ZWEISTOFFSPRÜHVENTIL UND ZWEISTOFFSPRÜHVORRICHTUNG SOWIE DEREN VERWENDUNGEN UND MASCHINE ZUM BEARBEITEN EINES PLATTENFÖRMIGEN WERKSTÜCKS

Abstract

 Zweistoffsprühventil (1), zumindest umfassend ein Ventilgehäuse (2) und einen Ventilkolben (3), der entlang einer Achse (4) bewegbar ist, einen ersten Stoffkanal (5), der sich durch das Ventilgehäuse (2) und den Ventilkolben (3) bis zur Achse (4) erstreckt, dann entlang der Achse (4) verläuft und in einen Mischraum (6) eintritt und sich weiter bis zu einem Düsenauslass (7) erstreckt, sowie einen zweiten Stoffkanal (8), der über einen einstellbaren Einströmspalt (9) in den Mischraum (6) mündet, wobei der Ventilkolben (3) durch einen in dem ersten Stoffkanal (5) angelegten Überdruck entlang der Achse (4) verschiebbar gelagert ist und dabei den Einströmspalt (9) einstellt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Zweistoffsprühventil und eine Zweistoffsprühvorrichtung sowie deren Verwendungen. Weiter wird eine Maschine zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks angegeben.

[0002] Es ist bekannt, dass plattenförmige Werkstücke, wie zum Beispiel Möbelplatten aus Holz oder einem Holzwerkstoff, kantenseitig bzw. an ihrer Schmalseite mit einem sogenannten Kantenband beschichtet werden. Dies erfolgt in modernen Möbel-Fertigungsbetrieben in der Regel mittels einer mindestens eine Möbelplatte im Durchlauf bearbeitenden Maschine. Solche Maschinen werden auch als Durchlaufmaschine und/oder Kantenanleimmaschine bezeichnet. Innerhalb dieser Maschine wird die Möbelplatte beispielsweise mittels mindestens eines Förderbands (kontinuierlich) fortschreitend von einer Bearbeitungsstation zur nächsten bewegt. Somit durchläuft die Möbelplatte die Maschine.

[0003] Alternativ zu dieser Durchlauftechnik (DLT) ist es bekannt plattenförmige Werkstücke, wie zum Beispiel Möbelplatten aus Holz oder einem Holzwerkstoff, stationär kantenseitig bzw. an ihrer Schmalseite mit einem sogenannten Kantenband zu beschichten. Dabei wird das Werkstück insbesondere ortsfest gehalten oder mit einer im Vergleich zur Durchlauftechnik deutlich geringeren Geschwindigkeit bewegt. Diese Stationärtechnik (STT) wird in der Regel für kleinere Werkstücke und/oder für Werkstücke mit geringerer Stückzahl verwendet. Zur Durchführung der stationären Beschichtung mit einem Kantenband kommen in der Regel CNC Maschinen zum Einsatz.

[0004] Das Kantenband dient in beiden Fällen insbesondere dazu, die Optik der Möbelplatte zu verbessern und ergänzt hierbei die regelmäßig auf der oberen und/oder unteren Breitseite der Möbelplatte bereits vorhandene Dekorschicht. Darüber hinaus wird auch der hölzerne Kern der Möbelplatte durch das Kantenband und die Dekorschichten geschützt. Das Kantenband ist in der Regel aus polierbarem Kunststoff, wie z. B. Acryl oder dergleichen und kann durch eine thermische Behandlung zumindest einseitig klebfähig werden, wobei die thermische Behandlung beispielsweise mittels mindestens eines Laserstrahls oder mittels Plasmastrahlen erfolgt. Alternativ oder kumulativ kann auf das Kantenband und/oder die Schmalseite der Möbelplatte vor dem Anbringen ein Klebstoff aufgetragen werden.

[0005] Beim Anbringen des Kantenbands bzw. beim Beschichten der Schmalseite der Möbelplatte mit dem Kantenband sollte jedoch verhindert werden, dass die auf der unterseitigen und/oder oberseitigen Breitseite der Möbelplatte bereits vorhandene Dekorschicht beschädigt und/oder dauerhaft verunreinigt wird. In diesem Zusammenhang ist insbesondere darauf zu achten, dass Klebstoffreste, aus der Klebefuge zwischen Kantenband und Möbelplatte heraustretendes Material (Klebstoff und/oder verflüssigter bzw. geschmolzener Kunststoff) und/oder (Fräs-)Späne nicht dauerhaft an der bzw. den Dekorschicht(en) anhaften kann bzw. können.

[0006] Hierzu kann ein Trennmittel und/oder ein antistatisches Mittel und/oder ein sonstiges Fluid zumindest auf Teilbereiche der unterseitigen und/oder oberseitigen Breitseite der Möbelplatte aufgebracht werden. Das Trennmittel wird hierbei zumindest in einem dem anzubringenden Kantenband zugeordneten Randbereich der Breitseite aufgetragen, um ein Anhaften von Klebstoff in diesem randseitigen Teilbereich der Breitseite zu verhindern. Hierbei konnten besonders gute Ergebnisse mit Trennmitteln erzielt werden, die relativ stark bzw. fest an der Oberfläche der Möbelplatte haften. Weiterhin können das Trennmittel und/oder das antistatische Mittel auch auf Bearbeitungswerkzeuge, wie zum Beispiel Fräsen, Abziehmesser und/oder Schwabbelscheiben, der Maschine aufgetragen werden.

[0007] Zum Auftragen des Trennmittels und/oder des antistatischen Mittels und/oder sonstigen Fluids können Sprühvorrichtungen vorgesehen sein, die mit Sprühmittelbehälter zusammenwirken, in denen das Fluid gelagert wird. Bekannte Sprühvorrichtungen arbeiten nach dem sogenannten Venturi-Prinzip, d.h. das Fluid wird unter Verwendung einer Venturi-Düse aus einem offenen Sprühmittelbehälter gesogen. Zudem genügt diese Technik nicht den heutigen Anforderungen an die Präzision des Fluidauftrags. Dies gilt ggf. auch mit Blick auf die Prozesssicherheit, weil bei den bekannten Systemen regelmäßig ein Rückschlagventil verbaut ist, welches im Betrieb verkleben, unzureichend schließen und/oder auf andere Weise versagen kann.

[0008] Weiter geht aus der EP 3 421 139 B1 eine Vorrichtung zum Sprühen einer Flüssigkeit hervor, die einen Sprühmittelbehälter und einen Druckerzeuger zum Pumpen eines Gases in den Sprühmittelbehälter zur Erzeugung eines Überdrucks in dem Flüssigkeitsraum aufweist, wobei eine Düse zum Versprühen der Flüssigkeit über eine Flüssigkeitsleitung mit dem Flüssigkeitsraum verbunden ist. Weiter ist eine Gasöffnung vorgesehen, durch die das Gas aus dem Flüssigkeitsraum entweichen kann. Durch Pumpen eines Gases in den Sprühmittelbehälter wird ein Überdruck in dem Flüssigkeitsraum des Sprühmittelbehälters erzeugt, sodass die Flüssigkeit aus der mit dem Sprühmittelbehälter verbundenen Düse gesprüht wird. Das Pumpens des Gases in den Sprühmittelbehälter wird beendet, wenn das Sprühen der Flüssigkeit gestoppt werden soll, wobei zumindest zeitweise ein Teil des Gases über die Gasöffnung des Sprühmittelbehälters entweicht, sodass der Überdruck in dem Flüssigkeitsraum nach dem Beenden des Sprühens der Flüssigkeit sinkt. Diese Vorrichtung ermöglicht eine besonders exakte Dosierung der Flüssigkeit.

[0009] Aus der DE 20 2019 106 951 U1 ist ein kompaktes Zusatzaggregat für eine Maschine zum Bearbeiten eines Werkstücks bekannt, das mit einem Sprühmittelbehälter, einem Druckanschluss, mindestens einer Düse zum Versprühen der Flüssigkeit, einem Anschlusselement zum beweglichen Anschließen an die Maschine und einen Rahmen ausgeführt ist. Der Rahmen bildet eine Aufnahme für den Sprühmittelbehälter und fixiert den Druckanschluss, die Düse und das Anschlusselement. Dieses Aggregat ist besonders kompakt und damit flexibel einsetzbar oder einfach nachrüstbar.

[0010] Dieses Konzept hat sich bereits sehr gut bewährt, es besteht aber gleichwohl der Wunsch nach noch mehr Flexibilität, ggf. abweichenden Sprühmustern, mehr Sicherheit, insbesondere gegen Leckage, oder eine einfachere, ggf. noch kompaktere Nachrüstung bestehender Maschinen.

[0011] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein verbessertes Düsenkonzept zum Auftragen einer Flüssigkeit auf das plattenförmige Werkstück angegeben werden.

[0012] Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Zweistoffsprühventil gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs bei. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

[0013] Hierzu trägt ein Zweistoffsprühventil bei, zumindest umfassend ein Ventilgehäuse und einen Ventilkolben, der entlang einer Achse bewegbar ist. Weiter ist ein erster Stoffkanal vorgesehen, der sich durch das Ventilgehäuse und den Ventilkolben bis zur Achse erstreckt, dann entlang der Achse verläuft, in einen Mischraum eintritt und sich weiter bis zu einem Düsenauslass erstreckt. Ein zweiter Stoffkanal mündet über einen einstellbaren Einströmspalt in den Mischraum. Der Ventilkolben ist durch einen in dem ersten Stoffkanal angelegten Überdruck entlang der Achse verschiebbar gelagert und stellt dabei den Einströmspalt ein.

[0014] Das Zweistoffsprühventil ist insbesondere eingerichtet, zwei getrennt zugeführte Stoffe miteinander zu mischen bzw. zu vereinen und dann zusammen zu versprühen. Bevorzugt ist, dass beide Stoffe unterschiedliche Aggregatzustände aufweisen, insbesondere ein (erster) Stoff gasförmig und ein (zweiter) Stoff flüssig ist. Das Zweistoffsprühventil ist insbesondere so eingerichtet, dass es (automatisch) einen der beiden Stoffe (gezielt bzw. dosiert) dem anderen Stoff beimengen kann. Das Zweistoffsprühventil ist insbesondere so eingerichtet, dass es (automatisch) die Zufuhr bzw. Förderung zumindest eines der beiden Stoffe (gezielt) blockieren und/oder ermöglichen kann.

[0015] Das Zweistoffsprühventil hat ein (äußeres) Ventilgehäuse und einen (innen liegenden) Ventilkolben, der entlang einer (zentralen) Achse bewegbar ist. Das Ventilgehäuse kann also einen Aufnahmeraum für den Ventilkolben ausbilden, so dass dieser darin (begrenzt) axial verschieblich angeordnet und/oder gelagert ist. Der Bewegungs- bzw. Verschiebebereich des Ventilkolbens in dem Ventilgehäuse kann durch zwei Endlagen definiert sein, wobei eine erste Endlage (übliche Ruhelage) und eine zweite Endlage (Betriebslage) eingerichtet sein kann. Es ist möglich, dass die erste Endlage in einem vorbestimmten ersten Abstand zum Düsenauslass (fest bzw. unveränderlich) eingestellt ist. Es ist möglich, dass die zweite Endlage in einem vorbestimmten zweiten, gegenüber dem ersten größeren, Abstand zum Düsenauslass (veränderlich) eingestellt werden kann bzw. ist. Es ist möglich, dass der Ventilkolben rotationssymmetrisch ausgeführt ist und im Ventilgehäuse um die Achse rotieren kann. Ventilgehäuse und Ventilkolben können aus metallischem Material bestehen.

[0016] Der erste Stoffkanal kann sich insbesondere von einer äußeren Ober- bzw. Umfangsfläche des Ventilgehäuses in dieses hinein bis zum Aufnahmeraum für den Ventilkolben erstrecken. Dort verläuft er durch den Aufnahmeraum und tritt in den Ventilkolben ein und erstreckt weiter bis (etwa) zur (zentralen) Achse. Diese Abschnitte können in etwa in einer Ebene senkrecht zur Achse bzw. radial angeordnet sein. Der erste Stoffkanal kann (teilweise) mehradrig ausgeführt sein, also mindestens einen Abschnitt mit parallel durchströmbaren ersten Stoffkanaladern umfassen, insbesondere angrenzend des Übergangs von Ventilgehäuse zu Ventilkolben, bevorzugt dort im Ventilkolben. Wenn der erste Stoffkanal die Achse erreicht hat, verläuft er zumindest einen Abschnitt (ggf. parallel bzw. konzentrisch) entlang der Achse bis zu einer (zentralen) Kolbenöffnung. An der Kolbenöffnung verlässt der erste Stoffkanal den Ventilkolben und erreicht einen Mischraum, der teilweise vom Ventilgehäuse gebildet wird. Vom Mischraum ausgehend verläuft der erste Stoffkanal weiter (zentral bzw. entlang der Achse) bis zum Düsenauslass, wo er endet.

[0017] Hinsichtlich der Ausbildung des ersten Stoffkanals ist bevorzugt, dass dessen kleinster Querschnitt im Bereich des Austritts aus dem Ventilkolben hin zum Mischraum vorgesehen ist. Dieser Austrittsabschnitt des ersten Stoffkanals hat bevorzugt einen Austrittsdurchmesser von maximal 1,0 mm [Millimeter], insbesondere im Bereich von 0,6 bis 0,8 mm. Ein Verhältnis von einer (axialen) Länge des Austrittsabschnitts des ersten Stoffkanals zu dessen Austrittsdurchmesser beträgt bevorzugt maximal 2,0 insbesondere maximal 1,5.

[0018] Der erste Stoffkanal kann einen Eintrittsabschnitt haben, der sich an oder bis hin zum Austrittsabschnitt erstreckt, wobei der Eintrittsabschnitt einen Eintrittsdurchmesser hat, der um ein Vielfaches größer als der Austrittsdurchmesser ist. Bevorzugt ist, dass ein Verhältnis von Eintrittsdurchmesser zu Austrittsdurchmesser mindestens 3,0 beträgt. Bevorzugt liegt das Verhältnis von Eintrittsdurchmesser zu Austrittsdurchmesser im Bereich von 4,0 bis 6,0.

[0019] Der zweite Stoffkanal kann sich insbesondere von einer äußeren Ober- bzw. Umfangsfläche des Ventilgehäuses in dieses hinein bis zu einem einstellbaren Einströmspalt in den Mischraum erstrecken. Der zweite Stoffkanal kann insbesondere teilweise zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilkolben (im Aufnahmeraum) verlaufen. Es ist möglich, dass der zweite Stoffkanal abschnittsweise den Ventilkolben mantelförmig umgibt.

[0020] Anschließend zum Mischraum ist ein Stoffkanal ausgebildet, der sich bis hin zum Düsenauslass erstreckt. Zumindest im "geschlossenen" Zustand des Ventils kann der Stoffkanal dem Austrittsabschnitt des ersten Stoffkanals (ggf. unmittelbar) gegenüberliegen bzw. fluchtend zu diesem ausgeführt sein. Der Stoffkanal ist insbesondere vorgesehen, um das Zweistoffgemisch zum Düsenauslass zu führen, also insbesondere als gemeinsamer Stoffkanal bzw. als überlagerter erster und zweiter Stoffkanal bezeichnet werden. Dieser Stoffkanalabschnitt kann einen Kanaldurchmesser aufweisen, der größer als Austrittsdurchmesser des Austrittsabschnitts des ersten Stoffkanals ist. Bevorzugt ist, dass der Kanaldurchmesser um einen Faktor im Bereich von 1,5 bis 2,5 größer ist als der Austrittsdurchmesser.

[0021] Die hier angegebenen Ausprägungen, Dimensionen, etc. des Austrittsabschnitts des ersten Stoffkanals und/oder des Stoffkanalabschnitts sind insbesondere geeignet, bei einem vorgegebenen Druck des Systems die Saugleistung mit Blick auf die gewünschte Zusammensetzung und/oder das gewünschte Sprühbild des Zweistoffgemischs einzustellen.

[0022] Der Einströmspalt ist einstellbar, kann also mit anderen Worten hinsichtlich seines Einströmquerschnitts verändert werden. Insbesondere kann der Einströmspalt durch zwei Einstellungen definiert sein, wobei eine erste Einstellung (übliche Ruhelage) und eine zweite Einstellung (Betriebslage) eingerichtet sein kann. Es ist möglich, dass bei der ersten Einstellung ein blockierter / geschlossener Einströmquerschnitt vorliegt. Es ist möglich, dass die zweite Einstellung ein für den zweiten Stoff durchströmbarer (bevorzugt in der Weite bzw. dem Querschnitt veränderlicher) Einströmquerschnitt vorliegt.

[0023] Die Einstellung (der zweiten Einstellung) des Einströmkanals erfolgt (unmittelbar) über den Ventilkolben, welcher durch einen in dem ersten Stoffkanal angelegten Überdruck entlang der Achse (geführt) verschoben wird. Es ist möglich, dass die Bereitstellung unterschiedlicher Überdrücke unterschiedliche Weiten bzw. durchströmbare Querschnitt des Einströmquerschnitts (automatisch) einstellt.

[0024] Der Ventilkolben kann mittels einer Feder in Richtung Achse so vorgespannt sein, dass ohne Überdruck der Einströmspalt geschlossen ist. Die Feder kann beispielsweise (axial) zwischen Ventilkolben und Ventilgehäuse vorgesehen sein.

[0025] Die Feder kann den Ventilkolben axial in Richtung hin zum Mischraum drücken. Die Federkraft der Feder kann einstellbar sein. Die Federkraft kann so eingerichtet sein, dass sie von dem einzustellenden bzw. verfügbaren Überdruck in dem ersten Stoffkanal überwunden werden kann. Erst bei Überwinden der Federkraft wird der Ventilkolben von der ersten Endlage wegbewegt, so dass ansonsten die erste Einstellung des Einströmkanals vorliegt (übliche Ruhelage, geschlossen).

[0026] Im Ventilkolben und in den ersten Stoffkanal hineinragend kann ein Strömungsumlenkelement angeordnet sein. Das Strömungsumlenkelement kann eingerichtet sein, den Überdruck im ersten Stoffkanal aufzunehmen und damit eine Gegenkraft gegen die vorstehende Feder aufzubauen. Es ist möglich, dass der erste Stoffkanal in dem Ventilkolben als Bohrung ausgeführt ist, in das das Strömungsumlenkelement hineinragt. Das Strömungsumlenkelement kann ein separates Bauteil sein, dass an dem Ventilkolben befestigbar ist. Das Strömungsumlenkelement kann aus Metall bestehen.

[0027] Es ist möglich, dass der erste Stoffkanal (im Wesentlichen) radial auf das Strömungsumlenkelement zuläuft, wobei eine Anströmschräge des Strömungsumlenkelements einen Übergang hin zum Verlauf des ersten Stoffkanals entlang der Achse darstellt. Die Anströmschräge kann nach Art einer schräg verlaufenden (ebenen) Prallfäche für den einströmenden ersten Stoff ausgebildet sein. Die Anströmschräge kann nach Art eines Konus bzw. einer Spitze (weisend zum Düsenauslass) ausgeführt sein.

[0028] Der Einströmspalt kann ringförmig in den Mischraum mündet. Insbesondere verläuft der Einströmspalt in Umfangsrichtung umlaufend, konzentrisch zur Achse. Der Einströmspalt hat bevorzugt in Umfangsrichtung die gleiche Weite bzw. Form.

[0029] Der Einströmspalt kann an einem konischen Ventilkolbensitz des Ventilkolbens in dem Ventilgehäuse ausgebildet sein. Insbesondere bilden das Ventilgehäuse innen eine konische Aufnahme- bzw. Sitzfläche und der Ventilkolben außen eine entsprechende konische Aufnahme- bzw. Sitzfläche. Der Ventilkolben kann im Bereich des Ventilsitzes flächig bzw. entlang einer geschlossenen Umfangslinie am Ventilgehäuse anliegen und damit in einer (ersten) Endstellung gelagert sein. Der Ventilsitz kann sich bis zum Mischraum erstrecken. Bevorzugt bildet der Randbereich von Ventilsitz und Mischraum (vollständig oder teilweise) den Einströmspalt aus. Durch ein Abheben (axiales Bewegen) des Ventilkolbens aus dem Ventilsitz kann eine Durchströmung des Einströmspalts über den zweiten Stoffkanal ermöglicht werden. Aus fertigungstechnischen Gründen kann das Ventilgehäuse auch mehrteilig ausgeführt sein, so dass z. B. ein weiteres Teil in das äußere Ventilgehäuse eingepresst ist (Düseneinsatz), das die konische Aufnahmen bzw. den Innenkegel bildet.

[0030] Das Ventilgehäuse kann mit einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil ausgeführt sein, die in Richtung der Achse zueinander lageveränderlich einstellbar sind, wobei damit die Verschiebbarkeit des Ventilkolbens einstellbar ist. Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil können beispielsweise miteinander verschraubt sein, so dass durch das relative Verdrehen deren Lage zueinander verändert wird. Das Gehäuseoberteil kann einen (oberen) Teil des Ventilgehäuses und/oder des Aufnahmeraumes für den Ventilkolben begrenzen. Es kann als Widerlager für die Feder zur Vorspannung des Ventilkolbens zum Eindrücken in den Ventilsitz bzw. den Einströmspalt dienen. Das Gehäuseunterteil kann einen (unteren) Teil des Ventilgehäuses und/oder des Aufnahmeraumes für den Ventilkolben begrenzen. Das Gehäuseunterteil kann mit (Abschnitten) des ersten Stoffkanals und/oder des zweiten Stoffkanals ausgeführt sein. Das Gehäuseunterteil kann mit dem Düsenauslass ausgeführt sein. Eine Veränderung der Lage von Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil ändert insbesondere (automatisch) die (zweite) Endlage des Ventilkolbens.

[0031] Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Zweistoffsprühvorrichtung vorgeschlagen, zumindest umfassend ein hier offenbartes Zweistoffsprühventil, wobei der erste Stoffkanal an eine Überdruckleitung für Luft und der zweite Stoffkanal an eine Saugleitung für ein Fluid angeschlossen sind. Die Zweistoffsprühvorrichtung kann als Zusatzaggregat für eine Maschine ausgeführt sein.

[0032] Es kann eine (aus Kunststoff bestehende, flexible) Überdruckleitung vorgesehen sein, die einen einstellbaren Überdruckerzeuger umfasst, so dass Luft (der Umgebung) durch den Überdruckerzeuger mit einem eingestellten bzw. einstellbaren Überdruck in den ersten Stoffkanal eingeführt werden kann. Es ist möglich, dass an einem Eingang des ersten Stoffkanals und am Ausgang der Überdruckleitung ein Anschlussadapter zur druckdichten Verbindung beider Elemente vorgesehen ist.

[0033] Es kann eine (aus Kunststoff bestehende, flexible) Saugleitung vorgesehen sein, die ohne ein Fluidfördergerät (Pumpe, etc.) ausgeführt ist. Es ist möglich, dass an einem Eingang des zweiten Stoffkanals und am Ausgang der Saugleitung ein Anschlussadapter zur druckdichten Verbindung beider Elemente vorgesehen ist. Zur Förderung des Fluids durch die Saugleitung dient (nur) ein in dem Zweistoffsprühventil eingestellter Unterdruck im Mischraum bzw. am Einströmspalt.

[0034] Die Saugleitung kommt insbesondere ohne ein Rückschlagventil aus. Ein Rückschlagventil stellt eine häufige Fehlerquelle dar, weil es entweder nicht dicht schließt und/oder durch Ablagerungen verklebt bzw. durch den geringen Unterdruck nicht mehr geöffnet werden kann.

[0035] Die Saugleitung kann (direkt) zu einem zur Umgebung offenen Flüssigkeitsbehälter führen. Der Flüssigkeitsbehälter kann nach Art einer (aus Kunststoff bestehenden) Flasche oder Kanister ausgeführt sein mit einem Behälterdeckel, der einen Druckausgleich mit der Umgebung ermöglicht. Damit ist insbesondere möglich, dem im Flüssigkeitsbehälter entstehenden Unterdruck aufgrund der Entnahme bzw. des Absaugens von Flüssigkeit entgegenzuwirken.

[0036] Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines hier offenbarten Zweistoffsprühventils und/oder einer hier offenbarten Zweistoffsprühvorrichtung zur Behandlung einer Kante oder einer Oberfläche mindestens eines plattenförmigen Werkstücks vorgeschlagen. Zur näheren Charakterisierung der Verwendung kann vollumfänglich auf die einleitenden Erläuterungen, insbesondere zum Einsatz von Trennmittel und/oder antistatischem Mittel und/oder einem sonstigen Fluid auf Teilbereiche der unterseitigen und/oder oberseitigen Breitseite der Möbelplatte, Bezug genommen werden.

[0037] Noch einem weiteren Aspekt wird auch eine Maschine zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks im Durchlaufverfahren vorgeschlagen, umfassend zumindest ein Zweistoffsprühventil und/oder eine Zweistoffsprühvorrichtung der hier offenbarten Art. Zur näheren Charakterisierung der Maschine kann vollumfänglich auf die einleitenden Erläuterungen, insbesondere zum Einsatz von Trennmittel und/oder antistatischem Mittel und/oder einem sonstigen Fluid auf Teilbereiche der unterseitigen und/oder oberseitigen Breitseite der Möbelplatte, Bezug genommen werden.

[0038] Hiermit ist insbesondere eine selbstansaugende Zweistoffsprühdüse mit einstellbarer und automatisch sperrender Flüssigkeitszufuhr angegeben.

[0039] Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen beispielhaft und schematisch:

Fig.1:

eine Maschine zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks im Durchlaufverfahren,

Fig.2:

eine Funktionsübersicht im Querschnitt,

Fig. 3:

eine Ausführungsform des Zweistoffsprühventils in einer geschlossenen Situation;

Fig. 4:

die Ausführungsform von Fig. 3 in einer geöffneten Situation,

Fig. 5:

ein Ausführungsbeispiel in Explosionsdarstellung,

Fig. 6:

eine Ausführung einer Zweistoffsprühvorrichtung.

[0040] Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel einer hier beschriebenen Maschine 23 zur Bearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks 22 in einer Durchlaufrichtung 31 mit mehreren verschiedenen Bearbeitungsstationen 32, 33.

[0041] Eine erste Bearbeitungsstation 32 ist in Durchlaufrichtung 31 hinter einem Sensor 34 und vor einer Formatfräserstation angeordnet. Der Sensor 34 ist beispielhaft in der Art einer Lichtschranke gebildet und dient zum Erfassen des Vorhandenseins eines Werkstücks 22 in der Maschine 23. Die Formatfräserstation umfasst beispielhaft einen Formatfräser 46. Weiterhin umfasst die erste Bearbeitungsstation 32 eine (erste) Zweistoffsprühvorrichtung 16 mit einem Zweistoffsprühventil 1. Hiermit kann beispielsweise ein flüssiges Trennmittel auf das Werkstück 22, insbesondere dessen Oberfläche 21 bzw. Kante 20 aufgegeben werden.

[0042] Die zweite Bearbeitungsstation 33 ist in Durchlaufrichtung 31 beispielhaft hinter einer Andruckstation mit einer Andruckrolle 35 und vor einer Kappsägestation mit Kappsägen 36 angeordnet. Weiterhin umfasst die zweite Bearbeitungsstation 33 eine (zweite) Zweistoffsprühvorrichtung 16 mit einem Zweistoffsprühventil 1. Hiermit kann beispielsweise ein flüssiges, ein antistatisch wirkendes Kühlmittel auf das Werkstück 22, insbesondere dessen Oberfläche 21 bzw. Kante 20 aufgegeben werden.

[0043] Weiterhin ist in Fig. 1 eine dritte Bearbeitungsstation 37 in Durchlaufrichtung 31 beispielhaft hinter einer Profilfräserstation mit einem Profilfräser 38 und vor einer Polierstation mit Polierscheiben 39 angeordnet. Weiterhin umfasst die dritte Bearbeitungsstation 37 eine (dritte) Zweistoffsprühvorrichtung 16 mit einem Zweistoffsprühventil 1. Hiermit kann beispielsweise ein flüssiges Poliermittel auf das Werkstück 22, insbesondere dessen Oberfläche 21 bzw. Kante 20 aufgegeben werden.

[0044] Zur Förderung des Werkstücks 22 in Durchlaufrichtung 31 durch die Maschine 23 kann das Werkstück 22 beispielhaft zwischen zwei Förderbändern geführt bzw. geklemmt sein. Das obere Förderband 40 bildet dabei ein sogenanntes Obertrum. Das untere Förderband 41 bildet dabei ein sogenanntes Untertrum.

[0045] Eine, mehrere oder alle hier beschriebenen Zweistoffsprühvorrichtungen 16 können wie hier vorgeschlagen und insbesondere anhand der nachfolgenden Figuren erläutert, ausgeführt sein. Jede Zweistoffsprühvorrichtung 16 kann eine eigene Steuerung aufweisen, es ist aber auch möglich, dass eine Kontrolleinheit den Betrieb mehrerer Zweistoffsprühvorrichtungen 16 abgestimmt steuert bzw. regelt. Es können auch Mittel zur Bestimmung des Füllstandes in den Flüssigkeitsbehältern vorgesehen sein, die von der Steuerung / Kontrolleinheit berücksichtigt werden.

[0046] Fig. 2 zeigt schematisch, ausschnittsweise und im Querschnitt eine Ausführungsform eines Zweistoffsprühventils 1. Das Zweistoffsprühventil 1 hat ein Ventilgehäuse 2 und einen Ventilkolben 3, der entlang einer Achse 4 bewegbar ist. Außen am Ventilgehäuse 2 sind eine Überdruckleitung 17 und eine Saugleitung 18 anschließbar.

[0047] Ein erster Stoffkanal 5 ist gebildet, der sich (radial) durch das Ventilgehäuse 2 und in den Ventilkolben 3 bis zur Achse 4 erstreckt. Dort ändert der erste Stoffkanal 5 seine Richtung und verläuft dann entlang der Achse 4 bis hin zu einem Mischraum 6 außerhalb des Ventilkolbens 3.

[0048] Ein zweiter Stoffkanal 8 ist gebildet, der über einen einstellbaren Einströmspalt 9 in den Mischraum 6 mündet.

[0049] Erster Stoffkanal 5 und zweiter Stoffkanal 8 erstrecken sich (gemeinsam) vom Mischraum 6 weiter bis zu einem Düsenauslass 7.

[0050] Der Ventilkolben 3 ist durch einen in dem ersten Stoffkanal 5 angelegten Überdruck entlang der Achse 4 verschiebbar gelagert und kann dabei den Einströmspalt 9 einstellen.

[0051] Sprühluft kann über die Überdruckleitung 17 in den ersten Stoffkanal 5 eingeleitet werden und wird mit der angedeuteten ersten Strömungsrichtung 42 im Inneren des Ventilkolbens 3 geführt und tritt unten durch eine Kolbenöffnung in den Mischraum 6 aus. Der Überdruck in dem ersten Stoffkanal 5 bewirkt ein axiales Verschieben des Ventilkolbens 3 (siehe Hub 44) und öffnet damit einen Einströmspalt 9 des zweiten Stoffkanals 8 hin zum Mischraum 6. Durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit aus dem Ventilkolben 3 in den Mischraum 6 entsteht ein Unterdruck, der sich bis in die Saugleitung 18 erstreckt. Liegt ein Unterdruck an, wird eine Flüssigkeit über den zweiten Stoffkanal 8 mit einer zweiten Strömungsrichtung 43 angesaugt. Der Ventilkolben 3 bildet zusammen mit einem Innenkegel des Ventilgehäuses 2 (bzw. eines Düseneinsatzes darin) einen Kegelsitz. Über den Einströmspalt 9 wird der Flüssigkeitsstrom -je nach Lage des Ventilkolbens 3 - begrenzt oder komplett gesperrt.

[0052] Fig. 3 und 4 zweigen zwei unterschiedliche Situationen einer Ausführungsvariante des Zweistoffsprühventils 1 (schematisch, ausschnittsweise und im Querschnitt). Fig. 3 zeigt den geschlossenen Zustand, Fig. 4 den offenen Zustand. Beide Fig. werden nun gemeinsam beschrieben.

[0053] Das Zweistoffsprühventil 1 hat ein mehrteiliges Ventilgehäuse 2, welches hier ein Gehäuseoberteil 14 mit eingeschraubtem Anschlagdorn 26 sowie ein Gehäuseunterteil 15 mit eingeschraubtem Düseneinsatz 24 aufweist. Außen an dem Ventilgehäuse 2, insbesondere an dem Übergangsbereich von Gehäuseoberteil 14 und Gehäuseunterteil 15 ist eine Skalenanzeige vorgesehen, die eine Relativlage beider Gehäuseteile (z.B. bei einer Verschraubung) zueinander anzeigen kann.

[0054] Der eingeschraubte Anschlagdorn 26 kann sich entlang der Achse 4 erstrecken und ggf. von außen verstellen lassen (z.B. weiter rein oder raus verschieben), um die Nullstellung der Skala auf die Schließstellung des Ventilkolbens 3 einzustellen.

[0055] Es ist ein einzelner Ventilkolben 3 vorgesehen, der innerhalb des Ventilgehäuses 2 entlang der Achse 4 beweglich gelagert ist. Fig. 3 veranschaulicht, dass der Ventilkolben 3 mittels einer Feder 10, die sich gegen das Gehäuseoberteil 14 abstützt, in Richtung Achse 4 hin zum Mischraum 6 / Düsenauslass 7 vorgespannt ist. Der Ventilkolben 3 ist teilweise hohl ausgeführt, insbesondere mit Bohrungen, die Abschnitte des ersten Stoffkanals 5 bilden. Es ist möglich, dass sich mehrere Bohrungen von einer äußeren Kolbenfläche hin zur Achse 4 erstrecken (hier 4 radiale Bohrungen), zusammengeführt werden, und dort dann zentral entlang der Achse 4 weiter verlaufen. Im Bereich des Beginns des Abschnitts, wo ein einzelner zentraler Abschnitt des ersten Stoffkanals 5 verläuft, ist ein einzelnes, zentrales Strömungsumlenkelement 11 vorgesehen, welches in den ersten Stoffkanal 5 hineinragt. Das Strömungsumlenkelement 11 kann an einem Gewindestift vorgesehen sein, der den Ventilkolben 3 nach oben verschließt und damit den ersten Stoffkanal 5 abdichtet. Der erste Stoffkanal 5 läuft folglich radial auf das Strömungsumlenkelement 11 zu, wobei eine (konische) Anströmschräge 12 des Strömungsumlenkelements 11 einen Übergang hin zum Verlauf des ersten Stoffkanals 5 entlang der Achse 4 darstellt.

[0056] Ein zweiter Stoffkanal 8 ist gebildet, der sich nicht bis in den Ventilkolben 3 erstreckt, sondern nur in den umliegenden Aufnahmeraum und dann weiter über einen einstellbaren (ringförmigen) Einströmspalt 9 in den Mischraum 6 mündet. Ausgehend von dem Mischraum 6 erstrecken sich erster Stoffkanal 5 und zweiter Stoffkanal 8 (gemeinsam) weiter durch den Düseneinsatz 24 bis zum Düsenauslass 7.

[0057] Der Einströmspalt 9 ist hier an einem konischen Ventilkolbensitz 13 des Ventilkolbens 3 in dem Ventilgehäuse 2 (bzw. dessen Düseneinsatz 24) ausgebildet.

[0058] Der Ventilkolben 3 ist durch einen in dem ersten Stoffkanal 5 angelegten Überdruck entlang der Achse 4 verschiebbar gelagert und kann dabei den Einströmspalt 9 einstellen.

[0059] Der erste Stoffkanal 5 kann an eine Überdruckleitung 17 für Luft und der zweite Stoffkanal 8 an eine Saugleitung 18 für ein Fluid angeschlossen sein (hier nicht gezeigt).

[0060] In der Fig. 3 ist veranschaulicht, dass wenn das System nicht mit Druckluft beaufschlagt ist, der Ventilkolben 3 von der Feder 10 in den Düseneinsatz 24 gedrückt wird (Kegel-Ventilkolbensitz 13). Damit ist der Fluidpfad bzw. der zweite Stoffkanal verschlossen und Flüssigkeit, die sich ggf. noch in einer angeschlossenen Saugleitung befindet, läuft nicht zurück in den Behälter.

[0061] Anders sieht die Situation aus, wenn das System über den ersten Stoffkanal 5 mit einem Überdruck beaufschlagt wird, wie in Fig. 4 dargestellt. Wird Druckluft angelegt, hebt sich der Ventilkolben 3, der Mischraum 6 öffnet bzw. vergrößert sich und der Einströmspalt 9 öffnet sich, so dass Flüssigkeit über den Einströmspalt 9 angesaugt wird. Der Hub 44 des Ventilkolbens 3 ist durch den Anschlagdorn 26 begrenzt. Eine Einstellung des Hubwegs und damit des Volumenstroms der Flüssigkeit kann durch eine Lageveränderung von Gehäuseoberteil 14 und Gehäuseunterteil 15 erreicht werden. In dieser Situation kann das Zweistoffgemisch versprüht werden.

[0062] Fig. 5 veranschaulicht in einer Explosionsdarstellung eines Ausführungsvariante eines Zweistoffsprühventils 1.

[0063] Es hat ein mehrteiliges Ventilgehäuse 2, welches hier ein Gehäuseoberteil 14 mit Anschlagdorn 26 sowie ein Gehäuseunterteil 15 mit einsetzbarem Düseneinsatz 24 aufweist. Außen an dem Ventilgehäuse 2, insbesondere an dem Übergangsbereich von Gehäuseoberteil 14 und Gehäuseunterteil 15 ist eine Skalenanzeige 25 vorgesehen, die eine Relativlage beider Gehäuseteile (z.B. bei einer Verschraubung) zueinander anzeigen kann.

[0064] Es ist ein Ventilkolben 3 vorgesehen, der mittels einer Feder 10, die sich gegen das Gehäuseoberteil 14 abstützt, in Richtung Düsenauslass 7 vorspannbar ist. Der Ventilkolben 3 ist teilweise hohl ausgeführt, insbesondere mit Bohrungen (Einlass 45), die Abschnitte des ersten Stoffkanals 5 bilden. Weiter ist ein Strömungsumlenkelement 11 vorgesehen, welches in den ersten Stoffkanal 5 im Ventilkolben 3 hineinragt.

[0065] Anschlussadapter können an das Gehäuseunterteil 15 angeschraubt werden, die dann den Eingangsabschnitt des erste Stoffkanals 5 und des zweiten Stoffkanal 8 bilden können.

[0066] Die Beschreibungen der Merkmale in den Fig. 2 bis 5 können beliebig genutzt werden, selbe Bauteile / Funktionen in den jeweils anderen Fig. 2 bis 5 zu charakterisieren.

[0067] Fig. 6 veranschaulicht schematisch ein Zweistoffsprühvorrichtung 16, welches ein Zweistoffsprühventil 1 umfasst, wobei der erste Stoffkanal 5 an eine Überdruckleitung 17 für Luft und der zweite Stoffkanal 8 an eine Saugleitung 18 für ein Fluid angeschlossen sind.

[0068] Die Überdruckleitung 17 umfasst ein Ventil 27 und einen Überdruckerzeuger 28, mit dem Luft mit Überdruck in den ersten Stoffkanal 5 eingeleitet werden kann. Die Saugleitung 18 endet (mit einem Saugrohr 29) in einen zur Umgebung offenen Flüssigkeitsbehälter 19.

[0069] Die Zweistoffsprühvorrichtung 16 kann als Aggregat 30 ausgeführt sein, dass beispielsweise handhabbare Einheit, umfassend das Zweistoffsprühventil 1 und den Flüssigkeitsbehälter 19 sowie ggf. auch einen Füllstandsensoren, eine Steuerung und (fest installierte) Anschlüsse für die Überdruckleitung 17 und/oder Saugleitung 18. Das Aggregat 30 kann mit einem Rahmen und/oder einem Aufnahmefach für diese Komponenten ausgeführt sein.

Bezugszeichenliste

[0070] 

1

Zweistoffsprühventil

2

Ventilgehäuse

3

Ventilkolben

4

Achse

5

erster Stoffkanal

6

Mischraum

7

Düsenauslass

8

zweiter Stoffkanal

9

Einströmspalt

10

Feder

11

Strömungsumlenkelement

12

Anströmschräge

13

Ventilkolbensitz

14

Gehäuseoberteil

15

Gehäuseunterteil

16

Zweistoffsprühvorrichtung

17

Überdruckleitung

18

Saugleitung

19

Flüssigkeitsbehälter

20

Kante

21

Oberfläche

22

Werkstück

23

Maschine

24

Düseneinsatz

25

Skalenanzeige

26

Anschlagdorn

27

Ventil

28

Überdruckerzeuger

29

Saugrohr

30

Aggregat

31

Durchlaufrichtung

32

erste Bearbeitungsstation

33

zweite Bearbeitungsstation

34

Sensor

35

Andruckrolle

36

Kappsäge

37

dritte Bearbeitungsstation

38

Profilfräser

39

Polierscheibe

40

oberes Förderband

41

unteres Förderband

42

erste Strömungsrichtung

43

zweite Strömungsrichtung

44

Hub

45

Einlass

46

Formatfräser

Ansprüche

1. Zweistoffsprühventil (1), zumindest umfassend ein Ventilgehäuse (2) und einen Ventilkolben (3), der entlang einer Achse (4) bewegbar ist, einen ersten Stoffkanal (5), der sich durch das Ventilgehäuse (2) und den Ventilkolben (3) bis zur Achse (4) erstreckt, dann entlang der Achse (4) verläuft und in einen Mischraum (6) eintritt und sich weiter bis zu einem Düsenauslass (7) erstreckt, sowie einen zweiten Stoffkanal (8), der über einen einstellbaren Einströmspalt (9) in den Mischraum (6) mündet, wobei der Ventilkolben (3) durch einen in dem ersten Stoffkanal (5) angelegten Überdruck entlang der Achse (4) verschiebbar gelagert ist und dabei den Einströmspalt (9) einstellt.

2. Zweistoffsprühventil (1) nach Anspruch 1, bei dem der Ventilkolben (3) mittels einer Feder (10) in Richtung Achse (4) so vorgespannt ist, dass ohne Überdruck der Einströmspalt (9) geschlossen ist.

3. Zweistoffsprühventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem im Ventilkolben (3) und im ersten Stoffkanal (5) hineinragend ein Strömungsumlenkelement (11) angeordnet ist.

4. Zweistoffsprühventil (1) nach Anspruch 3, bei dem der erste Stoffkanal (5) radial auf das Strömungsumlenkelement (11) zuläuft und eine Anströmschräge (12) des Strömungsumlenkelements (11) einen Übergang hin zum Verlauf des ersten Stoffkanals (5) entlang der Achse (4) darstellt.

5. Zweistoffsprühventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Einströmspalt (9) ringförmig in den Mischraum (6) mündet.

6. Zweistoffsprühventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Einströmspalt (9) an einem konischen Ventilkolbensitz (13) des Ventilkolbens (3) in dem Ventilgehäuse (2) ausgebildet ist.

7. Zweistoffsprühventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Ventilgehäuse (2) mit einem Gehäuseoberteil (14) und einem Gehäuseunterteil (15) ausgeführt ist, die in Richtung der Achse (4) zueinander lageveränderlich einstellbar sind, wobei damit die Verschiebbarkeit des Ventilkolbens (3) einstellbar ist.

8. Zweistoffsprühvorrichtung (16), zumindest umfassend ein Zweistoffsprühventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Stoffkanal (5) an eine Überdruckleitung (17) für Luft und der zweite Stoffkanal (8) an eine Saugleitung (18) für ein Fluid angeschlossen sind.

9. Zweistoffsprühvorrichtung (16) nach Anspruch 8, wobei die Saugleitung (18) zu einem zur Umgebung offenen Flüssigkeitsbehälter (19) führt.

10. Verwendung eines Zweistoffsprühventils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einer Zweistoffsprühvorrichtung (16) nach Anspruch 8 oder 9 zur Behandlung einer Kante (20) oder einer Oberfläche (21) mindestens eines plattenförmigen Werkstücks (22).

11. Maschine (23) zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks (22) im Durchlaufverfahren, umfassend zumindest ein Zweistoffsprühventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eine Zweistoffsprühvorrichtung (16) nach Anspruch 8 oder 9.

Zeichnung