DE102010004092A1

DE102010004092A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bekantung von Werkstücken

Info

Publication number: DE102010004092A1
Application number: DE201010004092
Authority: DE
Inventors: Uwe 32361 Seifert; Wilfried 32369 Hollmer
Original assignee: IMA Klessmann Holzbearbeitungssysteme GmbH
Current assignee: IMA Schelling Deutschland GmbH
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2030-01-08
Also published as: DE102010004092B4

Abstract

Die Vorrichtung zur Bekantung von Werkstücken hat ein Kantenband mit einer Andruckzone, in deren Bereich das Kantenband durch relative Bewegung von Werkstück und Kantenband an die Schmalseite des Werkstücks herangeführt und mittels einer Funktionsschicht mit dem Werkstück verbunden wird. Es ist mindestens ein Druckelement vorgesehen, welches dazu ausgelegt ist, das Kantenband mit einem pulsierenden Druck zu beaufschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren, die dem Zweck dienen, Werkstücke an ihrer Schmalseite mit einer üblicherweise als Kantenband bezeichneten Kaschierung zu versehen, sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 10 2006 056 010 A1 ein Verfahren, bei dem eine solide Beschichtung auf die Schmalseite eines Bauteils aufgebracht wird. Zu diesem Zweck wird die solide Beschichtung oder eine auf der soliden Beschichtung aufgebrachte Klebstoffschicht mit einem Laser aktiviert, anschließend wird die solide Beschichtung mit dem Bauteil durch ein Andruckelement verbunden.
Die Druckschrift EP 1 163 864 B1 beschreibt ein Möbelpaneel, das an seiner Schmalseite mit einer mehrschichtigen Kunststoffbeschichtung versehen wird, welche gegenüber Verbindungen mit Klebeschichten den Vorteil aufweist, dass keine sichtbaren Schweißnähte zurückbleiben.
Die Druckschrift DE 10 2006 060 269 A1 beschreibt ein Verfahren, bei welchem die Kantenbeschichtung durch Reibschweißen auf die Kante des Werkstücks aufgebracht wird. Zu diesem Zweck wird das Beschichtungsmaterial, während es an die Kante des Werkstücks angedrückt wird, in eine Schwingungsbewegung versetzt. Die Bewegungsrichtung der Schwingungsbewegung ist hierbei parallel zur Oberfläche der Schmalseite des Werkstücks, d. h. rechtwinklig zur Andruckkraft. Durch die Reibung zwischen der Oberfläche der Schmalseite des Werkstückes und dem Beschichtungsmaterial kommt es zur temporären Verflüssigung des Beschichtungsmaterials in der Reibungszone und infolgedessen zu einer dauerhaften Verbindung zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial.
All diesen Verfahren ist jedoch der Nachteil gemein, dass es zu einer unvollständigen Verbindung zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial kommen kann. Ursache hierfür ist, dass sich die Polymere des temporär erzeugten Schmelzefilms nicht optimal in der Oberfläche der Schmalseite des Werkstücks verankern. Für eine optimale Verankerung der Polymere in der im mikroskopischen Bereich rauen Oberfläche des Werkstücks ist es notwendig, dass die Polymere aus der Schmelze in die mikroskopischen Poren und Vertiefungen der Werkstückoberfläche eindringen können.
Dies ist bei konventionellen Verfahren nicht in ausreichendem Maß gewährleistet, insbesondere besteht bei Reibschweißverfahren das Problem, dass durch die Schwingbewegung parallel zur Oberfläche des Werkstücks mikroskopische Poren und Unebenheiten, die die Angriffspunkte für die Verankerung der Polymere darstellen, eher geglättet und geschlossen werden, d. h. eine gute Verankerung der Polymere in der Oberflächenstruktur des Werkstücks durch die Schwingbeanspruchung eher nachteilig beeinflusst wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei denen die erwähnten Nachteile nicht auftreten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist ein Druckelement vorgesehen, durch welches das Kantenband mit einem pulsierenden Druck beaufschlagt wird. Dabei ist das Druckelement so angeordnet, dass es das Kantenband mit einem pulsierenden Druck beaufschlagt, nachdem eine Funktionsschicht auf der dem Werkstück zugewandten Seite des Kantenbandes aktiviert wurde. Die Krafteinleitung muss nicht zwingend senkrecht zur Kantenbandoberfläche oder zur Kante erfolgen, es reicht, dass eine Richtungskomponente des pulsierenden Drucks in dieser Richtung wirkt.
Durch die Komponente des pulsierenden Druckes, die in Richtung des Werkstückes auf das Kantenband wirkt, werden die Polymere der Funktionsschicht in Schwingung versetzt. Die Funktionsschicht befindet sich hierbei in der Regel im zähflüssigen bis flüssigen Zustand, daher wird der pulsierende Druckgradient in eine pulsierende Bewegung der Schmelzeoberfläche in Richtung der Werkstückkante umgewandelt. Die Schmelze kann auf diese Weise besser in mikroskopische Vertiefungen oder Poren in der Oberfläche des Werkstücks eindringen, was zu der erwünschten besseren Verankerung der Polymere und damit zu einer besseren Verbindung zwischen Kantenband und Werkstück führt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 schematisch näher erläutert.
1 zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Andruckrolle als Druckelement und einem separaten Schwingungserzeuger.
2 zeigt schematisch den Bereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung um das Andruckelement. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der Schwingungserzeuger als polygonförmiges Rad ausgeführt.
3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Druckelement als Andruckrolle ausgeführt und der Schwingungserzeuger in die Andruckrolle integriert ist.
In der beispielhaften Ausführungsform werden die Kantenbänder in einem Kantenbandmagazin 3 vorgehalten. Aus diesem wird das Kantenband 6 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt, im gezeigten Beispiel sind hierfür die Transportrollen 7 und 8 vorgesehen. Vor der Verbindung des Kantenbandes 6 mit dem Werkstück 1 wird eine Funktionsschicht 9 auf der dem Werkstück 1 zugewandten Seite des Kantenbandes aktiviert. Bei der Funktionsschicht 9 kann es sich beispielsweise um einen thermoplastischen Kunststoff, eine Haft- bzw. Klebeschicht oder die Oberfläche des Kantenbandmaterials selber handeln. Im gezeigten Beispiel findet die Aktivierung der Funktionsschicht 9 durch eine Energiezuführung 4 statt. Bei der Energiezuführung 4 kann es sich beispielsweise um einen Laser handeln.
Das Kantenband 6 wird nun derart an die Kante des Werkstücks 1 herangeführt, das es von dem Druckelement 10 an die Schmalseite des Werkstücks 1 gedrückt und mit einem pulsierenden Druck beaufschlagt werden kann.
Bei dem Druckelement 10 kann es sich vorteilhafterweise um eine Andruckrolle oder einen Druckschuh handeln. Das Druckelement 10 kann selbst als Druckerzeuger ausgeführt sein und den pulsierenden Druck, mit dem Kantenband 6 und Werkstück 1 beaufschlagt werden, selber erzeugen, wie es schematisch in 3 dargestellt ist. Alternativ dazu kann ein Schwingungserzeuger 11 vorgesehen sein, der zunächst das Druckelement 10 mit Andruck beaufschlagt. Der Schwingungserzeuger 11 kann in einer möglichen Ausführungsform auch als rotierende Scheibe 14 ausgeführt sein. In 2 ist eine solche Scheibe schematisch dargestellt. Die Scheibe ist in diesem Beispiel polygonförmig ausgeführt, wodurch aufgrund der Drehung der Scheibe ein pulsierender Druck zunächst auf das Druckelement 10 ausgeübt wird, welches den pulsierenden Druck an das Kantenband weitergibt.
Bei allen Ausführungsformen kann es aus konstruktionstechnischen Gründen sinnvoll sein, die Druckelemente so auszulegen, dass die Krafteinleitung nicht senkrecht zur Oberfläche des Kantenbandes 6 oder der Kante erfolgt, sondern in einem anderen Winkel. Solange der Richtungsvektor der pulsierenden Bewegung eine Komponente senkrecht zum Kantenband 6 enthält, ist dies zum Erzielen des gewünschten Effektes, dass Anteile der zähflüssigen Funktionsschicht 9 in die Oberflächenstruktur des Werkstücks 1 eingerüttelt werden, ausreichend.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass dem pulsierenden Druckelement 10 nachgelagert Andruckelemente 12 vorgesehen sind. In den gezeigten Beispielen sind die Andruckelemente 12 als Druckrollen ausgeführt, prinzipiell sind aber auch andere Ausführungsformen des Andruckelementes, wie z. B. Druckschuhe möglich. Auch können die Andruckelemente 12 mit einem Druckband 13 verbunden werden, um einen flächigeren Druckeintrag zu gewährleisten. Bevorzugterweise üben die Andruckelemente 12 im Gegensatz zum Druckelement 10 einen statischen Druck auf das Kantenband aus. Der nachfolgende statische Druckangriff durch die Druckrollen 12 unterstützt das Entstehen der dauerhaften Verbindung zwischen Kantenband 6 und Werkstück 1. Vorteilhafterweise findet dabei eine Abstimmung der zeitliche Abfolge von pulsierendem Druckangriff und nachgelagertem statischen Druckangriff auf die Erfordernisse der jeweils verwendeten Materialien statt.
Die zeitliche Abstimmung der verschiedenen Prozessschritte aufeinander ist ebenfalls für den zeitlichen Abstand der Aktivierung der Funktionsschicht 9 und der pulsierenden Druckbeaufschlagung des Kantenbandes von Bedeutung. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht daher vor, dass die Aktivierung der Funktionsschicht 9 durch die Energiezuführung 4 im Bereich der Fügezone 5 stattfindet. Mit der Fügezone 5 ist derjenige Bereich gemeint, der die unmittelbare Umgebung der Zone der pulsierenden Druckbeaufschlagung darstellt. Insbesondere ist der Spalt zwischen Kantenband 6 und Werkstück 1 von Bedeutung, der sich unmittelbar vor der Berührung der beiden zu verbindenden Oberflächen ergibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006056010 A1 [0003]
EP 1163864 B1 [0004]
DE 102006060269 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Bekantung von Werkstücken (1) mit einem Kantenband (6), mit einer Andruckzone, in deren Bereich das Kantenband (6) durch relative Bewegung von Werkstück (1) und Kantenband (6) an die Schmalseite des Werkstücks (1) herangeführt und mittels einer Funktionsschicht (9) mit dem Werkstück (1) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Druckelement (10) vorgesehen ist, welches dazu ausgelegt ist, das Kantenband (6) mit einem pulsierenden Druck zu beaufschlagen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dem Druckelement (10) nachgelagertes Andruckelement, bevorzugt mindestens eine Andruckrolle (12), vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiezuführung (4) zur Aktivierung der Funktionsschicht (9) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezuführung (4) so angeordnet ist, dass sie im Bereich der Fügezone (5) von Kantenband (6) und dem Werkstück (1) auf die Funktionsschicht (9) einwirkt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Funktionsschicht (9) um wenigstens einen thermoplastischen Kunststoff oder eine Klebeschicht handelt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (10) ein Druckschuh oder eine Druckrolle ist.
Verfahren zur Bekantung von Werkstücken (1) mit einem Kantenband (6), bei dem das Kantenband (6) im Bereich einer Andruckzone durch relative Bewegung von Werkstück (1) und Kantenband (6) an die Schmalseite des Werkstücks (1) herangeführt und mittels einer Funktionsschicht (9) mit dem Werkstück (1) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Druckelement (10) das an das Werkstück (1) herangeführte Kantenband (6) beim Andrücken an das Werkstück (6) mit einem pulsierenden Druck beaufschlagt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Andrücken durch das Druckelement (10) zeitlich nachfolgend mindestens ein weiterer Andruckvorgang durch wenigstens ein Andruckelement (12) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht (9) durch eine Energiezufuhr vor dem Andrücken des Kantenbandes (5) an das Werkstück (1) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Funktionsschicht (9) aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckelement (10) ein Druckschuh oder eine Druckrolle eingesetzt wird.