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Kantenauftragsdüse - Dokument DE202005011120U1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202005011120U1 27.10.2005
Titel Kantenauftragsdüse
Anmelder Elektrobau Wehrmann GmbH, 31582 Nienburg, DE
Vertreter Brümmerstedt Oelfke Seewald & König Anwaltskanzlei, 30159 Hannover
DE-Aktenzeichen 202005011120
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.10.2005
Registration date 22.09.2005
Application date from patent application 12.07.2005
IPC-Hauptklasse B05B 1/00
IPC-Nebenklasse B05B 1/30   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kantenauftragsdüse gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige Kantenauftragsdüsen mit einer Kantenauftragsdüse dienen zum Auftragen eines Auftragsmittels – z. B. eines farbigen Lacks – auf eine entsprechende Schrägkante bzw. Fase eines Belagelementes.

Ein derartiges Belagelement kann insbesondere ein Laminat-Paneel oder ein Parkett-Paneel sein; weiterhin können grundsätzlich auch andere Flächenelemente, z. B. Wandelemente wie Fliesen usw. behandelt werden.

Die Bearbeitung von Belagelementen, die mit hohem Vorschub gefertigt werden und in dem gleichen Durchlauf mit einem Farbauftrag versehen werden sollen, erfordert eine präzise Auftragstechnik. Laminat- und Parkett-Kanten werden zum Teil mit einer 30 Grad-Kante gefräst, die eine Breite von 0,5 bis 2 mm hat. Die Beschichtung dieser kleinen Streifen an den Laminat- oder Parkettkanten, die mit einem Vorschub von bis zu 20 bis 200 m/min an einem Auftragsgerät vorbei laufen, erfolgt herkömmlicherweise mittels Sprühdüsen, die z. B. in Kombination mit einer Vakuum-Anlage zur Absaugung arbeiten.

Bei Verwendung derartiger Sprühdüsen kann jedoch ein Übertrag des Auftragmaterials über die zu beschichtende Schrägkante bzw. Fase hinaus nur schwer verhindert werden. Somit werden z. T. aufwändige Reinigungseinrichtungen zur nachträglichen Reinigung der angrenzenden Dekorfläche und Seitenkante verwendet, ohne hierdurch zufriedenstellende Lösungen zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kantenauftragsdüse der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass eine saubere und genaue Beschichtung einer Schrägkante bzw. Fase bei schnellem Durchlauf möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Kantenauftragsdüse nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Erfindungsgemäß wird somit das Auftragsmittel nicht als Aerosol, sondern mittels einer Kontaktdüse aufgetragen, die mit einer Kontaktfläche auf das Belagelement gelegt wird. Durch diesen mechanischen Kontakt kann die Auslassöffnung der Kantenauftragsdüse parallel und in unmittelbarer Nähe bzw. mit kleinem Abstand vor der zu beschichtenden Schrägkante bzw. Faser positioniert werden. Erfindungsgemäß erfolgt der Auftrag hierbei, indem die Auslassöffnung durch ein von innen verstelltes Verschlussmittel freigegeben wird. Das Verschlussmittel kann insbesondere ein in Axialrichtung verstelltes Nadelventil sein.

Somit erfolgt ein direktes Auftragen eines vorzugsweise flüssigen Auftragsmittels bei genauer Positionierung, so dass schnelle und genaue Beschichtungen möglich sind. Die Kantenauftragsdüse kann hierbei z. B. pneumatisch gefedert an die vorbei laufenden Belagelemente gelegt werden, so dass eine genaue Anpassung an die Position durch Auflage der Kontaktfläche möglich ist.

Vorteilhafterweise ist eine innere Kammer der Kantenauftragsdüse mit Überdruck gefüllt, so dass das Verschlussmittel die Auslassöffnung eines Zuführkanals freigibt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient das Nadelventil beim Verschließen der Auslassöffnung auch zur mechanischen Beförderung einer letzten Teilmenge des Auftragsmittels, die in einem Endbereich des Zuführkanals aufgenommen ist. Durch diese mechanische Beförderung – entsprechend einem Druckkopf – wird somit eine sehr genaue Begrenzung und Beendigung des Auftragsvorgangs ermöglicht. Die Kanten der vorbei laufenden Paneele können somit punktgenau und ohne unlackierte Stellen an ihren Schrägkanten beschichtet werden, ohne dass das Auftragmittel nach der bereits vorbei gelangten Kante in den freien Raum verspritzt wird.

Das Nadelventil wird vorteilhafterweise von der Kammer und der Zuführbohrung nach hinten durch ein oder mehrere Dichtungen geführt, um ein Austreten bzw. eine Leckage des Auftragsmittels in die Düse bzw. deren Stellmechanismus hinein zu verhindern. Hierbei sind vorteilhafterweise zwei durch eine Kammer beabstandete Dichtungen vorgesehen, so dass die Dichtwirkung erhöht wird.

Das Auftragsmittel wird vorteilhafterweise ständig in einem Kreislauf durch die Kontaktdüse hindurchgeführt, wobei der Zuführkanal als Bypass während des Auftragsvorgangs freigegeben wird. Hierdurch wird ein Setzen bzw. eine anderweitige Beeinträchtigung wie z. B. eine Entmischung des Auftragmittels durch Stillstand in Leitungen vermieden.

Das Kreislaufsystem des Auftragsmittels kann z. B. einen Tank mit Schwimmersteuerung zur Höhenfüllung sowie eine Pumpe aufweisen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt bzw. Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Kantenauftragsdüse;

2 eine Detailvergrößerung aus 1 mit dem Düsenkopf bei Anlage an einem Belagelement;

3 ein Schema des Fluid-Kreislaufs einer Beschichtungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Kantenauftragsdüse;

4 ein Schema des Fluid-Kreislauf gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Eine in 1 gezeigte Kantenauftragsdüse 1 weist ein mehrteiliges Gehäuse 2, einen Düsenkopf 3, eine Flanschkammer 4 zum Anschluss einer Zuführ- und einer Abführleitung für das Auftragsmittel und einen sich in axialer Längsrichtung von der Flanschkammer 4 zur Spitze des Düsenkopfs 3 durch das Gehäuse 2 erstreckende Zuführkanal 5 auf, durch den eine Ventilstange 6 längsverstellbar geführt ist. Der Zuführkanal 5 verjüngt sich zum vorderen Auslass des Düsenkopfes 3 hin stufenweise und endet in einem Dosierbereich 5b mit einer Auslassöffnung 5a. Der Dosierbereich 5b mit seiner Auslassöffnung 5a wird durch eine sich zu ihrem Ende kegelstumpfförmig bzw. konisch verjüngende Nadelspitze 6a der Ventilstange 6 geschlossen. Die Nadelspitze 6a verschließt hierbei den vorzugsweise entsprechend konisch ausgebildeten Dosierbereich 5b.

Die Ventilstange 6 ist von der geschlossenen Ruheposition der 1, 2 aus in axialer Richtung nach innen verstellbar, so dass die Auslassöffnung 5a zum Auftragen des Auftragsmittels freigegeben wird. In der Flanschkammer 4 ist das Auftragmittel in einem Überdruck aufgenommen, der es durch die freigegebene Auslassöffnung 5a heraus befördert. Die Verstellung der Ventilstange 6 erfolgt vorzugsweise über eine pneumatische oder auch eine hydraulische Steuerung; hierbei ist ein Magnetkolben 8 zur Registrierung der Hubbewegung der Ventilstange 6 vorgesehen. Zur Einstellung der Ventilstange 6 ist eine Drosselspindel 12 vorgesehen, die nach hinten aus dem Gehäuse 2 ragt. Die Ventilstange 6 ist in axialer Richtung hinter der Zuführbohrung 5 in einer Dichtung 13 und in axialer Richtung dahinter in einer weiteren Dichtung 14 gelagert und geführt. Hierdurch wird bei der Hubbewegung der Ventilstange 6 verhindert, dass das in der Flanschkammer 4 und Zuführbohrung 5 geförderte Auftragsmittel nach hinten gefördert wird.

Der Düsenkopf 3 läuft zu seinem vorderen Ende hin konisch zu und weist in radialer Richtung zu der Zufuhrbohrung 5 versetzt eine Kontaktnase 16 auf, die sich nach vorne über die Zuführbohrung 5a hinaus erstreckt und eine Kontaktfläche 16a ausbildet.

In 2 ist die Position des Düsenkopfes 3 vor dem jeweiligen Bodenelement 20 gezeigt. Das Bodenelement 20 weist eine im verlegten Zustand die Oberseite bildende Dekorseite 20a, eine Seitenkante 20b zur Anlage an einem weiteren Bodenelement und eine unter einem Winkel von z. B. 30 Grad gegenüber der Dekorseite 20a abgeschrägte Schrägkante 20c bzw. Fase 20c auf. Die erfindungsgemäße Kantenauftragsdüse 1 dient zur Beschichtung der Schrägkante 20c mit dem Auftragsmittel, z. B. einem farbigen Lack. Hierzu wird der Düsenkopf 3 mit seiner Auslassöffnung 5a direkt vor der Schrägkante 20c positioniert, z. B. mit einem Abstand von kleiner 0,2 mm, insbesondere kleiner 0,1 mm, insbesondere im Bereich von 5/100 bis 1/10 mm (der Abstand ist in 2 entsprechend überdimensioniert dargestellt), so dass das von der Auslassöffnung 5a ausgegebene Auftragsmittel direkt auf die Schrägkante 20c gelangt. Die Auslassöffnung 5a liegt der Schrägkante 20c hierbei direkt parallel gegenüber und erstreckt sich über die gesamte Breite der Fase 20c, ohne jedoch bis zu der Dekorfläche 20a zu reichen, damit kein Auftragsmittel über die Kante hinaus auf die Dekorfläche 20a spritzt. Hierbei kann die Auslassöffnung 5a der Zuführbohrung 5 sich jedoch im Allgemeinen etwas über die andere Kante zu der Seitenfläche 20b hinaus erstrecken.

Erfindungsgemäß liegt der Düsenkopf 3 mit der Kontaktfläche 16a der Kontaktnase 16 auf dem Bodenelement 20 auf; die Kontaktfläche 16a liegt vorzugsweise außerhalb der Schrägkante 20c, insbesondere auf der Seitenkante 20b auf, so dass der Auftragvorgang nicht beeinflusst wird. Durch die Anlage der Kontaktfläche 16a wird ein genauer und geringer Abstand der Auslassöffnung 5a zu der Schrägkante 20c gewährleistet.

In Förderrichtung des Bodenelementes 20 hinter dem Düsenkopf 3 ist gemäß der schematischen Darstellung in 3 eine Blasdüse 22 vorgesehen, die auf die Dekorseite 20a des gelangten Auftragsmittels nach außen, d.h. zur Fase 20c hin, wegbläst. Die Blasdüse 22 kann sich hierbei z. B. parallel zur Dekorseite 20a erstrecken.

Das Nadelspitze 6a der Ventilstange 6 verschließt in den Ruhephasen, d.h. in den Zeiträumen zwischen zwei aufeinander folgenden Bodenelementen 20, die Auslassöffnung 5a des Zuführkanals 5 passgenau und verhindert hierdurch ein Austreten des Auftragsmittels. Mit jedem Abschalten stößt die zylinderförmige bzw. kegelstumpfförmige Nadelspitze 6a den Rest des Auftragsmittels aus dem Dosierbereich 5b des Zuführkanals 5 heraus. Diese Restmenge ist bei der Streckensteuerung einstellbar, so dass ein kantengenaues Abschalten erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Kantenauftragsdüse 1 wird vorteilhafterweise mit einer pneumatisch gefederten Einstellung 30 (in 1 symbolisch dargestellt) in einer Auftragsstation montiert und kann sich somit mit der Kontaktfläche 16a gefedert an die vorbeigleitenden Bodenelemente 20 passgenau anlegen.

Vorteilhafterweise sind in einer Auftragsstation zwei voneinander getrennt arbeitende Einheiten vorgesehen, die jeweils für die Längs- und die Querseite der Bodenelemente 20 vorgesehen sind. Jede der beiden Teilanlangen weist hierbei eine Zentraleinheit, zwei Filter-Bypass-Stationen und zwei Auftragsstationen auf.

Das Auftragsmittel wird gemäß 3 vorteilhafterweise mittels Überdruck ständig in einem Materialkreislauf bewegt und zu den Kantenauftragsdüsen 1 gefördert. Die Schaltpunkte des gesteuerten Kontaktauftrages werden zentral gesteuert. Hierbei sind vorteilhafterweise Drehgeber 31 an der Produktionsmaschine vorgesehen, so dass der Vorschub erfasst und verarbeitet werden kann. Bei der bekannten Geschwindigkeit der vorbeilaufenden Bodenelemente 20 erfolgt die Auslösung des vorschubunabhängigen Auftrages über einen optischen Sensor 32 vor der Kantenauftragsdüse 1.

Der Materialkreislauf verläuft gemäß 3 von einem Liefergebinde 40 – z. B. mit einem Filter 43 – in einer Hydraulikleitung 41 über eine z. B. pneumatisch betätigter Membranpumpe 42 zu einem Ausgleichsbehälter 70, in dem Schwimmerschalter 43 einen konstanten Materialfüllstand überwachen. Danach verläuft der Materialkreislauf ggf. über weitere Einrichtungen zu der Kontaktauftragsvorrichtung 1, wobei das Auftragsmaterial in den Einlass der Flanschkammer 4 eingegeben wird und von dort über den Auslass in der Hydraulikleitung 41 mit z.B. einem Druckmesser 46 und eine Drossel 48 zu dem Tank 40 zurückgeführt wird. Die Zuführbohrung 5/der Zuführkanal/Auslasskanal 5 ist somit als Bypass in diesem Kreislauf geschaltet, der einem Setzen bzw. Ablagerungen in dem Auftragsmaterial entgegenwirkt.

In 3 sind weiterhin eine Druckluftleitung 50 zur Ansteuerung der Kantenauftragsdüse 1 und der Pumpe 42 sowie entsprechende Stromanschlüsse und die Steuereinrichtung 60 eingezeichnet.

In einem Augleichsbehälter 70 ist vorteilhafterweise ein Schwimmerschalter zur Füllhöhenregelung vorgesehen; Als Sicherheitsmaßnahme können auch zwei Schwimmerschalter 70 zur Füllhöhenregelungen vorgesehen sein.

Der Augleichsbehälter 70 kann z. B. ein Volumen von 3 Liter aufweisen und mit einem Druck von bis zu 2 Bar beaufschlagt werden, wodurch das Auftragsmaterial zu den Kantenauftragsdüsen 1 gefördert wird.

4 zeigt eine Ausführungsform mit einem Pulsationsdämpfer 47 für besondere Auftragsmittel, insbesondere empfindliche Lacke, die bereits bei kurzzeitigem Luftkontakt zu Rückstandsbildungen neigen. Der Materialkreislauf erfolgt wir unter Absatz 15 mit dem Unterschied, dass der Ausgleichsbehälter 70 entfällt. Die Membranpumpe fördert über einen Druckregler und einen Pulsationsdämpfer in den Bypasskreislauf.

Erfindungsgemäß kann als Auftragsmittel z. B. auch ein UV- aushärtender Lack verarbeitet werden, der in sehr kurzer Zeit seine Festigkeit erreicht. Hierzu sind entsprechend nachgeschaltete UV-Strahler mit entsprechenden Schutzeinrichtungen montiert; derartige UV-Strahler benötigen hierbei weniger Platz als bekannte Wärmestrahler für herkömmliche elektrische beheizte Trockenstrecken.


Anspruch[de]
  1. Kantenauftragsdüse (1) zum Auftragen eines Auftragsmittels auf eine Schrägkante (20c) bzw. Fase eines Bodenelementes (20), wobei die Kantenauftragsdüse (1) aufweist:

    einen Düsenkopf (3),

    einen durch den Düsenkopf (3) verlaufenden und in einer Auslassöffnung (5a) endenden Zuführkanal (5) zur Beförderung des Auftragsmittels,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    der Düsenkopf (3) eine Kontaktfläche (16a) zur Auflage auf dem Bodenelement (20) aufweist, und

    der Zuführkanal (5) durch ein mechanisch von innen betätigtes Verschlussmittel (6) verschließbar und zum Auftragen des Auftragsmittels freigebbar ist.
  2. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (16a) an einer sich in axialer Richtung über die Auslassöffnung (5a) hinaus erstreckenden Kontaktnase (16) ausgebildet ist.
  3. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (16a) zur Auflage auf dem Bodenelement (20) außerhalb der zu beschichtenden Schrägkante (20c) ausgebildet ist.
  4. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (16a) unter einem schrägen Winkel gegenüber der Auslassöffnung (6a) verläuft und zur Auflage auf der Seitenkante (20b) oder der Dekorseite (20a) des Bodenelementes (20) ausgebildet ist.
  5. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (5a) durch ein Nadelventil mit einer von innen durch den Zuführkanal (5) geführten (6) Ventilstange (6) verschließbar ist.
  6. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (5) sich zu seinem vorderen Ende hin zu einem durch die Auslassöffnung (5a) begrenzten Dosierbereich (5b) verjüngt, der beim Verschließen durch das nach vorne gestellte Nadelventil (6) ganz oder weitgehend verschlossen wird, so dass in dem Endbereich (5b) aufgenommenes Auftragmittel durch die Nadelspitze (6a) des Nadelventils (6) mechanisch nach vorne durch die Auslassöffnung (5a) ausgestoßen wird.
  7. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nadelventil (6) von dem Zuführkanal (6) und gegebenenfalls weiteren mit dem Auftragsmittel gefüllten Kammern nach hinten durch mindestens eine Dichtung (13, 14) zur Verhinderung einer Leckage des Auftragsmittels geführt ist.
  8. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nadelventil (6) nach hinten durch zwei beabstandete Dichtungen (13, 14) geführt ist.
  9. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (6) pneumatisch betätigt wird.
  10. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsmittel durch eine Zuführung und eine Abführung fortlaufend durch die Kantenauftragsdüse (1) pumpbar ist und bei Öffnen der Auslassöffnung (5a) ein Bypass zur Entnahme des Auftragsmittels geöffnet wird.
  11. Kantenauftragsdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einen Kreislauf des Auftragsmittels eingebunden ist, in dem das Auftragsmittel fortlaufend durch die Kantenauftragsdüse gepumpt wird.
  12. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flanschkammer (4) mit einem Einlass für das Auftragsmittel und einem Auslass für das Auftragsmittel aufweist, an die der Zuführkanal (6) angeschlossen ist.
  13. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels einer pneumatisch gefederten Einstellung (30) an einer Auftragsstation anbringbar ist.
  14. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Einstellmittel (12), z. B. eine Drosselspindel, zur Einstellung des Schließ- und Öffnungsvorgangs der Auslassöffnung (5), z. B. zur Einstellung eines Öffnungshubes, aufweist.
  15. Kantenauftragsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zu der Kantenauftragsdüse (1) in Förderrichtung beabstandete Blasdüse (22) zum Abblasen von über die Fase (20c) getretenem Auftragsmittel aufweist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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