DE202005006368U1

DE202005006368U1 - Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden auf eine Kontur eines Substrats

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Publication number: DE202005006368U1
Application number: DE200520006368
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2015-04-21
Also published as: US20080202412A1; WO2006113757A3; CN101163555A; JP2008536684A; EP1874484A2; EP1874484A4; WO2006113757A2

Abstract

Auftragsvorrichtung zum Auftragen von Fluid auf eine Kontur eines Substrats, mit einem Transferrad zum Übertragen des Fluids von einer Fluidabgabevorrichtung, insbesondere einer Abgabedüse, auf die Kontur des Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferrad eine sich axial verjüngende Transportoberfläche zum Transportieren des Fluids zur Kontur aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen von Fluid auf eine Kontur eines Substrats, mit einem Transferrad zum Übertragen des Fluids von einer Fluidabgabevorrichtung, insbesondere einer Abgabedüse, auf die Kontur des Substrats. Die Erfindung betrifft ferner ein Transferrad zur Verwendung in einer oben genannten Auftragsvorrichtung.
Solche Vorrichtung werden eingesetzt, um fließfähige Materialien (nachfolgend als Fluide bezeichnet) wie beispielsweise Kaltleim, Heißschmelzklebstoff, Farbe, Lack o.dgl. auf Konturen unterschiedlicher Gegenstände (nachfolgend Substrat) aufzutragen. Beispielsweise erfolgt bei der Herstellung von Bodenbelagselementen wie Holz- oder Laminatpaneelen eine zusätzliche Kantenvergütung durch Beschichtung der gefasten Kantenbereiche.
Zum Auftragen von Fluid auf ein Substrat ist es bekannt, das Fluid mittels Düsen als Punkt oder Raupenauftrag direkt auf das Substrat aufzutragen oder auch das Fluid direkt auf das Substrat zu sprühen. Solche Vorrichtungen und Verfahren zum direkten Auftragen weisen jedoch Schwierigkeiten bei einem präzisen und gleichzeitig schnellen Auftrag auf. Dabei erfordert neben der präzisen Positionierung auch die Dosierung einen hohen regelungstechnischen Aufwand, da eine Überdosierung zum Verlaufen des Fluids auf dem Substrat und damit zum Verlaufen des Fluids an den Konturkanten führen würde. Einer Kontur ist somit nur schwierig zu folgen.
Um auf einfache Weise auf eine Kontur eines Substrats ein Fluid aufzutragen, ist es bekannt, ein Transferrad zu verwenden. Hierbei wird das Fluid auf die Mantelfläche des zylindrischen Transferrades aufgetragen und durch die Drehbewegung des Rades zum Substrat befördert. Das Transferrad berührt dabei das Substrat nur an der Kontur wie beispielsweise einer Substratkante. Durch die Berührung wird Fluid von dem Transferrad auf die Kontur des Substrats übertragen. Auch nach dem Übertragen von Fluid auf das Substrat bleibt eine erhebliche Menge Fluid am Transferrad zurück. Um eine gleichmäßige Fluidmenge auf dem Transferrad zu erreichen, wird ein Teil des verbleibenden Fluids durch ein weiteres Rad von der Oberfläche des Transferrades entfernt. Hierbei laufen das Transferrad und das weitere Rad wie zwei Stirnräder zueinander, wobei an deren Kontaktstelle bzw. der Stelle der nächsten Annäherung zu entfernendes Fluid abquetscht wird.
Nachteilig bei dem Einsatz eines solchen Transferrades ist, dass bei hinreichender Drehgeschwindigkeit das Fluid von dem Transferrad tangential abgeschleudert wird und hierdurch regelmäßig den Arbeitsraum beschmutzt. Um eine gleichmäßige und lückenlose Fluidauftragung zu gewährleisten, ist es zudem erforderlich, das Fluid in großer Menge auf das Transferrad aufzutragen, wodurch der Effekt des Abschleuderns von Fluid durch die Fliehkraft noch verstärkt wird.
Das Vorsehen eines Auffangbehälters ist unpraktikabel, da ein solcher Auffangbehälter neben der eigentlichen Auftragsvorrichtung auch noch die gesamte Substratführung umschließen müsste.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen von Fluid auf eine Kontur bereitzustellen, bei der die Nachteile des Standes der Technik möglichst vermieden werden; insbesondere das Verschmutzen des Arbeitsraums durch überschüssiges Fluid verhindert werden soll.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass bei der Auftragsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 das Transferrad eine sich axial verjüngende Transportoberfläche zum Transportieren des Fluids zur Kontur aufweist.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Auftragsvorrichtung mit mindestens einer Rakel zum Glattstreichen und/oder Abstreifen von Fluid auf bzw. von dem Transferrad vorgeschlagen.
Durch eine rotierende Bewegung des Transferrades wirkt auf das Fluid, das sich auf der Transportoberfläche des Transferrades befindet, eine radial nach außen gerichtete Fliehkraft. Wegen der sich axial verjüngend geformten Transportoberfläche und der zum Fluid wirkenden Adhäsionskraft führt die Fliehkraft jedoch zunächst zu einer Bewegung des Fluides von Bereichen geringeren Durchmessers der Transportoberfläche zu Bereichen größeren Durchmessers. Während des Rotierens des Transferrades erfolgt somit eine kontinuierliche Fließbewegung des Fluids auf der Transportoberfläche zum größten Durchmesser des Transferrades hin. Somit wird erreicht, dass ein Abschleudern von Fluid von dem Transferrad nicht sofort erfolgt, sondern zunächst eine Fließbewegung auf der Transportoberfläche stattfindet, so dass sich ein Zeitvorteil ergibt. Weiterhin ergibt sich als Vorteil, dass im Falle eines Abschleuderns von Fluid dieses sich nicht über die gesamte Transportoberfläche ablöst, sondern lediglich in einem definierten Bereich, nämlich am größten Durchmesser der Transportoberfläche.
Erfindungsgemäß wird somit sowohl ein Verzögern des Abschleuderns von Fluid als auch ein lokales Vorgeben des „Abschleuderbereichs" erreicht.
Durch Verwendung einer Rakel zum Glattstreichen des Fluids auf der Transportoberfläche des Transferrades kann auf einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung des Fluides auf der Transportoberfläche erreicht werden. Hierzu braucht die Rakel nur mit ihrer beispielsweise messerartigen Nutzkante kurz über der Transportoberfläche fest angeordnet zu werden. Dabei befindet sich diese Rakel zum Glattstreichen gemessen an der Bewegungsrichtung des Transferrades im Betrieb, hinter der Abgabedüse und vor der Kontaktstelle des Transferrades mit dem Substrat. Im Betrieb wird somit Substrat von der Fluidabgabevorrichtung auf die Transportoberfläche des Transferrades gegeben, dieses Fluid dann bei der Rakel glattgestrichen und dadurch gleichzeitig gleichmäßig auf der Transportoberfläche verteilt. Das so gleichmäßig glattgestrichene und verteilte Fluid erreicht dann auf der Transportoberfläche die Kontaktstelle mit der Kontur des Substrats und führt dadurch zu einer gleichmäßigen Auftragung von Fluid auf die Kontur. Somit ist auch mit wenig Fluid ein gleichmäßiges Auftragen mittels Transferrad auf die Kontur erreichbar.
Bei Verwendung einer Rakel zum Abstreifen wird diese, wieder gemessen an der Bewegungsrichtung des Transferrades im Betrieb, nach der Berührungsstelle der Transportoberfläche mit der Kontur und vor der Fluidabgabevorrichtung angeordnet. Überflüssiges Fluid, also Fluid, das nicht auf die Kontur übertragen wurde, kann so auf konstruktiv einfache Weise von der Transportoberfläche ganz oder teilweise abgenommen werden, so dass sich von dieser Rakel aus die Transportoberfläche mit einer definierten Menge von Restfluid, die auch null betragen kann, zur Fluidabgabevorrichtung weiterbewegt. Somit wird durch diese Rakel ein gleichmäßiges Auftragen von Fluid vorbereitet.
Bevorzugt weist die Transportoberfläche die Form des Mantels eines Kegelstumpfes auf. Eine solche konische Form ist auf einfache Weise und somit kostengünstig herstellbar. Sie weist im axialen Schnitt eine gerade Schnittkante auf. An die Form dieser Kante ist auch die Nutzkante oder Arbeitskante einer etwaige Rakel anzupassen, so dass auch eine etwaigen Rakel auf einfache und kostengünstige Weise ausgestaltet werden kann.
Der Winkel zwischen der Radachse und der axialen Schnittkante kann grundsätzlich beliebige Werte annehmen, da er von einer Vielzahl von Parametern abhängt, wie der Viskosität des Fluids, dem mittleren Radius des Transferrades, der Rotationsgeschwindigkeit des Transferrades im Betrieb, der Breite der Transportoberfläche und der Form des Substrats insbesondere dessen Kontur. Dennoch ist ein Bereich von 20° bis 70° als bevorzugt zu nennen, da sich dieser einerseits bereits deutlich von einem Zylindermantel und andererseits von der Stirnfläche eines Zylinders unterscheidet. Bei dem Bereich zwischen 30° und 60° wird diese Unterscheidung, und somit erfindungsgemäße Effekte, noch deutlicher. 45° kann als unter durchschnittlichen Randbedingungen günstiger Mittelwert angesehen werden.
Es sollte jedoch nicht außeracht gelassen werden, dass auch andere Formen der Transportoberfläche als die des Mantels eines Kegelstumpfes grundsätzlich in Betracht kommen. Beispielsweise kommen Formen in Betracht, bei denen die axiale Schnittkante der Transportoberfläche eine Innen- oder Außenwölbung ähnlich einer Hyperbel bzw. Parabel aufweist. Ebenso kommt eine Schnittkante in Betracht, die aus gewölbten und/oder geraden Teilabschnitten zusammengesetzt ist.
In einer günstigen Ausgestaltung ist ein Auffangbehälter zum Auffangen von überschüssigem Fluid vorgesehen. Solches überschüssiges Fluid fällt beispielsweise an einer Rakel beim Abstreifen oder Glattstreichen an und leckt von dieser herunter. Ebenso ist mit dem Auffangbehälter Fluid aufzufangen, das direkt von dem Transferrad abgeschleudert wird. Dabei ist es vorteilhaft, dass der Auffangbehälter im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist. Das Fluid wird somit seitlich und unterhalb der Auftragsvorrichtung, insbesondere des Transferrades aufgefangen und durch die Trichterform zusammengeführt und gesammelt. Eine Überdeckung der Auftragsvorrichtung bzw. des Transferrades im Betrieb nach oben hin ist in der Regel nicht erforderlich. Das im Trichter gesammelte Fluid kann der Fluidabgabevorrichtung wieder zugeführt und somit recycelt werden.
Bevorzugt wird somit das Transferrad, insbesondere dessen Transportoberfläche, partiell vom Auffangbehälter umgeben. Da überschüssiges Fluid im Wesentlichen nur am Transferrad auftritt, ist es ausreichend, das Transferrad in diesen Bereichen und darunter vom Auffangbehälter zu umgeben. Es ist dabei vorteilhaft, dass die Transportoberfläche partiell, insbesondere mit einem Bereich geringeren Durchmessers, aus dem Auffangbehälter herausragt. Hierdurch wird die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Transportoberfläche ausgenutzt. Der Bereich geringeren Durchmessers der Transportoberfläche wird zum Übertragen des Fluides auf die Kontur des Substrats verwendet. Das heisst, nur der Bereich der Transportoberfläche, der aus dem Auffangbehälter herausragt, tritt mit der Kontur in Kontakt. Das Substrat kann somit außerhalb des Auffangbehälters geführt werden.
Durch die Rotationsbewegung des Transferrades fließt Fluid, insbesondere überschüssiges Fluid auf der Transportoberflächen, in Richtung des größten Durchmessers des Transferrades und wird dort gegebenenfalls abgeschleudert. Dieser Abschnitt des Transferrades wird deshalb von dem Auffangbehälter umgeben, so dass das abgeschleuderte Fluid aufgefangen werden kann. Somit kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Auffangbehälter bereitgestellt werden, der selbst vom Transferrad abgeschleudertes Fluid auffängt und gleichzeitig das Führen des Substrats am Transferrad nicht behindert.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung ist die Auftragsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Abstreif- oder Nutzkante der Rakel im Wesentlich quer zur Bewegungsrichtung der Transportoberfläche des Transferrades im Betrieb angeordnet ist und die Rakel dabei im Wesentlichen senkrecht auf der Transportoberfläche steht. Dabei ist die jeweilige Nutzkante der Rakel bevorzugt an der Transportoberfläche oder mit geringem Abstand zur Transportoberfläche angeordnet und nimmt im Wesentlichen die Form der axialen Schnittkante der Transportoberfläche an. Durch diese Anordnung bildet sich zwischen der Transportoberfläche und der Rakel ein Schlitz mit vorbestimmter Größe aus. Durch die Bewegung des Transferrades wird das Fluid auf diesen Schlitz zu bewegt und wird bei Erreichen der Rakel auf die Größe des Schlitzes geformt. In Bewegungsrichtung hinter der Rakel weist das Fluid somit eine gleichmäßige Schicht auf der Transportoberfläche auf.
Ist die Nutzkante der Rakel an der Transportoberfläche ohne Abstand angeordnet, so erfolgt durch die Drehbewegung des Transferrades ein vollständiges Abnehmen des Fluides von der Transportoberfläche ähnlich eines Abschabens. Sofern bei der Drehbewegung des Transferrades das Fluid nicht zwischen der Transportoberfläche und der Rakel hindurchbefördert werden kann, staut es sich an der einen Rakelseite und tropft von dort in einen Auffangbehälter.
Eine Schrägstellung der Rakel zur Transportoberfläche würde entweder ein Abheben des Fluides ähnlich der Wirkung eines Hobels oder bei umgekehrter Schrägstellung ein Pressen des Fluids bewirken. Es kommt hinzu, dass bei Schrägstellung der Rakel eine Verbiegung derselben unmittelbar Auswirkung auf den Abstand der Nutzkante zur Transportoberfläche hat. Eine Senkrechtstellung zur Transportoberfläche ist daher bevorzugt.
Durch die Querstellung der Nutzkante der Rakel zur Bewegungsrichtung der Transportoberfläche staut sich überschüssiges Fluid durch die Bewegung des Transferrades gleichmäßig, aus Bewegungsrichtung gesehen, vor der Rakel. Durch eine Schrägstellung zur Bewegungsrichtung würde Fluid im Zusammenhang mit der Drehbewegung des Transferrades in eine Richtung gezwungen werden, was zu einer ungleichen Verteilung des Fluids entlang der Nutzkante der Rakel führen könnte. Dies wird durch die Querstellung zur Bewegungsrichtung im Wesentlichen vermieden.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabevorrichtung mindestens eine Sprühdüse, Auftragsdüse und/oder Abgabedüse zum Aufsprühen, Auftragen und/oder anderweitigem Abgeben des Fluids auf das Transferrad aufweist. Je nach Anwendung, insbesondere Konsistenz des Fluids und Bewegungsgeschwindigkeit der Transportoberfläche, kann die Abgabevorrichtung variieren. Bei Fluiden geringerer Viskosität wie beispielsweise bei Farben oder Lacken ist es günstig, das Fluid auf die Transportoberfläche aufzusprühen. Hierbei ist die Abgabevorrichtung von der Transportoberfläche beabstandet angeordnet. Bei der Verwendung von Fluiden höherer Viskosität, wie beispielsweise Kaltleim, erfolgt regelmäßig ein Raupenauftrag mittels einer Auftragsdüse, die in geringem Abstand zur Auftragsfläche, also der Transportoberfläche, angeordnet ist. Die Abgabevorrichtung ist jedoch nicht auf die beiden genannten Beispiele beschränkt, vielmehr kommen weitere Abgabedüsen, wie auch die Verwendung einer Düsenanordnung bestehend aus mehreren Düsen in Betracht.
Vorteilhafterweise steht die Achse des Transferrads im Betrieb etwa senkrecht und der Bereich geringeren Durchmessers der Transportoberfläche weist nach oben. Das Fließen des Fluids, insbesondere überschüssigen Fluids, durch die Fliehkraft bei Rotation des Transferrades ist zum größten Durchmesser der Transportoberfläche gerichtet. Bei genannter Senkrechtstellung des Transferrades weist diese Fließbewegungsrichtung auf der Transportoberfläche gleichzeitig nach unten und wird daher durch die Schwerkraft unterstützt. Darüber hinaus vereinfacht die Senkrechtstellung der Transferradachse die Ausgestaltung und Anordnung des Auffangbehälters. Das ist insbesondere darin begründet, dass oberhalb des Bereichs der Transportoberfläche mit größtem Durchmesser mit keinem abgeschleuderten Fluid zu rechnen ist. Mit anderen Worten schleudert ein Transferrad mit senkrechter Achse kein Fluid nach oben.
In einer günstigen Ausgestaltung umfasst die Auftragsvorrichtung weiter einen Antriebsmotor zum Bewegen des Transferrades und eine Haltevorrichtung zum Halten des Transferrades, des Motors, der Abgabevorrichtung und/oder gegebenenfalls der einen oder mehreren Rakel. Zum Drehen des Transferrades ist ein Motor vorgesehen, wobei die Drehbewegung im Betrieb mit der Bewegung des Substrats abzustimmen ist.
Das Transferrad und der Motor werden hierbei in einer Haltevorrichtung gehalten, wobei das Transferrad regelmäßig direkt auf der Antriebswelle eines Getriebemotors sitzt und hierbei das Halten des Motors ein zusätzliches Halten des Transferrades überflüssig macht. In demselben Halter wird gleichzeitig die Abgabevorrichtung und, soweit vorhanden, die Rakel gehalten. Hierdurch kann eine feste Position der Abgabevorrichtung und der Rakel zum Transferrad gewährleistet werden. Das Transferrad, die Abgabevorrichtung und gegebenenfalls die Rakel bilden zusammen mit der Haltevorrichtung eine mechanisch feste Einheit. Dabei ist die Haltevorrichtung beispielsweise als Haltearm ausgebildet.
Ein solcher Haltearm ist bevorzugt schwenkbar befestigt, wobei ein Mechanismus zum federnden Pressen des Transferrades gegen das Substrat vorgesehen ist. Durch die Feder ist ein gewünschter Anpressdruck des Transferrades gegen das Substrat einstellbar. Im Betrieb können leichte Bewegungen des Transferrades, beispielsweise bei Unebenheiten der Kontur des Substrats, auftreten. Solche Bewegungen werden als Bewegungen des Schwenkarms ausgeführt, so dass zusammen mit dem Transferrad sich gegebenenfalls die Abgabevorrichtung und die Rakel mitbewegen und deren Abstand zum Transferrad dabei konstant bleibt.
Der Auffangbehälter kann an einem zusätzlichen Halter befestigt sein, so dass Bewegungen der Haltevorrichtung des Transferrades zu Relativbewegungen zwischen Transferrad und Auffangbehälter führen. Solche Bewegungen liegen jedoch in ihrer Größenordnung regelmäßig im Bereich weniger Millimeter und beeinträchtigen daher nicht die Funktionsfähigkeit des Auffangbehälters. Bei Rückführung aufgefangenen Fluids vom Auffangbehälter zur Abgabevorrichtung werden, wie auch zur Zuführung unbenutzten Fluids, meist flexible Schläuche o.dgl. eingesetzt, die gegenüber der leichten Schwenkbewegung der Haltevorrichtung im Betrieb tolerant sind.
Eine erfindungsgemäße Verwendung der Auftragsvorrichtung ist beschreibbar als:
Verfahren zum Auftragen von Fluid auf eine Kontur eines Substrats mit einer Auftragsvorrichtung und/oder einem Transferrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 umfassend die Schritte:

– Auftragen von Fluid von einer Fluidabgabevorrichtung auf die Transportoberfläche des Transferrades,
– kontinuierliches Drehen des Transferrades, so dass sich die Transportoberfläche von der Abgabevorrichtung zur Kontur dreht,
– Glattstreichen des auf die Transportoberfläche aufgetragenen Fluids mittels einer Rakel, bevor das aufgetragene Fluid die Kontur erreicht,
– Führen des Substrats mit der Kontur entlang der Transportoberfläche, wobei die Transportoberfläche mit einem Bereich geringeren Durchmessers mit der Kontur in Kontakt tritt, insbesondere an sie angepresst wird, und dabei zumindest ein Teil des Fluids von der Transportoberfläche auf die Kontur aufgetragen wird,
– Abstreifen zumindest eines Teils des Fluids, das nach dem Auftragsvorgang auf die Kontur des Substrats am Transferrad verblieben ist, bevor bei der Abgabevorrichtung neues Fluid auf das Transferrad aufgetragen wird und
– Auffangen von Fluid, das vom Transferrad abgeschleudert wurde, abgetropft ist, abgestreift wurde und/oder von der Abgabevorrichtung das Transferrad verfehlt hat.

Die Verfahrensschritte des Glattstreichens und/oder Abstreifens von Fluid können je nach Anwendung entbehrlich sein.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung in einer Teilschnittansicht, bei der das Transferrad im axialen Schnitt dargestellt ist und
2 ein zu beschichtendes Substrat in einer Schnittansicht.
Eine Auftragsvorrichtung 2 nach 1 weist ein Transferrad 4, eine Fluidabgabevorrichtung 6 und eine Rakel 8 zum Abstreifen von überschüssigem Fluid auf. Das Transferrad 4 und die Rakel 8 sind teilweise von einem Auffangbehälter 10 umgeben, der hier schematisch dargestellt ist.
Das Transferrad 4 sitzt auf der Motorwelle 12 des Motors 14, der zusammen mit der Rakel 8 von der Haltevorrichtung 16 gehalten wird. Die Fluidabgabevorrichtung 6 ist hier ebenfalls an der Haltevorrichtung 16 befestigt, obwohl diese Verbindung zur Haltevorrichtung 16 in der 1 nicht dargestellt ist. Dabei ist die Fluidabgabevorrichtung 6 mit ihrer Düse 18 zum Sprühen von Fluid auf das Transferrad 4 ausgebildet.
Die Rakel 8 ist über Befestigungsschrauben 20 an der Haltevorrichtung festgeschraubt, und erstreckt sich von dort senkrecht zum Transferrad 4. Der Motor 14 ist mittels Spannschrauben 22 und 24 in der Haltevorrichtung 16 eingespannt. Die Haltevorrichtung 16 weist weitere Gewindebohrungen 26 auf zum Befestigen der Haltevorrichtung an einem Schwenkmechanismus, der nicht dargestellt ist.
Der Motor 14 weist in seinem in die Haltevorrichtung 16 eingespannten Zustand mit seiner Stirnseite 28 nach unten aus der Haltevorrichtung heraus. Der hintere Teil 30 des Motors 14 ragt nach oben aus der Haltevorrichtung 16 heraus, so dass die zu seine Kühlung notwendigen Bereiche außerhalb der Haltevorrichtung liegen. Nach unten ragt über die Stirnseite 28 hinaus die Motorwelle 12 aus dem Motor heraus. Die Motorwelle 12 steht hier senkrecht. Das Transferrad 4 ist mittels einer Gewindebohrung 32 und einer darin sitzenden Schraube, die in der 1 jedoch nicht erkennbar ist, an der Motorwelle 12 befestigt. An den Befestigungsabschnitt 34 des Transferrades 4, in dem auch die Gewindebohrung 32 angeordnet ist, schließt sich der Hauptabschnitt 36 an, der im Mittel einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist, als der Befestigungsabschnitt 34. Auf dem Hauptabschnitt 36 ist die Transportoberfläche 38 angeordnet, die sich in eine weiter oben gelegene Kontaktfläche 40 und weiter unten gelegene Fließfläche 42 aufteilt. Von der Fluidabgabevorrichtung 6 wird über die Düse 18 das Fluid auf die Transportoberfläche 38 im Wesentlichen auf ihrer gesamten Breite aufgetragen. Zur Übertragung des Fluids von der Transportoberfläche 38 auf die Kontur des Substrates tritt jedoch nur die Kontaktfläche 40 mit der Kontur in Kontakt, so dass nur hier Fluid übertragen wird. Auf das verbleibende Fluid wirkt durch die Drehbewegung des Transferrades 4 eine Fliehkraft, die verstärkt durch die Schwerkraft das Fluid auf der Fließfläche 42 in Richtung des größten Durchmessers 44 des Transferrades 4 fließen lässt. Am größten Durchmesser 44 des Transferrades 4 wird Fluid dann, da es nicht weiter nach außen fließen kann, abgeschleudert.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung, bei dem die Transportoberfläche 38 durch einen Silikoneinsatz 46 in dem Transferrad 4 realisiert ist, das ansonsten aus Metall gefertigt ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Verwendung eines speziellen Materials für die Transportoberfläche 38 nicht erforderlich ist, sondern, dass es ausreicht, die Ausbildung der erfindungsgemäßen Form der Transportoberfläche direkt an das Transferrad ohne Materialwechsel anzuformen. Um Gewichtseinsparungen des Transferrades 4 zu erreichen, sind Aussparungen 48 und 50 vorgesehen.
Die Rakel 8 weist eine Abstreif- oder Nutzkante 52 auf, die senkrecht auf der Transportoberfläche 38 und gleichzeitig quer zur Bewegungsrichtung der Transportoberfläche 38 steht. Dabei ist die Bewegungsrichtung der Transportoberfläche 38 im Bereich der Nutzkante 52 der Rakel 8 in die Zeichenebene hineingerichtet. Die Nutzkante 52 ist praktisch ohne Zwischenraum zur Transportoberfläche 38 angeordnet. Von der Bewegungsrichtung der Transportoberfläche aus gesehen befindet sich die Rakel 8 vor der Fluidabgabevorrichtung 6. Fluidüberschuss, der sich noch auf der Transportoberfläche 38 befindet, wird bei der Rakel 8 von deren Nutzkante 52 von der Transportoberfläche 38 heruntergestrichen und kann im Bereich der Spitze 54 von der Rakel 8 herabtropfen.
Der Auffangbehälter 10, der hier als Trichter ausgestaltet ist, umgibt das Transferrad 4 und die Rakel 8 jeweils zu einem Teil. Von der Rakelspitze 54 herabtropfendes Fluid sammelt sich somit in dem Auffangbehälter 10. Der Auffangbehälter 10 umgibt das Transferrad 4 nur im Bereich der Fließfläche 42 und des größten Durchmessers 44 des Transferrades 4, nicht jedoch im Bereich der Kontaktfläche 40. Somit kann zum Auftragen von Fluid von der Kontaktfläche 40 auf die Kontur eines Substrats das Substrat außerhalb des Auffangbehälters 10 geführt werden, wohingegen insbesondere am größten Durchmesser 44 abgeschleudertes Fluid durch den Auffangbehälter gesammelt wird. Der trichterförmige Auffangbehälter 10 erstreckt sich gemäß der 1 nach unten in einen Rohrstutzen 56, durch den gesammeltes Fluid abgeführt und gegebenenfalls der Fluidabgabevorrichtung 6 wieder zugeführt werden kann. Gleichzeitig dient der Rohrstutzen 56 dazu, den Auffangbehälter 10 in einer separaten Halterung 58 zu halten. Die Schrauben 60 dienen dazu, den Auffangbehälter 10 mit seinem Rohrstutzen 56 in der Halterung 58 festzuklemmen. Die Halterung 58 kann ihrerseits durch weitere Schrauben 62 an anderen Gegenständen, wie beispielsweise einer Stange befestigt werden.
Das Substrat 70 der 2 ist ein Bodenbelagspaneel im Querschnitt mit einer Verbindungsprofilierung 72 und 74 zum Verbindenden mehrer solcher Paneele untereinander. Die Trittfläche 76 des Paneels 70 weist in der 2 nach unten. Die Kontur 78, die im verlegten Zustand einer Vielzahl solcher Paneele mit einer zweiten Kontur 78 eines zweites Paneels eine Fuge bildet, ist mittels der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung mit Fluid, vorliegend mit Farbe zu beschichten. Hierzu wird das Paneel 70 mit seiner Kontur 78 mit der Kontaktfläche 40 der Transportoberfläche 38 des Transferrades 4 in Kontakt gebracht und im Kontaktbereich mit der Kontaktfläche 40 synchron geführt. Hierbei gleitet die Trittfläche 76 oberhalb des Auffangbehälters 10 entlang.
Bei einem Beschichtungsvorgang der Kontur 78 des Paneels 70 mit Farbe oder anderen Fluid ergibt sich somit der folgende Ablauf: Die Fluidabgabevorrichtung 6 gibt Farbe z. B. durch Sprühen auf die Transportoberfläche 38, das Transferrad dreht sich mit seiner Transportoberfläche 38 weiter in Richtung der Kontaktstelle mit dem Paneel 70, wo die Kontaktfläche 40 mit der Kontur 78 in Kontakt tritt und die Farbe auf die Kontur 78 aufträgt. Durch Drehen des Transferrades 4 fließt ein Teil der verbleibenden Farbe aufgrund der Fliehkraft entlang der Fließfläche 42 in Richtung des größten Durchmessers 44 des Transferrades 4, wobei ein Teil der Farbe im Bereich des größten Durchmessers 44 abgeschleudert und vom Auffangbehälter 10 aufgefangen wird. Der verbleibende überschüssige Teil der Farbe erreicht dann die Rakel 8 und wird mittels ihrer Nutzkante 52 abgestreift und tropft oder leckt an der Rakelspitze 54 in den Auffangbehälter 10, von wo aus die Farbe recycelt wird.

Claims

Auftragsvorrichtung zum Auftragen von Fluid auf eine Kontur eines Substrats, mit einem Transferrad zum Übertragen des Fluids von einer Fluidabgabevorrichtung, insbesondere einer Abgabedüse, auf die Kontur des Substrats, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferrad eine sich axial verjüngende Transportoberfläche zum Transportieren des Fluids zur Kontur aufweist.
Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1, oder dem Oberbegriff von Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Rakel zum Glattstreichen und/oder Abstreifen von Fluid auf bzw. von dem Transferrad.
Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportoberfläche die Form des Mantels eines Kegelstumpfs aufweist.
Auftragsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im axialen Schnitt durch das Transferrad der Winkel zwischen der Radachse und der Schnittkante der Transportoberfläche zwischen 20° und 70°, bevorzugt zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45° beträgt.
Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auffangbehälter zum Auffangen von überschüssigem Fluid vorgesehen ist.
Auftragsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist.
Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferrad, insbesondere dessen Transportoberfläche partiell vom Auffangbehälter umgeben ist.
Auftragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportoberfläche partiell, insbesondere mit einem Bereich geringeren Durchmessers aus dem Auffangbehälter herausragt.
Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreif- oder Nutzkante der Rakel im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Transportoberfläche des Transferrades im Betrieb angeordnet ist und die Rakel dabei im Wesentlichen orthogonal zu der Transportoberfläche angeordnet ist.
Auftragsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreif- oder Nutzkante der Rakel an der Transportoberfläche oder mit geringem Abstand zur Transportoberfläche angeordnet ist.
Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabevorrichtung mindestens eine Sprühdüse, Auftragsdüse und/oder Abgabedüse zum Aufsprühen, Auftragen und/oder anderweitigem Abgeben des Fluids auf das Transferrad aufweist.
Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Transferrads im Betrieb etwa senkrecht steht und der Bereich des sich verjüngenden geringeren Durchmessers nach oben weist.
Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend: – einen Antriebsmotor zum Bewegen, insbesondere Drehen, des Transferrades und – eine Haltevorrichtung zum Halten des Transferrades, des Motors, der Abgabevorrichtung und/oder ggf. der einen oder mehreren Rakel.
Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Mechanismus zum federnden Pressen des Transferrads gegen das Substrat.
Transferrad zur Verwendung in einer Auftragsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Übertragen des Fluids von einer Abgabevorrichtung, insbesondere Abgabedüse, auf die Kontur, dadurch gekennzeichnet, dass das Transferrad eine sich axial verjüngende Transportoberfläche zum Transportieren des Fluids von der Abgabevorrichtung zur Kontur aufweist.
Transferrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportoberfläche die Form des Mantels eines Kegelstumpfs aufweist.
Transferrad nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im axialen Schnitt durch das Transferrad der Winkel zwischen der Radachse und der Schnittkante der Transportoberfläche zwischen 20° und 70°, bevorzugt zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45° beträgt.