[0001] Die Erfindung betrifft eine Heißgaseinrichtung zum Bereitstellen von Heißgas für
eine Beschichtungsvorrichtung sowie eine Beschichtungsvorrichtung und ein Verfahren
zum Beschichten von Werkstücken mit einem Beschichtungsmaterial.
[0002] Im Bereich der Möbel- und Bauelementefertigung werden Werkstücke aus funktionalen
sowie optischen Gründen häufig an deren Oberflächen mit einem Beschichtungsmaterial
versehen. Insbesondere bei plattenförmigen Werkstücken werden zudem deren Schmalseiten
mit einem Beschichtungs- bzw. Kantenmaterial beschichtet.
[0003] Das Anbringen des Beschichtungsmaterials am Werkstück erfolgt üblicherweise mittels
einer am Werkstück oder am Beschichtungsmaterial vorgesehenen Funktionsschicht. Diese
Funktionsschicht kann eine Haftmittelschicht sein, die einen thermisch aktivierbaren
Schmelzkleber aufweist, oder auch eine wärmeaktivierbare Schicht, durch welche eine
kleberfreie Verbindung mit dem Werkstück ermöglicht ist. Vor dem Anbringen des Beschichtungsmaterials
an dem Werkstückst ist es erforderlich, eine solche Funktionsschicht zu aktivieren.
Hierfür kann eine Heißgaseinrichtung vorgesehen sein. Diese stellt ein Heißgas bereit,
durch welches die Funktionsschicht auf eine Aktivierungstemperatur erwärmt wird, beispielsweise
eine Aufschmelztemperatur des Schmelzklebers oder der wärmeaktivierbaren Schicht.
[0004] Aus der
DE 10 2011 015 898 A1 ist eine Kantenbeschichtungsvorrichtung zum Aufbringen eines bandförmigen mehrschichtigen
Kantenmaterials auf Schmalflächen eines Werkstücks bekannt. Dieses Kantenmaterial
ist kleberfrei aktivierbar auf den Schmalflächen befestigbar. Die Kantenbeschichtungsvorrichtung
umfasst mindestens eine Zufuhreinrichtung für das Kantenmaterial sowie eine Andruckeinrichtung,
die das Kantenmaterial an die Schmalfläche des Werkstücks andrückt. Im Bereich der
Zufuhreinrichtung und/oder Andruckeinrichtung ist ein Auslass für ein Heißgas vorgesehen,
welcher das Kantenmaterial und/oder eine wärmeaktivierbare Schicht des Kantenmaterials
mit dem Heißgas unter Druck beaufschlagt. Um das Kantenmaterial und/oder die Schicht
zu aktivieren, wird das Heißgas auf Temperaturen von bis zu 600°C erwärmt. Die zu
beschichtenden Werkstücke sowie das Kantenmaterial bestehen zumeist aus einem Holz-
und/oder Kunststoffwerkstoff. Aufgrund der hohen Temperaturen des Heißgases sowie
durch die abgestrahlte thermische Energie der durch das Heißgas erhitzten Komponenten,
können Werkstücke oder Kantenmaterialien aus diesen Werkstoffen beschädigt werden,
sofern die thermische Belastung zu lange lokal auf das Werkstück und/oder das Kantenmaterial
einwirkt.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heißgaseinrichtung, eine Beschichtungsvorrichtung
mit einer Heißgaseinrichtung sowie ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken bereitzustellen,
durch welche eine hohe Funktions- und Betriebssicherheit beim Beschichten der Werkstücke
erreicht ist.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heißgaseinrichtung zum Bereitstellen
von Heißgas gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Beschichtungsvorrichtung
zum Beschichten von Werkstücken mit einem Beschichtungsmaterial gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 12 und durch ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken mit einem
Beschichtungsmaterial gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Besonders bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0007] Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die thermische Belastung auf ein Werkstück
und/oder ein Beschichtungsmaterial aufgrund der durch das Heißgas erhitzten Komponenten
der Beschichtungseinrichtung zu reduzieren.
[0008] Das Heißgas wird durch eine Energiequelle der Heißgaseinrichtung, insbesondere durch
einen Wärmeübertrager, auf Temperaturen von über 400°C erhitzt und dem Beschichtungsmaterial
und/oder dem Werkstück zugeführt. Hierfür ist eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, die
wenigstens eine Austrittsöffnung für das Heißgas aufweist, um eine am Werkstück und/oder
am Beschichtungsmaterial vorgesehene Funktionsschicht zu aktivieren. Zumindest die
Umlenkeinrichtung erwärmt sich insbesondere im Bereich der wenigstens einen Austrittsöffnung
auf eine Temperatur, die im Wesentlichen der Temperatur des Heißgases entspricht.
Durch die Umlenkeinrichtung kann dadurch eine hohe Wärmestrahlung und Konvektionswärme
abgeben werden. Da die Zündtemperatur von Holz zwischen 280°C und 340°C liegt und
die Schmelztemperatur eines Kunststoffes oder Verbundwerkstoffes noch deutlich niedriger
liegen kann, kann unter bestimmten Betriebsbedingungen die Gefahr einer Beschädigung
oder gar Entzündung des Werkstücks und/oder Beschichtungsmaterials auftreten.
[0009] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Heißgaseinrichtung eine Kühleinrichtung
aufweist, durch welche zumindest das Werkstück und/oder das Beschichtungsmaterial
und/oder die Umlenkeinrichtung und/oder die Energiequelle kühlbar ist. Durch eine
solche Kühlung kann eine thermische Belastung auf das Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial,
insbesondere aufgrund der abgegebenen Wärmestrahlung und Konvektionswärme der durch
das Heißgas erwärmten Komponenten der Heißgaseinrichtung, reduziert sein. Eine Beschädigung
oder Entzündung des Werkstücks und/oder des Beschichtungsmaterials kann auf diese
Weise verhindert sein.
[0010] In einer bevorzugten Weiterbildung der Heißgaseinrichtung kann eine aktive Kühlung
durch die Kühleinrichtung vorgesehen sein. Dadurch kann eine effektive Kühlung der
Umlenkeinrichtung und/oder des Werkstücks und/oder des Beschichtungsmaterials und/oder
der Energiequelle vorgesehen sein. Auf diese Weise können die Umlenkeinrichtung, das
Werkstück, das Beschichtungsmaterial und/oder die Energiequelle kurzfristig auf eine
Temperatur gekühlt werden, die kein Beschädigen des Werkstücks und/oder Beschichtungsmaterials
bewirkt.
[0011] Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Heißgaseinrichtung sieht vor, dass die
Kühleinrichtung eine Regelung aufweist, durch welche die Kühlung und/oder die Zufuhr
des Heißgases in Abhängigkeit von wenigstens einem definierten Betriebszustand der
Beschichtungsvorrichtung steuerbar ist. Durch diese Regelung ist eine exakt steuerbare
Kühlung ermöglicht, die ausschließlich in einem Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung
erfolgt, die ein Kühlen des Werkstücks und/oder Beschichtungsmaterials erfordert.
[0012] In einer Ausgestaltung der Heißgaseinrichtung kann vorgesehen sein, dass dieser definierte
Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung zumindest durch eine Verzögerung einer
Relativbewegung zwischen dem zu beschichtenden Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial
und zumindest der Umlenkeinrichtung gebildet ist. Insbesondere kann dieser Betriebszustand
ein Unterbrechen oder Beenden der Relativbewegung sein. Die Verzögerung der Relativbewegung
kann insbesondere ein Vorschubstopp des Werkstücks oder des Beschichtungsmaterials
darstellen. Hierbei kann eine hohe lokale thermische Belastung auf das Werkstück oder
das Beschichtungsmaterial auftreten, die zu Schäden führen kann. Indem die Regelung
die Kühlung nur bei einer solchen Verzögerung der Relativbewegung ansteuert, können
einerseits Schäden effizient verhindert werden und andererseits kann eine energiesparende
Kühlung erreicht sein.
[0013] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Heißgaseinrichtung sieht vor, dass die Kühleinrichtung
eine Kaltgasquelle zum Bereitstellen eines Kaltgases aufweist und wenigstens einen
Kaltgasführungspfad umfasst, der zum Zuführen des Kaltgases mit der Umlenkeinrichtung
und/oder der Energiequelle und/oder zumindest einer Appliziereinrichtung der Kühleinrichtung
in Verbindung steht. Durch die Kaltgasquelle kann eine schnelle und ausreichende Verfügbarkeit
des Kaltgases vorgesehen sein. Das Kaltgas kann sowohl Kaltluft als auch ein beliebiges
Inertgas sein. Unter Kaltgas ist ein Gas zu verstehen, dessen Temperatur deutlich
unter der Temperatur des Heißgases liegt. Beispielsweise kann das Kaltgas eine Temperatur
aufweisen, die der Umgebungstemperatur entspricht, also etwa 20°C.
[0014] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Heißgaseinrichtung sieht vor, dass das Kaltgas
durch die zumindest eine Austrittsöffnung der Umlenkeinrichtung oder durch wenigstens
eine zusätzliche Kaltgasaustrittsöffnung der Umlenkeinrichtung dem Werkstück und/oder
dem Beschichtungsmaterial zur Kühlung zuführbar ist. Indem das Kaltgas durch die zumindest
eine Austrittsöffnung der Umlenkeinrichtung zuführbar ist, über welche auch das Heißgas
der Funktionsschicht zuführbar ist, kann ein einfacher Aufbau der Umlenkeinrichtung
vorgesehen sein. Wird das Kaltgas durch die wenigstens eine zusätzliche Kaltgasaustrittsöffnung
der Umlenkeinrichtung bereitgestellt, kann ebenso eine getrennte Gasführung für das
Kaltgas und das Heißgas vorgesehen sein.
[0015] In einer bevorzugten Weiterbildung der Heißgaseinrichtung kann vorgesehen sein, dass
die zumindest eine Austrittsöffnung oder die wenigstens eine Kaltgasaustrittsöffnung
der Umlenkeinrichtung in Richtung des zu beschichtenden Werkstücks und/oder Beschichtungsmaterials
gerichtet ist und das Kaltgas in einen Bereich zwischen dem Werkstück und der Umlenkeinrichtung
und/oder in einen Bereich zwischen dem Beschichtungsmaterial und der Umlenkeinrichtung
zuführbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann das Kaltgas gezielt Bereichen zugeführt
werden, in denen eine Kühlung erforderlich ist. Diese zu kühlenden Bereiche sind insbesondere
die Oberfläche des Werkstücks und/oder des Beschichtungsmaterials.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Heißgaseinrichtung sieht vor, dass die Umlenkeinrichtung
benachbart zu einer Andrückeinrichtung der Beschichtungsvorrichtung vorgesehen ist
und vorzugsweise zwischen dem zu beschichtenden Werkstück und dem Beschichtungsmaterial
angeordnet ist. Dadurch kann die Aktivierung der Funktionsschicht unmittelbar vor
dem Andrücken des Beschichtungsmaterials an das Werkstück erfolgen. Durch die Anordnung
der Umlenkeinrichtung zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial kann zudem
ermöglicht sein, das Heißgas und/oder das Kaltgas sowohl dem Beschichtungsmaterial
als auch dem Werkstück zuzuführen.
[0016] In einer Weiterbildung der Heißgaseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die zumindest
eine Appliziereinrichtung der Umlenkeinrichtung zugeordnet ist und wenigstens eine
Austrittsdüse aufweist, durch welche das Kaltgas dem Beschichtungsmaterial und/oder
dem Werkstück und/oder der Umlenkeinrichtung zur Kühlung zuführbar ist, wobei vorzugsweise
zumindest eine Austrittsdüse der Appliziereinrichtung einer Seite des Beschichtungsmaterials
zugeordnet ist, die der Funktionsschicht am Beschichtungsmaterial gegenüberliegt.
Durch die zumindest eine Appliziereinrichtung kann eine flexible Anordnung einer Kühlung
in der Beschichtungsvorrichtung vorgesehen sein. Die Appliziereinrichtung kann vorzugsweise
dort vorgesehen sein, wo eine gezielte Kühlung erforderlich ist. Insbesondere ist
die Appliziereinrichtung in der Weise angeordnet, dass in dem definierten Betriebszustand
der Beschichtungsvorrichtung eine effektive Kühlung des Beschichtungsmaterials ermöglicht
ist, vorzugsweise auf einer der Funktionsschicht gegenüberliegenden Seite des Beschichtungsmaterials.
[0017] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Heißgaseinrichtung sieht vor, dass die Kaltgasquelle
einen Druckgasspeicher umfasst oder als Druckgasspeicher ausgebildet ist und vorzugsweise
der Druckgasspeicher mit einer Druckluftversorgung in Verbindung steht. Durch den
Druckgasspeicher kann eine Bevorratung des Kaltgases vorgesehen sein. Die Druckluftversorgung
stellt dabei eine kontinuierliche Versorgung mit Kaltgas sicher. Die Druckluftversorgung
ist vorzugsweise ein lokales Druckluftnetz. Durch die Entnahme des unter Druck stehenden
Kaltgases aus dem Druckgasspeicher, kann ein Kühleffekt aufgrund der Entspannung des
unter Druck stehenden Kaltgases genutzt werden, sodass dieses zusätzlich abgekühlt
wird.
Bevorzugt kann die Regelung der Kühleinrichtung wenigstens ein steuerbares Ventil
aufweisen, durch welches das Bereitstellen des Kaltgases und/oder Heißgases steuerbar
ist. Das wenigstens eine steuerbare Ventil kann zwischen einer Schließposition und
einer Öffnungsposition bewegt werden, sodass in Abhängigkeit von dem definierten Betriebszustand
der Beschichtungsvorrichtung eine regelbare Zuführung des Kaltgases und/oder Heißgases
ermöglicht ist.
[0018] Die Aufgabe wird zudem durch eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Werkstücken
mit einem Beschichtungsmaterial, insbesondere zum Beschichten von Schmalseiten plattenförmiger
Werkstücke mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial, wobei die Werkstücke bevorzugt
zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder
dergleichen ausgebildet sind, gelöst, wobei die Beschichtungsvorrichtung eine Heißgaseinrichtung
zum Bereitstellen von Heißgas gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen
aufweist. Durch eine solche Beschichtungsvorrichtung kann eine thermische Belastung
auf das Werkstück und/oder das Beschichtungsmaterial, insbesondere aufgrund der abgegebenen
Wärmestrahlung und Konvektionswärme der durch das Heißgas erwärmten Komponenten der
Heißgaseinrichtung, erheblich reduziert sein, sodass bei dem Beschichtungsvorgang
keine Beschädigungen am Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial auftreten.
[0019] Darüber hinaus wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken
mit einem Beschichtungsmaterial, insbesondere zum Beschichten von Schmalseiten plattenförmiger
Werkstücke mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial, mit einer Beschichtungsvorrichtung
gelöst, wobei die Beschichtungsvorrichtung eine Heißgaseinrichtung zum Bereitstellen
eines Heißgases sowie eine Kühleinrichtung zum Bereitstellen eines Kaltgases aufweist
und das Verfahren die Schritte umfasst:
- Bereitstellen des Heißgases zum Aktivieren einer Funktionsschicht am Beschichtungsmaterial
und/oder am Werkstück,
- Andrücken des Beschichtungsmaterials an das Werkstück mit einer Andruckeinrichtung,
wobei das Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial und die Andruckeinrichtung relativ
zueinander bewegt werden und
- Bereitstellen des Kaltgases zur Kühlung zumindest des Werkstücks und/oder Beschichtungsmaterials
und/oder einer Umlenkeinrichtung und/oder Energiequelle der Beschichtungsvorrichtung,
in Abhängigkeit von einem definierten Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung.
[0020] Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben
werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher beschrieben
und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können
einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt
werden. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung mit einer
Heißgaseinrichtung.
[0021] Nachfolgend wird anhand der beigefügten Figur eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen
einzelner Merkmale können jeweils miteinander kombiniert werden, um neue bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszubilden.
[0022] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beschichtungsvorrichtung 1 zum
Beschichten plattenförmiger Werkstücke 2 mit einem Beschichtungsmaterial 3. Insbesondere
ist die Beschichtungsvorrichtung 1 zum Beschichten von Schmalseiten 4 plattenförmiger
Werkstücke 2 mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial, auch als Kantenband oder
Kantenmaterial bezeichnet, vorgesehen.
[0023] Die nachfolgenden Ausführungen erfolgen allgemein anhand der Beschichtung eines Werkstücks
2 mit einem Beschichtungsmaterial 3, wenngleich damit ebenso die Beschichtung einer
Schmalseite 4 eines Werkstücks 2 mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial gemeint
ist.
[0024] Zum Beschichten werden zumeist Werkstücke 2 eingesetzt, die zumindest abschnittsweise
aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder dergleichen bestehen,
wie sie beispielsweise im Bereich der Möbel- und Bauelementefertigung zum Einsatz
kommen. Dabei kann es sich um unterschiedlichste Werkstücke wie beispielsweise Massivholz-
oder Spanplatten, Leichtbauplatten, Sandwichplatten, Fußbodenleisten, Profile zur
Profilummantelung etc. handeln. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf derartige
Werkstücke beschränkt.
[0025] Die Beschichtungsvorrichtung 1 umfasst eine Auflage 5, auf der das Werkstück 2 während
des Beschichtens aufliegt. Die Auflage 5 kann insbesondere eine Vorschubbewegung des
Werkstücks 2 ermöglichen. Der Auflage 5 ist eine Zufuhreinrichtung 6 zur kontinuierlichen
Zufuhr des Beschichtungsmaterials 3 zugeordnet. Die Zufuhreinrichtung 6 ist in der
Weise angeordnet, dass das Beschichtungsmaterial 3 dem Werkstück 2 in einem spitzen
Winkel relativ zur Vorschubrichtung des Werkstücks 2 zugeführt wird.
[0026] Die Zufuhreinrichtung 6 führt das Beschichtungsmaterial 3 in den Bereich einer Andruckeinrichtung
7 zu. Die Andruckeinrichtung 7 weist beispielsweise eine drehbar gelagerte Andruckrolle
8 auf. Durch die Andruckeinrichtung 7 wird das Beschichtungsmaterial 3 in Kontakt
mit dem Werkstück 2 gebracht, wobei die Vorschubbewegung des Werkstücks 2 sowie des
Beschichtungsmaterials 3 in Abstimmung miteinander erfolgt. Um das Beschichtungsmaterial
3 an das Werkstück 2 anzudrücken, können anstelle der Andruckrolle 8 ebenso mehrere
Andruckrollen oder auch eine andersartige Andruckeinrichtung vorgesehen sein.
[0027] Die vorbeschriebene Beschichtungsvorrichtung 1 ist aus dem Bereich der Durchlauftechnik,
bei der das Werkstück 2 relativ zur Andruckeinrichtung 7 bewegt wird. In einer alternativen
Ausführungsform der Beschichtungsvorrichtung 1 kann ebenso vorgesehen sein, das Werkstück
2 während der Bearbeitung zu fixieren und die Andruckeinrichtung 7 sowie gegebenenfalls
die Zufuhreinrichtung 6 und/oder eine nachfolgend näher beschriebene Umlenkeinrichtung
9 beweglich vorzusehen.
[0028] Das Beschichtungsmaterial 3 besteht zumindest aus zwei Schichten, wovon eine dem
Werkstück 2 zugeordnete Schicht eine Funktionsschicht bildet. Die Funktionsschicht
kann beispielsweise eine Haftmittelschicht oder eine wärmeaktivierbare kleberfreie
Schicht sein. Die zumindest eine weitere Schicht des Beschichtungsmaterials 3 bildet
insbesondere eine Dekorschicht. Um eine dauerhafte Verbindung mit dem Werkstück 2
auszubilden, ist es erforderlich die Funktionsschicht zu aktivieren, insbesondere
auf eine Aktivierungstemperatur zu erwärmen.
[0029] Das Aktivieren der Funktionsschicht erfolgt durch eine Heißgaseinrichtung 10. Diese
Heißgaseinrichtung 10 weist eine Energiequelle 11 auf, die ein Heißgas erzeugt und
bereitstellt. Das Heißgas kann insbesondere Heißluft sein. Die Energiequelle 11 ist
über einen Heißgasführungspfad 12 mit der Umlenkeinrichtung 9 verbunden, sodass das
Heißgas der Umlenkeinrichtung 9 zuführbar ist. Die Umlenkeinrichtung 9 weist eine
oder mehrere Austrittsöffnungen 13 auf, durch welche das Heißgas in Richtung des Beschichtungsmaterials
3 geleitet wird. Durch die Beaufschlagung des Beschichtungsmaterials 3 mit dem erhitzten
Heißgas wird die Wärmeenergie des Heißgases zur Aktivierung der Funktionsschicht bereitgestellt.
Die Funktionsschicht kann ebenso am Werkstück 2 vorgesehen sein. In diesem Fall sind
die Austrittsöffnungen 13 der Umlenkeinrichtung 9 in der Weise angeordnet, dass das
Heißgas in Richtung des Werkstücks 2 geleitet wird.
[0030] Die wenigstens eine Austrittsöffnung 13 kann vielseitig ausgestaltet sein. Insbesondere
können in Reihe angeordnete Lochgeometrien vorgesehen sein, wobei die Austrittsöffnungen
eine runde Lochgeometrie, eine eckige Lochgeometrie oder eine andersartige Freiformgeometrie
aufweisen. Ebenso kann die Austrittsöffnung 13 als eine durchgehende Öffnung ausgebildet
sein, insbesondere in Form eines Schlitzes. Bevorzugt sind eine Vielzahl von Austrittsöffnungen
13 in mehreren Reihen vorgesehen, wobei die Austrittsöffnungen 13 gleichartig ausgebildet
sein können oder eine oder mehrere Austrittsöffnungen 13 unterschiedliche Geometrien
aufweisen können.
[0031] Die Energiequelle 11 ist insbesondere als Wärmeübertrager ausgebildet und erhitzt
das Heißgas auf Temperaturen von über 400°C. Die Komponenten die mit dem Heißgas in
Kontakt kommen, insbesondere die Umlenkeinrichtung 9, erreichen dadurch ebenfalls
Temperaturen im Bereich von über 400°C. Dadurch strahlen diese Komponenten, insbesondere
die Umlenkeinrichtung 9, während dem Beschichten eine hohe Wärmeenergie ab. Um einen
effizienten Energieeintrag zur Aktivierung der Funktionsschicht zu erreichen, ist
die Umlenkeinrichtung 9 in unmittelbarer Nähe zu dem Beschichtungsmaterial 3 und/oder
Werkstück 2 angeordnet. Insbesondere ist die Umlenkeinrichtung 9 zwischen dem Werkstück
2 und dem Beschichtungsmaterial 3 angeordnet. Der Abstand zwischen der Umlenkeinrichtung
9 und dem Beschichtungsmaterial 3 und/oder Werkstück 2 beträgt nur wenige Millimeter.
[0032] Insbesondere bei einer Unterbrechung oder Verlangsamung der Vorschubbewegung des
Werkstücks 2 und/oder des Beschichtungsmaterials 3 kann durch die von der erhitzten
Umlenkeinrichtung 9 ausgehende Wärmestrahlung und Konvektionswärme lokal ein hoher
thermischer Energieeintrag in das Werkstück 2 und/oder das Beschichtungsmaterial 3
auftreten. Da die Zündtemperatur von Holz im Bereich von 280°C bis 340°C liegt und
die Schmelztemperatur von Kunststoffen deutlich darunter liegen können, besteht bei
einer Unterbrechung oder Verlangsamung der Vorschubbewegung die Gefahr einer Beschädigung
des Werkstücks 2 und/oder des Beschichtungsmaterials 3 oder gar die Gefahr einer Entzündung
des Werkstücks 2 und/oder des Beschichtungsmaterials 3.
[0033] Um dies zu verhindern, weist die Heißgaseinrichtung 10 eine Kühleinrichtung 14 auf.
Durch diese Kühleinrichtung 14 kann zumindest die Umlenkeinrichtung 9 und/oder das
Werkstück 2 und/oder das Beschichtungsmaterial 3 und/oder die Energiequelle 11 gekühlt
werden. Hierbei ist eine aktive Kühlung zumindest dieser Komponenten durch ein Kaltgas
vorgesehen. Unter Kaltgas ist ein Gas zu verstehen, dessen Temperatur erheblich unter
der Temperatur des Heißgases liegt. Das Kaltgas kann beispielsweise eine Temperatur
im Bereich der Umgebungstemperatur von etwa 20 °C aufweisen. Das Kaltgas kann beispielsweise
Druckluft aus einem lokalen Druckluftnetz oder auch Umgebungsluft sein. Ebenso kann
das Kaltgas ein beliebiges Inertgas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, sein.
[0034] Das Kaltgas wird von einer Kaltgasquelle 15 bereitgestellt. Gemäß Figur 1 ist diese
Kaltgasquelle 15 ein Druckgasspeicher 16. Der Druckgasspeicher 16 kann mit einer Druckluftversorgung
17 in Verbindung stehen, welche das Kaltgas zuführt. Die Druckluftversorgung 17 kann
beispielsweise ein lokales Druckluftnetz sein. Durch die Entnahme des Kaltgases aus
dem Druckgasspeicher 16 kann eine Entspannung des unter Druck stehenden Kaltgases
auftreten, sodass eine Reduzierung der Temperatur des Kaltgases auftritt. Ebenso kann
auch ein nicht näher dargestellter Kühler vorgesehen sein, der das Kaltgas auf eine
erforderliche Kühltemperatur kühlt. Eine zusätzliche Kühlung des Kaltgases ist jedoch
nicht zwingend erforderlich.
[0035] Die Kaltgasquelle 15, insbesondere der Druckgasspeicher 16, ist über einen Kaltgasführungspfad
18 mit der Umlenkeinrichtung 9 verbunden. Dadurch kann das Kaltgas der Umlenkeinrichtung
9 zugeführt werden.
[0036] Die Umlenkeinrichtung 9 weist wenigstens eine Kaltgasaustrittsöffnung 19 zum Bereitstellen
des Kaltgases auf. Es können eine oder mehrere Kaltgasaustrittsöffnung 19 vorgesehen
sein, wobei die Anzahl, Ausgestaltung und/oder Anordnung der wenigstens einen Kaltgasaustrittsöffnung
19 denen der zuvor beschriebenen Austrittsöffnung 13 der Umlenkeinrichtung 9 entsprechen
kann.
[0037] Die wenigstens eine Kaltgasaustrittsöffnung 19 ist in Richtung des beschichteten
Werkstücks 2 und/oder des Beschichtungsmaterials 3 gerichtet. Dadurch kann das Kaltgas
in einen Bereich zwischen dem Werkstück 2 und der Umlenkeinrichtung 9 und/oder in
einen Bereich zwischen dem Beschichtungsmaterial 3 und der Umlenkeinrichtung 9 zur
Kühlung zugeführt werden.
[0038] Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Umlenkeinrichtung 9 keine zusätzliche Kaltgasaustrittsöffnung
19 aufweist. In diesem Fall wird das Kaltgas über die Austrittsöffnungen 13 der Umlenkeinrichtung
9 dem Werkstück 2 und/oder dem Beschichtungsmaterial 3 zugeführt. In diesem Fall wird
über die Austrittsöffnungen 13 entweder das Heißgas zur Aktivierung der Funktionsschicht
bereitgestellt oder das Kaltgas zur Kühlung des Werkstücks 2 und/oder Beschichtungsmaterials
3 und/oder der Umlenkeinrichtung 9. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Kaltgas
zusätzlich zum Heißgas der Umlenkeinrichtung 9 zugeführt wird, um ein Abkühlen der
Umlenkeinrichtung 9 zu bewirken.
[0039] Zur Regelung der Bereitstellung des Kaltgases und/oder Heißgases weist die Kühleinrichtung
14 eine Regelung 20 auf. Diese Regelung 20 umfasst ein steuerbares Ventil 21. Dieses
Ventil 21 ist in dem Kaltgasführungspfad 18 vorgesehen, sodass das Bereitstellen des
Kaltgases durch das Ventil 21 steuerbar ist. Das Ventil 21 ist zwischen einer Schließstellung
und einer Öffnungsstellung regelbar. Während das Heißgas zum Aktivieren der Funktionsschicht
über die Austrittsöffnungen 13 der Umlenkeinrichtung 9 bereitgestellt wird, ist das
Ventil 21 in der Schließstellung angeordnet, sodass kein Kaltgas zur Kühlung bereitgestellt
wird. Ist aufgrund des Betriebszustandes der Beschichtungsvorrichtung 1 eine Kühlung
erforderlich, wird das Ventil 21 in die Öffnungsposition überführt, sodass das Kaltgas
zusätzliche zum Heißgas der Umlenkeinrichtung 9 zugeführt wird. Das Ventil 21 kann
ein unipolares Ventil sein, welches bei einem Spannungsabfall der Beschichtungsvorrichtung
1 in die Öffnungsposition überführt wird.
[0040] Ein solches steuerbares Ventil 21 kann zudem im Heißgasführungspfad 12 vorgesehen
sein, sodass auch das Bereitstellen des Heißgases regelbar ist. Dabei können das Ventil
21 im Heißgasführungspfad 12 und im Kaltgasführungspfad 18 gegensätzlich in der Schließ-
bzw. Öffnungsstellung angeordnet werden, sodass der Umlenkeinrichtung 9 entweder das
Heißgas oder das Kaltgas zugeführt wird.
[0041] Das Bereitstellen des Kaltgases zur Kühlung erfolgt in Abhängigkeit von wenigstens
einem definierten Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung 1 und wird durch die
Regelung 20 gesteuert. Dieser definierte Betriebszustand betrifft zumindest eine Verzögerung
der Relativbewegung zwischen dem zu beschichtenden Werkstück 2 und/oder Beschichtungsmaterial
3 und zumindest der Umlenkeinrichtung 9. Die Verzögerung der Relativbewegung kann
eine Verlangsamung, Unterbrechung oder Beendigung der Vorschubbewegung, insbesondere
ein Vorschubstopp, des Werkstücks 2 und/oder des Beschichtungsmaterials 3 sein. Die
Zufuhr des Kaltgases in diesem Betriebszustand bewirkt eine Kühlung des Werkstücks
2 und/oder des Beschichtungsmaterials 3 und/oder der Umlenkeinrichtung 9. Dadurch
wird eine lokale thermische Belastung auf das Werkstück 2 und/oder Beschichtungsmaterial
3 aufgrund der von der erhitzten Umlenkeinrichtung 9 abgegebenen Wärmestrahlung und
Konvektionswärme verhindert.
[0042] Die Kaltgasquelle 15 kann über einen weiteren Kaltgasführungspfad 18 mit der Energiequelle
11 verbunden sein. Auch in diesem Kaltgasführungspfad 18 kann ein nicht näher dargestelltes
steuerbares Ventil 21, das mit der Regelung 20 verbunden ist, vorgesehen sein. Dadurch
kann in dem definierten Betriebszustand, d.h. der Verzögerung der Relativbewegung
zwischen dem zu beschichtenden Werkstück 2 und/oder Beschichtungsmaterial 3 und zumindest
der Umlenkeinrichtung 9, alternativ oder ergänzend eine Kühlung der Energiequelle
11 durch das Kaltgas erfolgen.
[0043] In einer Weiterbildung der Beschichtungsvorrichtung 1 kann zudem vorgesehen sein,
dass wenigstens eine zusätzliche Appliziereinrichtung 22 zur Kühlung in der Beschichtungsvorrichtung
1 vorgesehen ist, insbesondere zur Kühlung des Beschichtungsmaterials 3. Diese Appliziereinrichtung
22 steht über den Kaltgasführungspfad 18 oder über einen separaten Kaltgasführungspfad
mit der Kaltgasquelle 15 in Verbindung.
[0044] Gemäß Figur 1 ist die Appliziereinrichtung 22 benachbart zur Umlenkeinrichtung 9
angeordnet und weist wenigstens eine Austrittsdüse 23 zum Bereitstellen des Kaltgases
auf. Die wenigstens eine Austrittsdüse 23 ist insbesondere in der Weise angeordnet,
dass das Kaltgas dem Beschichtungsmaterial 3 zur Kühlung zuführbar ist. Insbesondere
ist die Appliziereinrichtung 22 in der Weise angeordnet, dass das Beschichtungsmaterial
3 zwischen der Umlenkeinrichtung 9 und der Appliziereinrichtung 22 verläuft. Das aus
der Austrittsdüse 23 austretende Kaltgas kann somit einer Seite des Beschichtungsmaterials
3 zugeführt werden, die der Funktionsschicht am Beschichtungsmaterial 3 gegenüberliegt.
Ebenso kann die Appliziereinrichtung 22 in der Weise ausgebildet sein, dass das Kaltgas
durch eine oder mehrere Austrittsdüsen 23 sowohl auf der Seite der Funktionsschicht
des Beschichtungsmaterials 3 zuführbar ist als auch auf der Seite des Beschichtungsmaterials
3, die der Funktionsschicht gegenüberliegt.
[0045] Die Appliziereinrichtung 22 kann eine oder mehrere Austrittsdüsen 23 aufweisen, wobei
die Anzahl, Ausgestaltung und/oder Anordnung der Austrittsdüsen 23, die der zuvor
beschriebenen Austrittsöffnung 13 der Umlenkeinrichtung 9 entsprechen kann. Das Bereitstellen
des Kaltgases über die Appliziereinrichtung 22 ist durch die Regelung 20 in der zuvor
beschriebenen Weise in Abhängigkeit von dem definierten Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung
1 steuerbar.
Bezugszeichenliste
[0046]
1. Beschichtungsvorrichtung |
16. Druckgasspeicher |
2. Werkstück |
17. Druckluftversorgung |
3. Beschichtungsmaterial |
18. Kaltgasführungspfad |
4. Schmalseite |
19. Kaltgasaustrittsöffnung |
5. Auflage |
6. Zufuhreinrichtung |
20. Regelung |
7. Andruckeinrichtung |
21. Ventil |
8. Andruckrolle |
22. Appliziereinrichtung |
9. Umlenkeinrichtung |
23. Austrittsdüse |
10. Heißgaseinrichtung |
|
11. Energiequelle |
|
12. Heißgasführungspfad |
|
13. Austrittsöffnung |
|
14. Kühleinrichtung |
|
15. Kaltgasquelle |
|
1. Heißgaseinrichtung (10) zum Bereitstellen von Heißgas für eine Beschichtungsvorrichtung
(1) zum Beschichten von Werkstücken (2) mit einem Beschichtungsmaterial (3), insbesondere
zum Beschichten von Schmalseiten (4) plattenförmiger Werkstücke (2) mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial,
mit einer Energiequelle (11) zum Bereitstellen des Heißgases sowie mit wenigstens
einem Heißgasführungspfad (12) zum Zuführen des Heißgases zu einer Umlenkeinrichtung
(9), wobei die Umlenkeinrichtung (9) zumindest eine Austrittsöffnung (13) aufweist,
um eine am Beschichtungsmaterial (3) und/oder am Werkstück (2) vorgesehene Funktionsschicht
durch das Heißgas zu aktivieren,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Kühleinrichtung (14) vorgesehen ist, durch die zumindest das Werkstück (2) und/oder
das Beschichtungsmaterial (3) und/oder die Umlenkeinrichtung (9) und/oder die Energiequelle
(11) kühlbar ist.
2. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
durch die Kühleinrichtung (14) eine aktive Kühlung vorgesehen ist.
3. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühleinrichtung (14) eine Regelung (20) aufweist, durch welche die Kühlung und/oder
die Zufuhr des Heißgases in Abhängigkeit von wenigstens einem definierten Betriebszustand
der Beschichtungsvorrichtung (1) steuerbar ist.
4. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der definierte Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung (1) zumindest durch eine
Verzögerung einer Relativbewegung zwischen dem zu beschichtenden Werkstück (2) und/oder
Beschichtungsmaterial (3) und zumindest der Umlenkeinrichtung (9) gebildet ist, insbesondere
ein Unterbrechen oder Beenden der Relativbewegung.
5. Heißgaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühleinrichtung (14) eine Kaltgasquelle (15) zum Bereitstellen eines Kaltgases
aufweist und wenigstens einen Kaltgasführungspfad (18) umfasst, der zum Zuführen des
Kaltgases mit der Umlenkeinrichtung (9) und/oder der Energiequelle (11) und/oder zumindest
einer Appliziereinrichtung (22) der Kühleinrichtung (14) in Verbindung steht.
6. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kaltgas durch die zumindest eine Austrittsöffnung (13) der Umlenkeinrichtung (9)
oder durch wenigstens eine zusätzliche Kaltgasaustrittsöffnung (19) der Umlenkeinrichtung
(9) dem Werkstück (2) und/oder dem Beschichtungsmaterial (3) zur Kühlung zuführbar
ist.
7. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Austrittsöffnung (13) oder die wenigstens eine Kaltgasaustrittsöffnung
(19) der Umlenkeinrichtung (9) in Richtung des zu beschichtenden Werkstücks (2) und/oder
Beschichtungsmaterials (3) gerichtet ist und das Kaltgas in einen Bereich zwischen
dem Werkstück (2) und der Umlenkeinrichtung (9) und/oder in einen Bereich zwischen
dem Beschichtungsmaterial (3) und der Umlenkeinrichtung (9) zuführbar ist.
8. Heißgaseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umlenkeinrichtung (9) einer Andruckeinrichtung (7) der Beschichtungsvorrichtung
(1) zugeordnet ist und vorzugsweise zwischen dem zu beschichtenden Werkstück (2) und
dem Beschichtungsmaterial (3) angeordnet ist.
9. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Appliziereinrichtung (22) der Umlenkeinrichtung (9) zugeordnet
ist und wenigstens eine Austrittsdüse (23) aufweist, durch welche das Kaltgas dem
Beschichtungsmaterial (3) und/oder dem Werkstück (2) und/oder der Umlenkeinrichtung
(9) zur Kühlung zuführbar ist, wobei vorzugsweise die wenigstens eine Austrittsdüse
(23) einer Seite des Beschichtungsmaterials (3) zugeordnet ist, die der Funktionsschicht
am Beschichtungsmaterial (3) gegenüberliegt.
10. Heißgaseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kaltgasquelle (15) einen Druckgasspeicher (16) umfasst oder als Druckgasspeicher
(16) ausgebildet ist und vorzugsweise der Druckgasspeicher (16) mit einer Druckluftversorgung
(17) in Verbindung steht.
11. Heißgaseinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Regelung (20) der Kühleinrichtung (14) wenigstens ein steuerbares Ventil (21)
aufweist, durch welches das Bereitstellen des Kaltgases und/oder Heißgases steuerbar
ist.
12. Beschichtungsvorrichtung (1) zum Beschichten von Werkstücken (2) mit einem Beschichtungsmaterial
(3), insbesondere zum Beschichten von Schmalseiten (4) plattenförmiger Werkstücke
(2) mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial, wobei die Werkstücke (2) bevorzugt
zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder
dergleichen ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Heißgaseinrichtung (10) zum Bereitstellen von Heißgas nach einem der Ansprüche
1 bis 11 vorgesehen ist.
13. Verfahren zum Beschichten von Werkstücken (2) mit einem
Beschichtungsmaterial (3), insbesondere zum Beschichten von Schmalseiten (4) plattenförmiger
Werkstücke (2) mit einem Schmalflächenbeschichtungsmaterial, mit einer Beschichtungsvorrichtung
(1), die eine Heißgaseinrichtung (10) zum Bereitstellen eines Heißgases sowie eine
Kühleinrichtung (14) zum Bereitstellen eines Kaltgases aufweist, mit den Schritten:
- Bereitstellen des Heißgases zum Aktivieren einer Funktionsschicht am Beschichtungsmaterial
(2) und/oder am Werkstück (2),
- Andrücken des Beschichtungsmaterials (3) an das Werkstück (2) mit einer Andruckeinrichtung
(7), wobei das Werkstück (2) und/oder Beschichtungsmaterial (3) und die Andruckeinrichtung
(7) relativ zueinander bewegt werden und
- Bereitstellen des Kaltgases zur Kühlung zumindest des Werkstücks (2) und/oder Beschichtungsmaterials
(3) und/oder einer Umlenkeinrichtung (9) und/oder Energiequelle (11) der Beschichtungsvorrichtung
(1), in Abhängigkeit von einem definierten Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung
(1) .
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der definierte Betriebszustand der Beschichtungsvorrichtung (1) durch eine Verzögerung
der Relativbewegung zwischen dem Werkstück (2) und/oder Beschichtungsmaterial (3)
und der Andruckeinrichtung (7) gebildet wird, insbesondere durch ein Unterbrechen
oder Beenden der Relativbewegung.