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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind eine Vorrichtung und ein Verfahren, die es ermöglichen, Schmalflächen von Platten, insbesondere von Spanplatten für die Möbelproduktion, mit geringerer Rauheit und mit weniger Unebenheiten herzustellen.
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In der Möbelindustrie kommen verschiedene Platten für den Möbelbau zum Einsatz. Die Platten weisen zwei gegenüberliegende, meist beschichtete Deckflächen (bevorzugt eben) auf, die durch eine oder mehrere Schmalflächen (Kanten) verbunden sind. Häufig handelt es sich um Platten aus Span, MdF, Styropor oder mit Wabenmittellagen. Die Platten laufen in Bearbeitungsanlagen auf Rollenbahnen oder Bändern und werden an den Schmalflächen durch Sägen, Fräsen oder mittels Sägezerspaner bearbeitet. Nach dem Bearbeiten und ggf. Glätten der Schmalflächen werden diese beschichtet, indem Kantenumleimer aus Papier, Thermoplast oder Melamin aufgebracht werden.
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Die Kantenbeschichtungen (Dünnkanten mit einer Dicke von <= 1 mm) werden bei Temperaturen um 200°C und darunter verarbeitet. Beim Beschichtungsprozess wird durch die Rollen, die die Kantenumleimer andrücken, der Schmelzklebstoff teilweise in die Platte gedrückt und teilweise durch den hohen Andruck auf der Oberfläche sichtbar. Vorstehende Spanpartikel und Spitzen sorgen beim Anrollprozess für eine Verstärkung der Oberflächenrauheit. Die Andruckrollen vermögen es nicht, die Unebenheiten der Oberfläche zu beseitigen.
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Aus der
DE 36 31 325 A1 ist ein Verfahren zum Ummanteln von Profilen aus Holzpartikelwerkstoffen bekannt, bei dem unter Wegfall von Schleifprozessen eine Glättung der Holzpartikelwerkstoffe unmittelbar nach dem Sägen oder Fräsen durchgeführt wird. Dazu ist ein mehrstufiger Glättungsprozess notwendig, bei dem in einem ersten Arbeitsgang Glättschuhe eingesetzt werden, die eine geriffelte, raspel- oder feilartige Struktur aufweisen. Daran schließt sich als zweiter Schritt eine Zwischenglättung an. Nach dem Ummanteln werden die Profile in bekannter Weise mittels beheizter Profilrollen, Profilwalzen oder Glättschuhen nachgeglättet. Dabei wird der verwendete Dispersionsklebstoff aktiviert und die Haftung zwischen Trägerplatte und Folie verbessert.
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Dieses Verfahren erfordert mehrere Prozessstufen und führt nicht zu den gewünschten qualitativen Ergebnissen, insbesondere einer signifikant reduzierten Welligkeit der Schmalflächen nach dem Auftragen der Folie.
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Aus der
DE 199 44 526 A1 ist eine Anordnung von Andruckelementen zum Anleimen eines bandförmigen Belages an eine Schmalfläche eines Plattenelements und ein Verfahren zum Anleimen bekannt. Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einer bekannten Andruckrolle und zwei nachfolgenden Gleitschuhen, bei dem ein Gleitschuh nur in einer oder in beiden Randzonen der Andruckfläche Kontaktbereiche zur anzuformenden Schmalfläche aufweist. Das setzt eine genau profilierte, hohle oder kehlförmige Oberflächengestaltung des Gleitschuhs voraus.
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Der erfindungsnotwendige Einsatz von mindestens drei Werkzeugen erfordert eine aufwändige Positionierung der Einzelwerkzeuge, um bei den relativ hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten die geforderte Oberflächenqualität zu erreichen. In der Praxis zeigte sich, dass diese Anordnung nicht in der Lage ist, Unebenheiten in der Oberfläche des Kantenumleimers zu vermeiden, da der Schmelzklebstoff von den Andruckelementen partiell verdrängt wird und es aufgrund des hohen Anpressdruckes zur Ausbildung von Unebenheiten auf der Oberfläche der dünnwandigen Kantenumleimer kommt.
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Aus der
DD 287 606 A7 ist eine Vorrichtung zum Beschichten profilierter Schmalflächen von Holzwerkstoffen, insbesondere von Span- und Faserplatten, mit festen Beschichtungsmaterialien, wie Furnieren oder Schichtstoffen, nach dem so genannten Softforming-Verfahren bekannt.
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Beim Beschichten mit stärkeren Furnieren oder mehrlagigen Schichtwerkstoffen stellt sich zum einen nicht das technologische Problem des Durchschlagens von Leim oder des Aufrichtens von Fasern der zuvor spanend bearbeiteten, profilierten Schmalflächen des Holzwerkstoffes.
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Ein Nachteil der Vorrichtung besteht im Einsatz mehrerer, in Werkstückvorschubrichtung gegeneinander versetzt angeordneter Gleitschuhe, um die Schichtstoffe oder Furniere an die Oberfläche der profilierten Schmalflächen des Holzwerkstoffes anzuformen. Aufgrund der größeren Dicke der Schichtmaterialien und üblicher Fertigungstoleranzen der profilierten Schmalflächen der Holzwerkstoffe kommt es regelmäßig zu Lagerabweichungen und damit zum Durchtreten von Klebstoffresten an der Fuge zwischen Furnier- oder Schichtstoff und der Oberfläche des zu beschichteten Holzwerkstoffes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Oberflächenunebenheiten der beschichteten Schmalflächen derartig zu reduzieren, dass die resultierende Welligkeit der Schmalflächen nach der Beschichtung auf einfache Weise und unabhängig von der Beschichtungsgeschwindigkeit deutlich reduziert wird.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 9 offenbart. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den rückbezogenen Unteransprüchen dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, mindestens ein Federelement, welches ein Federblech aufweist, mit der zu bearbeitenden Schmalfläche in Kontakt zu bringen. Die zu bearbeitende Platte wird dabei bevorzugt relativ zu dem Andruckelement bewegt, wobei die Schmalfläche durch das Federblech eine Glättung erfährt. Vorzugsweise entspricht die Bewegungsrichtung dabei der Richtung der längsten Ausdehnung der Schmalfläche.
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Das Federelement weist ein Federblatt auf, das gegen die Schmalfläche gepresst wird. Das Federblatt verfügt dabei über einen Einlaufbereich und eine glatte Bearbeitungsoberfläche. Das Federblatt ist an einem Träger einseitig gelagert (eingespannt).
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Federelement zwischen Federblatt und dem Träger der Feder lineare Erhebungen auf, die bevorzugt geneigt zur Bewegungsrichtung verlaufen und das Federblatt im Bearbeitungszustand von dessen Rückseite her über dessen gesamte Breite abstützen. Diese Erhebungen wirken als Anschlag für das Federblatt. Sie können bevorzugt als Drahtabschnitte ausgeführt sein, die auf dem Träger der Feder aufgeschweißt sind. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sehen elliptische, halbrunde oder polygonale (bevorzugt dreieckige) Erhebungsquerschnitte vor.
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Das Federelement ist bevorzugt in der Art eines Tastschuhs ausgeführt. Es ist daher vorzugsweise mit einem streifenartigen Federblatt (Bearbeitungsoberfläche) und an einem oder an beiden Enden mit gekrümmten oder angeschrägten Einlaufflächen zur Führung des Tastschuhs auf die Oberfläche der Schmalfläche ausgestattet. Vorteilhaft weist das Federelement zwei Einlaufflächen auf, da die in Bewegungsrichtung hintere, eine definierte Ableitung des Federelementes von der Schmalfläche ermöglicht. Bevorzugt entspricht die Breite des Federblattes der der zu bearbeitenden Kante. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die Breite des Federblattes größer als die der zu bearbeitenden Schmalfläche.
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Die Länge des Federblattes reicht bevorzugt bis zum Beginn der Krümmung der Einlaufflächen. Bevorzugt ist die Länge des Federblattes mindestens drei Mal größer, besonders bevorzugt fünf Mal größer und ganz besonders bevorzugt sieben Mal größer als ihre Breite. Vorzugsweise ist die Länge jedoch nicht mehr als elf Mal größer als die Breite der Bearbeitungsoberfläche.
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Die Bearbeitungsoberfläche des Federblattes ist vorzugsweise glatt.
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Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform des Federelementes sieht vor, dass sich zwischen Träger und Federblatt rippenartige lineare Erhebungen befinden. Das Federelement weist in dieser Ausführungsform bevorzugt mindestens eine rippenartige lineare Erhebung auf. Weiterhin bevorzugt sind, zwei, drei oder auch vier rippenartige lineare Erhebungen. Prinzipiell ist die Zahl der rippenartigen linearen Erhebungen lediglich durch den notwendigen Abstand zwischen ihnen sowie die Länge des Federelementes begrenzt. Diese rippenartigen linearen Erhebungen liegen in einer Ebene, parallel zum Federblatt und zur zu bearbeitenden Oberfläche. Die rippenartigen linearen Erhebungen können auch senkrecht zur Achse des Federblattes verlaufen, sind jedoch vorzugsweise geneigt zur Längsachse des Federblattes (die parallel zur Bewegungsrichtung der Platte verläuft) bzw. zur Längsachse des Trägers, angeordnet. Der Neigungswinkel liegt bevorzugt zwischen 15° und 75°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 70° sowie ganz besonders bevorzugt zwischen 45° und 60°. Der Abstand der rippenartigen linearen Erhebungen hängt auch von der Biegsamkeit des Materials des Federblattes ab. Grund dafür ist, dass zwischen den linearen Erhebungen das Federblatt etwas nachgeben soll, um den Glättungseffekt an der nächsten linearen Erhebung aufgrund einer Druckspitze zu erzielen. Bevorzugt sind die rippenartigen linearen Erhebungen zwischen dem 0,25 und 4-fachen, besonders bevorzugt, dem 0,5-fachen und 3-fachen und ganz besonders bevorzugt dem 0,75 und 2-fachen der Breite des Federblattes (Federbleches) beabstandet. Die rippenartigen linearen Erhebungen weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Weiterhin bevorzugt ist ein halbrunder, elliptischer oder polygonaler (insbesondere dreieckiger) Querschnitt. Bevorzugt werden die rippenartigen linearen Erhebungen hergestellt, indem Drahtabschnitte zwischen Federblech und Träger auf dem Träger oder am Federblatt angeschweißt werden. Bevorzugt ist die Anordnung auf dem Träger. Die Erhebungen überragen die Oberfläche des Trägers bevorzugt so weit, dass das Federblech zwischen ihnen den Träger nicht berühren und sich an diesem abstützen kann.
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Eine bevorzugte Einsatzmöglichkeit des Federelementes besteht darin, nach dem Aufbringen der Kantenumleimer diese mit dem Andruckelement festzudrücken. Das Federelement presst dann den Kantenumleimer gegen die Schmalfläche der Platte, wobei überflüssiger Kleber in die Hohlräume des Plattenkernmaterials gepresst oder aber aus der Klebefuge herausgedrückt wird.
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Beim Einsatz der besonders bevorzugten Ausführungsform mit rippenartigen linearen Erhebungen wird durch diese ein wiederholter Andruck über die Länge des Federblattes hinweg erreicht. Die bevorzugte Ausführungsform mit rippenartigen linearen Erhebungen, die gegen die Bewegungsrichtung geneigt sind, erreicht eine besonders gute Glättungswirkung, da überschüssiger Kleber aus der Klebefuge herausgeführt und diese dadurch sehr dünn und kaum sichtbar ausfällt.
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Auch bei einem Einsatz an der noch nicht beschichteten Schmalfläche werden positive Ergebnisse erzielt, da die eventuell nach dem Fräsen aufgerichteten Späne umgelegt und in die Oberfläche der Schmalfläche gedrückt werden.
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Bevorzugt besteht das Federelement aus Stahl, wobei das Federblatt aus Federstahl ausgeführt und an dem Träger bevorzugt lösbar (bspw. Schraubverbindung) befestigt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Federelemente in Bewegungsrichtung der Platte hintereinander angeordnet. Die Federelemente weisen dabei bevorzugt unterschiedliche, in Bewegungsrichtung zunehmende Federkräfte, mit denen sie gegen die Schmalfläche drücken, auf.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Federelemente in Bewegungsrichtung der Platte parallel und geneigt zueinander und zu der Schmalfläche angeordnet. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Schmalfläche eine im Schnitt trapezförmige Form aufweist. Hier werden vorzugsweise parallele Federelemente zur Bearbeitung der Trapezseiten und ein oder mehrere hintereinander angeordnete Federelemente zur Bearbeitung der zwischen diesen Seiten liegenden Außenseite der Schmalfläche eingesetzt.
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Parallele Federelemente und hintereinander angeordnete Federelemente können nach Bedarf kombiniert werden.
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Die Federelemente werden vorzugsweise von einem (verdrehsicheren) Tragelement getragen, dass durch eine Feder oder eine ähnliche technische Maßnahme eine Andruckkraft über den Träger und so auf das Federblatt ausübt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Federelement von zwei Tragelementen getragen. Vorzugsweise sind beide Tragelemente mit Federn versehen, die Andruckkräfte ausüben. Die Andruckkraft, mit der das Federelement gegen die Schmalseite der Platte gepresst wird, ist bevorzugt so eingestellt, dass sie etwas größer als die gegenwirkende Kraft der Feder ist. Insbesondere wird die Andruckkraft so eingestellt, dass eine Bearbeitungswirkung (Glättung) erzielt wird, es jedoch nicht zu Vibrationen bei dem Kontakt zwischen Schmalfläche und Federblatt kommt. Die Einstellung der Andruckkraft kann vom Fachmann problemlos vorgenommen und mit einigen wenigen Versuchen überprüft werden. Beim Einsatz der Ausführungsform mit rippenartigen linearen Erhebungen ist die Andruckkraft so groß, dass das Federblatt gegen die rippenartigen linearen Erhebungen gepresst wird.
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Die Tragelemente sind bevorzugt in der aus dem Stand der Technik bekannten Weise als in Führungsbuchsen gelagerte Zylinder mit senkrecht zur Bewegungsrichtung der Platte und in der Plattenebene liegender Beweglichkeit ausgebildet. Die Andruckkräfte werden bevorzugt durch Federn zwischen dem Träger und der die Tragelemente aufnehmenden Befestigung (Befestigungselement) realisiert. Die Befestigung bzw. das Befestigungselement kann als eigenes, lösbar in der Anlage angeordnetes Bauteil oder aber als Befestigungsmöglichkeit für die Träger in einem bereits vorhandenen Bauteil der Anlage ausgeführt sein.
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Weiterhin bevorzugt werden die Federelemente mittels Tastschuhen, mit denen sie verbunden sind, vorpositioniert. Die Tastschuhe erfassen die Positionen der Oberflächen der Platten und richten die Federelemente entsprechend aus.
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Bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik werden die Schmalseiten mittels einer rotierenden Bürste mit Leim (bevorzugt Heißleim) benetzt, wonach der Kantenumleimer als fortlaufendes Band von einer Rolle abgezogen und an der Schmalfläche der Platte angepresst wird. Dieses Anpressen wird nach dem Stand der Technik mit einer oder mehreren Andruckrollen wiederholt. Eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Federelemente können nunmehr allein oder gemeinsam mit derartigen Andruckrollen eingesetzt werden. Durch die Federelemente wird überschüssiger Kleber nicht mehr vor der Andruckrolle hergeschoben, wobei es beim Erreichen einer kritischen Menge zu einem Überrollen dieser Klebermenge und im Ergebnis zu einer Welligkeit der Oberfläche kommt. Das Federelement treibt vielmehr den überschüssigen Kleber aus der Klebefläche aus. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden mit der Ausführungsform mit rippenartigen linearen Erhebungen erzielt, da diese aufgrund ihrer Neigung den überschüssigen Klebstoff aus der Klebefuge herausführen und diese dabei besonders dünn und gleichmäßig ausfällt.
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Vorteilhaft bietet die erfindungsgemäße Lösung eine Möglichkeit, auch bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten der Platten eine konstante glättende bzw. vergleichmäßigende Wirkung an den Schmalseiten der Platten zu erzielen. Diese ist weitgehend unabhängig von Geschwindigkeit, Länge und Breite der Bauteile.
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Figuren
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Federelement (1), das zwei Tragelemente (12) mit Andruckfedern (121), ein Federblatt (11) mit der Oberfläche (111) und dem Einlaufbereich (112), einen Träger (14) sowie ein Befestigungselement (13) aufweist. Am Träger (14) ist in Bearbeitungsrichtung (31) gesehen vorn, das Federblatt (11) einseitig befestigt. Das Befestigungselement (13) weist (nicht dargestellte) Befestigungsmöglichkeiten zur Verbindung mit der die Platten bearbeitenden Anlage auf.
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2 zeigt schematisch die besonders bevorzugte Ausführungsform mit rippenartigen linearen Erhebungen (141), die zwischen dem Federelement (1) und dem Träger (14) auf diesem angeordnet sind. Darstellungsbedingt ist die Neigung der rippenartigen linearen Erhebungen (141) gegen die Achse des Federelementes erst in 3 zu erkennen. Des Weiteren weist das Federelement (1) einen zweiten Einlaufbereich (113) auf, der am Ende des Federblattes (11) angeordnet ist. Die Bearbeitungsoberfläche (111) ist glatt. Die Bearbeitungswirkung wird lediglich durch den auf die Oberfläche der Schmalfläche ausgeübten Druck erzielt. Die Feder (11) ist einseitig an dem Träger (14) befestigt, der die Verbindung zu den Tragelementen (12) und den Andruckfedern (121) herstellt. Die gesamte Konstruktion wird von dem Befestigungselement (13) getragen.
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Die 3 zeigt einen Träger (14) ohne das Federblatt schematisch in der Draufsicht. Die rippenartige lineare Erhebungen (141) erstrecken sich über die gesamte Breite des Trägers und sind in Längsrichtung der Achse (142) des Trägers (14) gesehen, gegen diese Achse um den Winkel (α) geneigt.
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4 zeigt die herkömmliche Vorgehensweise beim Beleimen der Schmalfläche vor dem Aufbringen des Kantenumleimers. Der Klebstoff (32) wird durch die rotierende Bürste (41), die von einer Halterung (42) getragen wird, während der Bewegung der platte in die Richtung (31) auf der Schmalfläche aufgetragen. Der Kantenumleimer (6) wird von einer Rolle abgezogen und mittels der Andruckrolle (5) an der Schmalfläche festgedrückt.
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5 zeigt schematisch den Einsatz des erfindungsgemäßen Federelementes (1) in seiner einfachsten Ausführungsform. Es dient dazu, nach dem Anrollen des Kantenumleimers (6) diesen gegen die Schmalfläche der Platte (3) zu pressen.
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6 zeigt schematisch, wie der Kantenumleimer (6) von einem Federelement mit rippenartigen linearen Erhebungen während des Durchlaufs an der Plattenkante angedrückt wird.
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7a und 7b zeigen schematisch die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Federelementes (1) in der Ausführungsform mit rippenartigen linearen Erhebungen (141). In 7a ist das Federelement (1) im unbelasteten Zustand dargestellt. Zwischen dem Federblatt (11) und den rippenartigen linearen Erhebungen besteht ein Abstand a, der größer als Null ist. Wird das Federelement (81) in Eingriff mit einer Platte gebracht, wird das Federblatt (11) gegen die mit rippenartigen linearen Erhebungen gepresst, wobei diese sich aufgrund der Andruckkraft (F) sich durch das Federblatt (11) hindurch als Druckspitze an der Schmalfläche manifestieren. Im Zuge der Vorschubbewegung (31) der Platte wird so der Kantenumleimer an die Platte gepresst und überflüssiger Kleber aus der Klebefuge ausgetrieben.
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Ausführungsbeispiel
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An der Schmalfläche einer Spanplatte (3) wird nach dem Fräsen durch eine Bürste (41) Kleber (32) aufgetragen und danach ein Kantenumleimer (6) mittels einer Andruckrolle (5) aufgebracht. Das Federelement (1) dient dazu, nach dem Anrollen des Kantenumleimers (6) diesen weiter anzupressen und überschüssigen Kleber (32) aus der Klebefuge zu entfernen. Darüber hinaus wird eine weitere Glättung der Oberfläche des Kantenumleimers (6) erreicht.
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Die Schmalfläche weist eine Höhe von 18 mm auf. Das Federblatt (11) des Federelementes (1) ist aus Federstahl hergestellt und einseitig gelagert. Die Breite des Federelementes beträgt 30 mm, seine Länge 100 mm. Seine Materialdicke beträgt 0,8 mm. Das Federelement weist drei rippenartige lineare Erhebungen auf, die aus Stahldraht mit kreisförmigem Querschnitt und einem Durchmesser von 6 mm bestehen. Die mit rippenartigen linearen Erhebungen sind um 60° gegen die Längsachse des Federelementes (1) geneigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federelement
- 11
- Federblatt
- 111
- Bearbeitungsoberfläche
- 112, 113
- Einlaufbereich; Einlauffläche
- 12
- Tragelement
- 121
- Druckfeder
- 13
- Befestigungselement
- 14
- Träger des Federelementes
- 141
- rippenartige lineare Erhebungen
- 142
- Längsachse des Trägers
- 3
- Möbelbauplatte
- 31
- Bewegungsrichtung der Möbelbauplatte in der Anlage
- 32
- Leimschicht an der Schmalfläche
- 41
- rotierende Leimbürste
- 42
- Halterung der Leimbürste
- 5
- Andruckrolle für Kantenumleimer
- 6
- Kantenumleimer
- α
- Neigungswinkel der rippenartigen linearen Erhebungen gegen die Längsachse des Trägers
- F
- Andruckkraft