Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken

Abstract

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

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit, die mindestens eine mit mindestens einer Düse versehene Verteilerplatte und mindestens eine Ventileinheit aufweist.

[0002] Solche Beschichtungseinrichtungen werden beispielsweise beim Beschichten von in Smart Cards eingesetzten elektrischen Chips verwendet, wobei die Chips in einer Reihe oder mehreren Reihen auf einem Trägerfilm angeordnet sind. Bei diesem Anwendungsfall müssen sehr geringe, genau definierte Mengen an Beschichtungsmaterial auf die einzelnen Chips aufgetragen werden. Deshalb werden sehr hohe Genauigkeitsanforderungen an die Beschichtungsvorrichtung gestellt. Bei den bisher bekannten Beschichtungsvorrichtungen mit Membranventilen wird beim öffnen und Schließen der die Beschichtungsmenge dosierenden Ventile Material verdrängt, weshalb die Beschichtungsmenge nicht in der erforderlichen Genauigkeit dosiert werden kann. Starke Umlenkungen in den das Beschichtungsmaterial führenden Versorgungskanälen erzeugen unerwünschte Luftpolster, die nur schwer zu beseitigen sind. Sollen unterschiedliche Materialien verarbeitet werden, so müssen unter Umständen die Beschichtungsvorrichtungen oder Teile dieser gegen andere, dem Material angepasste ausgewechselt werden. Die Verwendung glasfasergefüllter Beschichtungsmaterialien kann bei diesen Ventilen zu Verstopfungen führen.

[0003] Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken dahin gehend zu verbessern, dass die oben genannten Nachteile zukünftig entfallen.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mittels einer Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit, die mindestens eine mit mindestens einer Düse versehene Verteilerplatte und mindestens eine Ventileinheit aufweist, wobei die mindestens eine Ventileinheit als Plattenschieberventil mit mindestens einem Einlassschieber und mindestens einem Auslassschieber ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vor dem Auftragen des Beschichtungsmaterials das Material in der Auftrageeinheit dosiert. Zum Dosieren wird der mindestens eine Einlassschieber geöffnet und der mindestens eine Auslassschieber geschlossen. Anschließend wird zum Auftragen des Beschichtungsmaterials der oder die Einlassschieber geschlossen und der oder die Auslassschieber geöffnet. Auf diese Weise wird das seither bekannte Zurückdrängen des Materials oder die Tropfenbildung vermieden. Ferner können der mindestens eine Einlassschieber und der mindestens eine Auslassschieber im Bedarfsfall ausgewechselt werden. Dies bedeutet einen wesentlich geringeren Montageaufwand als der seitherige Aus- und Einbau verschlissener Ventile.

[0005] Zur Dosierung der Materialmenge ist zwischen dem mindestens einen Einlassschieber und dem mindestens einen Auslassschieber vorzugsweise mindestens eine Zwischenplatte mit mindestens einem materialführenden Kanal angeordnet. Dieser mindestens eine materialführende Kanal wird beim Dosieren mit Beschichtungsmaterial gefüllt und beim anschließenden Beschichten wieder entleert.

[0006] Die Ventileinheit kann mindestens eine durch ein Spannmodul beaufschlagte, mindestens einen materialführenden Kanal aufweisende Druckplatte aufweisen. Somit können die dem Verschleiß unterliegenden mindestens einen Einlassschieber und mindestens einen Auslassschieber an der Oberfläche nachbearbeitet werden und anschließend trotz ihrer reduzierten Dicke auch weiterhin dicht schließen.

[0007] Besonders gleichmäßig arbeitend und langzeitstabil ist das Spannmodul, wenn es als Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildet ist. Das Spannmodul kann dann eine wegunabhängige Spannkraft erzeugen.

[0008] In die mindestens eine Zwischenplatte kann vorzugsweise mindestens eine einen Kolben aufnehmende Bohrung seitlich in den mindestens einen materialführenden Kanal münden. Durch Zurückfahren dieses mindestens einen Kolbens wird das Volumen des mindestens einen materialführenden Kanals in der mindestens einen Zwischenplatte vergrößert. Beim Dosieren des Beschichtungsmaterials in den mindestens einen materialführenden Kanal der Zwischenplatte wird die den mindestens einen Kolben aufnehmende Bohrung durch seitliches Verfahren des oder der Kolben freigegeben. Dadurch kann das dosierte Beschichtungsmaterial auch in die den mindestens einen Kolben aufnehmende Bohrung gelangen. Beim Auftragen des Beschichtungsmaterials wird der Kolben in die entgegengesetzte Richtung verfahren, wodurch das Beschichtungsmaterial aus der den mindestens einen Kolben aufnehmenden Bohrung verdrängt wird. Der Kolben kann je nach Anwendungsfall und verwendetem Material mehr oder weniger weit aufgezogen werden, wodurch die Flexibilität der Vorrichtung erhöht wird.

[0009] Wenn die dem mindestens einen materialführenden Kanal zugewandte Stirnseite des Kolbens dem gekrümmten Verlauf der Wandung des materialführenden Kanals angepasst ist, so wird ein Eindringen des Kolbens in den materialführenden Kanal der Zwischenplatte vermieden, was zu Lufteinschlüssen unterhalb des Kolbens im materialführenden Kanal führen könnte.

[0010] Vorteilhafterweise kann der mindestens eine Kolben motorisch angetrieben sein und die Ansteuerung so ausgelegt sein, dass ein Ausgleich der Materialdekompression erfolgt, die eine Folge davon ist, dass beim öffnen des Einlassschiebers das Material unter Druck in die Kolbenbohrungen und Materialführungskanäle gelangt, also komprimiert wird, und sich nach öffnen des Auslassschiebers wieder entspannt. Dies kann zu Tropfenbildungen oder zu einem großen Materialaustrag führen.

[0011] Damit auch bei nachgearbeiteten Platten des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers der mindestens eine Kolben der neuen Lage der Zwischenplatte nachfolgen kann, kann die Kolbenaufnahme des mindestens einen Kolbens mit der Kolbenantriebsplatte in Richtung zur Kolbenlängsachse mit der Zwischenplatte gekoppelt sein.

[0012] Diese Koppelung kann beispielsweise über mindestens eine Exzenterwelle erfolgen, die die Kolbenaufnahme in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Antriebsplatte drückt.

[0013] Um Lufteinschlüsse in den materialführenden Kanälen zu vermeiden, können die Materialführungskanäle derart geführt sein, dass das Material Umlenkungen von höchstens 90° erfährt.

[0014] Um den Verschleiß der Dichtflächen des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers zu reduzieren, kann die Oberfläche des mindestens einen Einlassschiebers und des mindestens einen Auslassschiebers vorstehende Gleitbereiche aufweisen.

[0015] Um beim Verschleiß der Gleitbereiche nicht den oder die kompletten Einlassschieber, Auslassschieber, die mindestens eine Zwischenplatte und die mindestens eine Druckplatte auswechseln zu müssen, können ihre Gleitbereiche als Wechseleinsätze ausgebildet sein.

[0016] Um Lufteinschlüsse zu vermeiden, können sich die materialführenden Kanäle vom Materialeinlass bis zum Düsenaustritt verjüngen.

[0017] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

[0018] Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2

eine Schnittansicht durch die Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3

eine Seitenansicht auf einen Kolben der Vorrichtung aus Fig. 1.

[0019] Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 10 zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit 11. Die Auftrageeinheit 11 weist eine Verteilerplatte 12 mit insgesamt 12 Auftragdüsen 19 und eine Ventileinheit mit einem Auslassschieber 13, einer Zwischenplatte 14 und einem Einlassschieber 15 auf. Eine Druckplatte 16 und ein Spannmodul 17, das auf die Druckplatte 16 einwirkt, sorgen für die Dichtigkeit der Ventileinheit. Das Beschichtungsmaterial wird durch zwei Materialführungskanäle 18 in der Druckplatte 16 hindurch zu der Ventileinheit geführt. Vor dem Auftragen des Materials wird das Beschichtungsmaterial in den Materialführungskanälen 18.1 (Fig. 2) der Zwischenplatte 14 dosiert. Dazu wird der Auslassschieber 13 geschlossen und der Einlassschieber 15 geöffnet.

[0020] Anschließend werden die Kolben 20 nach außen gefahren. Dadurch wird das Volumen des Materialführungskanals 18.1 entsprechend der aufzutragenden Menge vergrößert. Nachdem der Materialführungskanal 18.1 mit Beschichtungsmaterial gefüllt ist, wird der Einlassschieber 15 ebenfalls geschlossen.

[0021] Die Oberfläche der Platte des Auslassschiebers 13 und des Einlassschiebers 15 kann in Folge des Verschleißes nachbearbeitet werden müssen. Daraus resultiert eine Verminderung der Plattendicke. Das Spannmodul 17 drückt dann über die Druckplatte 16 die Platte des Einlassschiebers 15, der Zwischenplatte 14 und des Auslassschiebers 13 zusammen, sodass der Einlassschieber 15 und der Auslassschieber 13 trotz der reduzierten Dicke weiterhin dicht schließen. Eine die Kolben 20 aufnehmende Kolbenaufnahme 21 ist mit der Zwischenplatte 14 quer zur Kolbenlängsachse gekoppelt (Fig. 2). Somit können die Kolbenaufnahme 21 und der Kolben 20 bei reduzierter Dicke des Einlassschiebers 15 und des Auslassschiebers 13 der Zwischenplatte 14 nachgeführt werden. Eine Exzenterwelle 22 drückt die Kolbenaufnahme 21 in Richtung der Kolbenlängsachse gegen eine Antriebsplatte 24, um die Koppelung der Zwischenplatte 14 mit dem Kolben 20 und der Kolbenaufnahme 21 zu gewährleisten.

[0022] Der Querschnitt aller Materialführungskanäle 18, 18.1 ist derart gewählt, dass zwischen den äußeren Anschlüssen 23 und den Düsen 19 nirgends eine Querschnittserweiterung stattfindet. Außerdem sind höchstens Umlenkungen von 90° in den Kanälen 18, 18.1 vorhanden, sodass auch glasfaserhaltiges Material verwendet werden kann.

[0023] Fig. 3 zeigt einen Kolben 20 der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2. Seine Stirnseite 30 weist einen der gekrümmten Wandung des Materialführungskanals 18.1 der Zwischenplatte 14 angepassten Verlauf auf. Dadurch wird erreicht, dass der Kolben 20 mit seiner Stirnseite 30 beim Austragen von Beschichtungsmaterial in den Materialführungskanal 18.1 bündig mit der Wandung des Materialführungskanals 18 abschließt. Durch den bündigen Abschluss der Stirnseite 30 mit der Wandung des Materialführungskanals 18 ist ein Entstehen von Lufteinschlüssen im Beschichtungsmaterial im Bereich des Kolbens 20 ausgeschlossen.

Ansprüche

1. Vorrichtung (10) zum Beschichten von Werkstücken mit einer Auftrageeinheit (11), die mindestens eine mit mindestens einer Düse (19) versehene Verteilerplatte (12) und mindestens eine Ventileinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ventileinheit als Plattenschieberventil mit mindestens einem Einlassschieber (15) und mindestens einem Auslassschieber (12) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Einlassschieber (15) und dem mindestens einen Auslassschieber (12) mindestens eine Zwischenplatte (14) mit mindestens einem materialführenden Kanal (18.1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit mindestens eine durch ein Spannmodul (17) beaufschlagte mindestens einen materialführenden Kanal (18) aufweisende Druckplatte (16) aufweist.

4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmodul (17) eine wegunabhängige Spannkraft aufbringt.

5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die mindestens eine Zwischenplatte (14) mindestens eine einen Kolben (20) aufnehmende Bohrung seitlich in den mindestens einen materialführenden Kanal (18.1) mündet.

6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kolben (20) motorisch angetrieben ist.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kolben (20) so angesteuert ist, dass ein Ausgleich der Materialkompression erfolgt.

8. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenaufnahme (21) des mindestens einen Kolbens (20) mit der mindestens einen Zwischenplatte (14) in Richtung senkrecht zur Kolbenlängsachse gekoppelt ist.

9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Exzenterwelle (22) die Kolbenaufnahme (21) in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Antriebsplatte (24) drückt.

10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem mindestens einen materialführenden Kanal (18.1) zugewandte Stirnseite (30) des mindestens einen Kolbens (20) dem gekrümmten Verlauf der Wandung des mindestens einen materialführenden Kanals (18.1) angepasst ist.

11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialführungskanäle (18, 18.1) derart geführt sind, dass das Material Umlenkungen von höchstens 90° erfährt.

12. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des mindestens einen Einlassschiebers (15) und des mindestens einen Auslassschiebers (12) vorstehende Gleitbereiche aufweist.

13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbereiche des mindestens einen Einlassschiebers (15) und des mindestens einen Auslassschiebers (12), der mindestens einen Zwischenplatte (14) und der mindestens einen Druckplatte (16) als Wechseleinsätze ausgebildet sind.

14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die materialführenden Kanäle (18, 18.1) vom Materialeinlauf (23) bis zum Düsenaustritt (19) hin verjüngen.

Zeichnung