl O und/oder in dem Applikatorsegment einstellbar ist Alternativ dazu kann der zumindest eine Materialkanal 15 in dem Applikator 10 oder in dem Applikatorsegment auch verlagerbar einstellbar sein, um das Beschichtungsmaterial in dem Mikrowellenfeld einstellen zu können. Dabei ist der Materialkanal und/oder das Mikrowellenfeld derart einstellbar, dass eine Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials in einem Bereich maximaler elektrischer Feldstärke anordenbar oder in diesem Bereich durchführbar ist.
Das Beschichtungsmaterial wird dabei mittels eines Antriebs durch den Materialkanal geführt. Dabei kann der Antrieb an dem Applikator angebracht oder diesem zugeordnet sein. Alternativ kann der Antrieb auch ein Antrieb einer Vorrichtung sein, die das Beschichtungsmaterial auf das Werkstück aufbringt. So kann der Antrieb Teil einer Kantenverleimvorrichtung sein, wenn das Beschichtungsmaterial beispielsweise eine Kante ist, die auf die Schmalseite eines Werkstücks aufgebracht werden kann. Dabei kann dem Applikator auch eine Andruckvorrichtung nachgeordnet werden, um das Beschichtungsmaterial auf das Werkstück zu applizieren und dort anzupressen.
In den Figuren 2 und 3 sind die Applikatorsegmente 1 1 , 12, 1 3 in der Höhe gleich ausgebildet. Alternativ kann ein Applikator 10 auch in mehrere Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 unterteilt sein, wobei die Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 auch unterschiedliche geometrische Abmessungen bzw. Höhen aufweisen können. Dabei kann ein Applikator in mehrere Applikatorsegmente unterteilt sein, wobei sich zumindest einzelne der Applikatorsegmente in der Höhe und/oder in der Breite unterscheiden können. Dadurch kann der Energieeintrag in das Beschichtungsmaterial als Funktion der Höhe bzw. Breite moduliert werden.
Zur Modulation der Erwärmung bzw. der Aktivierung des Beschichtungsmaterials kann es auch vorteilhaft sein, wenn der Applikator oder die Applikatoren oder das Applikatorsegment oder die Applikatorsegmente austauschbar sind. So können die Applikatoren oder die Applikatorsegmente in verschiedenen Höhen oder Breiten eingesetzt werden, um an das Beschichtungsmaterial angepasst zu sein. Der Materialkanal 15 ist als durchgehender Spalt mit einer umlaufenden Wand 23 ausgebildet. Dabei ist der Materialkanal 15 aus einem Material hergestellt, welches zumindest eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas, und/oder Quarzglas. Dabei kann der Materialkanal 15 beispielsweise aus PTFE, wie Teflon, hergestellt sein und als PTFE-Block in den Applikator 10 eingesetzt sein.
Auch kann der Materialkana! 15 innen mit einem Material beschichtet sein, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas und/oder Quarzglas.
Auch kann der Applikator 10 oder die Applikatoren oder das Applikatorsegment oder die Applikatorsegmente 1 1 , 12, 13 innen mit einem Material beschichtet oder ausgefüllt sein, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas, und/oder Quarzglas.
Die Figuren 6 und 9 zeigen eine Führungsvorrichtung 30 im Materialspalt 1 5, welche als Führungsschienen ausgebildet sind und unten und oben in dem Materialspalt 1 5 angeordnet sind. Dabei durchqueren die Führungsschienen den Materialspalt 15, so dass das Beschichtungsmaterial auf seinem Weg durch den Materialspalt geführt ist. Die beiden Führungsschienen oder im Allgemeinen die Führungsvorrichtung 30 ist auf die Höhe bzw. Breite des Beschichtungsmatenais einstellbar, so dass auch unterschiedlich hohe oder breite Beschichtungsmaterialien, wie beispielsweise Bänder durch den Materialspalt führbar sind. Die Führungsvorrichtung dient der Führung des Beschichtungsmaterials und hat weiterhin den Vorteil, dass in dem Bereich, in welchem das Beschichtungsmaterial in die Führungsvorrichtung eingreift, die Erwärmung nicht so hoch ist als in einem mittleren Bereich, Damit wird erreicht, dass der Randbereich des Beschichtungsmaterials die Funktionsschicht stärker verkleben kann. Dabei ist der Bereich etwa 0,5 bis 4 mm breit, in welchem das Beschichtungsmaterial in die Führungsvorrichtung eingreift.
Die Führungsvorrichtung kann dabei auch federnd gelagert sein, wie insbesondere die Führungsschienen, um ein Verklemmen des Beschichtungsmaterials zu vermeiden.
Auch kann die Führungsvorrichtung, wie die obere und/oder die untere Führungsschiene an eine Spülvorrichtung angeschlossen und mit Kanälen versehen sein, um mit einem Spülmedium, wie Luft, gespült zu werden. So kann auf das Beschichtungsmaterial in seitlicher Richtung und/oder direkt von oben oder unten das Spülmedium beaufschlagt werden, um eine Überhitzung in der Führungsschiene zu vermeiden. Hierzu weisen die Führungsschienen bevorzugt in der unteren Fläche und/oder in der oberen Fläche sowie in den seitlichen Flächen Kanäle auf, durch welche das Spülmedium geleitet werden kann.
Die Figuren 10 und 1 1 zeigen einen Applikator 10 mit einem Materialspalt 15 mit einer Spülvorrichtung 40. Die Spülvorrichtung 40 umfasst einen ersten Spülmediumanschluss 41 und mit einem zweiten Spülmediumanschluss 42, wobei der erste Spülmediumanschluss 41 und der zweite Spülmediumanschluss dazu dienen, ein Spülmedium anzuschließen. Dieses Spülmedium, wie beispielsweise Luft, wird von den Spülmediumanschlüssen 41 , 42 in Kanäle 43 geleitet, die sich verteilen und im Mate ri alkanal 15 münden, um den Materialkanal 15 und das Beschichtungsmaterial 16 im Materialkanal 15 zu spülen. Die Spülvorrichtung ist ein optionales Merkmal, das mit den Merkmalen der anderen Ausführungsbeispiele nutzbar ist.
Die Figuren 12 und 13 zeigen einen Endbereich des Applikators 10, bei welchem eine Füllung 50 vorgesehen ist, um die dielektrischen Eigenschaften des Resonators 51 zu beeinflussen. Dadurch kann der Resonator 51 und der Applikator 10 im Ganzen kleiner ausgeführt werden, da die Füllung das Mikrowellenfeld derart ändert, dass eine kleinere Baulänge bei geeigneter Füllung 50 ausreichend ist. Die Füllung ist ein optionales Merkmal, das mit den Merkmalen der anderen Ausführungsbeispiele nutzbar ist.
Besonders bevorzugt ist eine Temperaturmessvorrichtung 60 vorgesehen, welche die Überwachung der Temperatur des Beschichtungsmaterials 16 im Materialkanal 1 5 und/oder am Eingang und/oder am Ausgang des Materialkanals 1 5 ermöglicht. Dadurch kann eine Rückkopplung zur Steuerung der Mikrowellenenergie und/oder der Resonanzfrequenz des Applikators oder der Gestalt des Mikrowellenfelds erfolgen. Dazu kann eine Mehrzahl von Temperatursensoren angeordnet sein, welche die Temperatur des Beschichtungsmaterials detektieren. Die Anzahl der Temperatursensoren kann dabei 1 bis 20 oder mehr sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine kontinuierliche Messung der Temperatur der Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials vorgenommen wird.
Damit kann beispielsweise eine Steuerung oder eine Regelung der Temperatur der Funktionsschicht als Funktion der Ausgangsleistung der Mikrowellenquelle vorgenommen werden.
Dabei kann beispielsweise der Sollwert der Temperatur der Funktionsschicht über die Länge des Kantenbandes konstant gehalten werden. Alternativ ist es zweckmäßig, wenn der Sollwert der Temperatur des Beschichtungsmaterials variiert werden kann» wobei die Variation entsprechend eines anwenderspezifischen Profils vorgenommen werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient der Erwärmung oder Aktivierung eines Beschichtungsmaterials. Dabei kann der Erwärmungsprozess mittels des Mikrowellenapplikators mit anderen Heizvorrichtungen oder Heizmethoden kombiniert werden. Dabei können diese weiteren Heizvorrichtungen zur Vorwärmung und/oder zur Erreichung bzw. zum Halten der Prozesstemperatur der Funktionsschicht eingesetzt werden. Dabei kann das zu erreichende Temperaturprofil des Beschichtungsmaterials in Prozessrichtung und senkrecht zur Prozessrichtung durch die Kombination der Heizprofile der einzelnen Heizvorrichtungen erzielt werden. Zur Vorwärmung wird die Heizvorrichtung bezogen auf die Vorschubrichtung des Beschichtungsmaterials vor der Mikrowellenheizvorrichtung angeordnet. Dazu sind folgende Heizvorrichtungen geeignet: die direkte Erwärmung der Funktionsschicht über mechanischen Kontakt mit geheizten mechanischen Bauteilen, Heißluft, 1R-, VIS-, oder UV-Lampen, LED- oder Laservorrichtungen oder Ultraschall. Zum Erreichung bzw. zum Halten der Prozesstemperatur der Funktionsschicht wird die zusätzliche Heizvorrichtung bezogen auf die Vorschubrichtung des Beschichtungsmaterials nach der Mikrowellenheizvorrichtung angeordnet. Hierzu sind folgende Energiequellen vorteilhaft: Heißluft, IR-, VIS-, oder UV-Lampen, LED- oder Laservorrichtungen oder Ultraschall. Die gezeigten Applikatoren können einzeln oder in Gruppen verwendet werden. Auch können die Applikatoren einzelne Applikatorsegmente oder Gruppen davon aufweisen. Dabei können sich die Applikatorsegmente eines Applikators in der Höhe unterscheiden, um eine optimale Erwärmung von verschieden hohen Beschichtungsmaterialien, beispielsweise als Bänder, erreichen zu können. Die Anzahl der Applikatoren liegt vorzugsweise zwischen 1 und 20 oder mehr. Die Anzahl der Applikatorsegmente liegt vorzugsweise zwischen 1 und 20 oder mehr.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Erwärmung einer Funktionsschicht eines Beschichtungsmaterials, wie einer Oberflächenbeschichtung oder eines
Kantenbandes, insbesondere zum Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf eine Fläche eines Werkstücks, mit einer Mikrowellenquelle, einem Applikator und einem Mikrowellenkanal zur Zuführung der in der Mikrowellenquelle erzeugten Mikrowellenstrahlung zu dem Applikator, wobei in dem Applikator ein Mikrowellenfeld aufgrund der zugeführten Mikrowellenstrahlung erzeug bar ist, wobei der Applikator zumindest einen Materialkanal aufweist, welcher den Applikator durchquert und durch welchen das Beschichtungsmaterial durchführbar ist, so dass die Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials im Mikrowellenfeld innerhalb des Applikators erwärmt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Applikatoren vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Applikator oder alle Applikatoren ein Applikatorsegment oder eine Mehrzahl von Applikatorsegmenten aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Applikator oder ein Applikatorsegment einen Materialkanal oder eine Mehrzahl von Materialkanälen aufweist.
5. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Applikator und /od er an zumindest einem Applikatorsegment eine Blende für die Mikrowellenstrahlung vorgesehen ist,
6. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Applikator und/oder in zumindest einem Applikatorsegment eine Modulationsvorrichtung zur Einstellung der Modulation der Mikrowellenstrahlung vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Modulationsvorrichtung der Einstellung der
Resonanzfrequenz des Applikators oder des Applikatorsegments oder der Applikatorsegmente dient.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Applikator oder ein Gruppe von Applikatoren durch eine Mikrowellenquelle oder durch eine Mehrzahl von Mikrowelienquellen mit Mikrowellenstrahlung gespeist wird, wobei insbesondere jeder Applikator oder jede Gruppe von Applikatoren von einer eigenen Mikrowellenquelle gespeist wird.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Applikatorsegment oder eine Gruppe von Applikatorsegmenten durch eine Mikrowellenquelle oder durch eine Mehrzahl von Mikrowellenquellen mit Mikrowellenstrahlung gespeist wird, wobei insbesondere jedes Applikatorsegment oder jede
Gruppe von Applikatorsegmenten durch eine eigene Mikrowellenquelie gespeist wird.
10. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Applikatoren oder eine Mehrzahl von A p p I i kato rseg me nte n von einer Mikrowellenquelle gespeist wird, wobei zur Aufteilung der Mikrowellenstrahlung und/oder der Mikrowellenenergie auf die jeweiligen Applikatoren oder Applikatorsegmente eine Aufteilvorrichtung vorgesehen ist.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mikrowellenkanal vorgesehen ist, insbesondere ein Mikrowellenkanal je Mikrowellenquelle und/oder ein Mikrowellenkanal je Applikator und/oder je ein Mikrowellenkanal je Applikatorsegment vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellenkanal ein Hohlleiter und/oder ein Koaxialkabel ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter in Segmente unterteilt ist.
14. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkanal durch den zumindest einen Applikator und/oder durch das zumindest eine Applikatorsegment verläuft, wobei der Kanal eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, welche dazu dienen, das Beschichtungsmaterial in den Materialkanal einzulassen und es wieder auszulassen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkanat eine umlaufende Wand aufweist, welche den Materialkanal von dem Innenraum des Applikators oder von dem Innenraum des Applikatorsegments trennt.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einfassöffnung und/oder an der Auslassöffnung eine Vorrichtung angeordnet ist, welche einen Austritt von Mikrowellenstrahlung aus der Eintrittsöffnung bzw. aus der Austrittsöffnung reduziert oder verhindert.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende zwischen der Mikrowellenquelle und dem Applikator oder dem Applikatorsegment oder in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende eine Öffnung, insbesondere eine Öffnung in einer Metallwandung ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt der Öffnung der Blende veränderlich einstellbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende ein Metallelement aufweist, welches in die Öffnung ragend einstellbar ist.
21 . Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement derart einstellbar ist, dass die Eindringtiefe des Metallelements in die Öffnung einstellbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement ein Metallbolzen ist,
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Materialkanal in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment feststehend angeordnet ist und das Mikrowellenfeld veränderlich in dem Applikator und/oder in dem Applikatorsegment einstellbar ist
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Materialkanal in dem Applikator oder in dem Applikatorsegment verlagerbar einstellbar ist.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkanal und/oder das Mikrowellenfeld derart einstellbar ist, dass eine Funktionsschicht des Beschichtungsmaterials in einem Bereich maximaler elektrischer
Feldstärke anordenbar oder durchführbar ist.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Applikator in mehrere Applikatorsegmente unterteilt, wobei die Applikatorsegmente im
Wesentlichen gleiche geometrische Abmessungen aufweisen.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Applikator in mehrere Applikatorsegmente unterteilt, wobei zumindest einzelne der
Applikatorsegmente in der Höhe oder in der Breite unterscheiden.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator oder die Applikatoren oder das Applikatorsegment oder die Applikatorsegmente austauschbar sind.
29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkanal aus einem Material besteht, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas und/oder Quarzglas.
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialkanal innen mit einem Material beschichtet ist, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE, Keramik, Glas, technisches Glas und/oder Quarzglas.
31 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator oder die Applikatoren oder das Applikatorsegment oder die Applikatorsegmente innen mit einem Material beschichtet oder ausgefüllt ist/sind, welches eines der folgenden Materialen ist oder eines der Materialien aufweist: PTFE,
Keramik, Glas, technisches Glas und/oder Quarzglas.
32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Applikator und/oder in einem der Applikatorsegmente oder in mehreren der Applikatorsegmente oder in allen Applikatorsegmenten eine Modulationsvorrichtung angeordnet ist, welche insbesondere die Resonanzfrequenz des Applikators oder des Applikatorsegmente in Abhängigkeit des Beschichtungsmaterial und/oder der physikalischen Eigenschaften und/oder der Größe des zu behandelnden Beschichtungsmaterials beeinflusst.
33. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmessvorrichtung vorgesehen ist, welche die Überwachung der Temperatur des Beschichtungsmaterials im Materialkana! und/oder am Eingang und/oder am Ausgang des Materialkanals ermöglicht.
34. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spülvorrichtung vorgesehen ist, welche ein Einleiten oder Durchleiten eines Fluids, wie insbesondere eines Gases oder Luft, in den Materialkanal ermöglicht.
35. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, welche eine Führung des Beschichtungsmaterials im Materialkanal ermöglicht.
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