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Dokumentenidentifikation DE10139633C1 24.04.2003
Titel Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmittels
Anmelder Amtec Kistler GmbH, 86931 Prittriching, DE
Erfinder Vögel, Robert, Dipl.-Ing. (FH), 86931 Prittriching, DE
Vertreter Munk, L., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 86150 Augsburg
DE-Anmeldedatum 11.08.2001
DE-Aktenzeichen 10139633
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.04.2003
IPC-Hauptklasse B05B 12/08
IPC-Nebenklasse B05B 13/02   B21D 37/18   
Zusammenfassung Bei einer Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmittels auf ein taktförmig bewegtes Substrat lässt sich trotz nicht konstanter Vorschubgeschwindigkeit dadurch eine gleichbleibende Beschichtungsdicke erreichen, dass wenigstens ein Sprühventil (6) vorgesehen ist, an dem das Beschichtungsmittel permanent ansteht und zumindest dessen Düsenöffnung hinsichtlich der Größe ihrer wirksamen Austrittsfläche bei einer Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats entsprechend der für eine konstante Schichtdicke des Beschichtungsmittels bestehenden Abhängigkeit der Ausflussrate des Beschichtungsmittels aus dem Sprühventil (6) von der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats veränderbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmittels auf ein taktförmig bewegtes Substrat, insbesondere zum Auftragen eines Gleitmittels auf einer Presse zuführbares, in einem an den Arbeitstakt der Presse angepassten Takt bewegbares Blech, mit wenigstens einem Sprühventil, an dem das Beschichtungsmittel permanent ansteht und das eine mit einem zugeordneten Ventilsitz zusammenwirkende, zur Veränderung der Ausflussrate des Sprühventils verstellbare Ventilnadel aufweist, die bei einer Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats entsprechend der für eine konstante Schichtdicke des Beschichtungsmittels bestehenden Abhängigkeit der Ausflussrate des Beschichtungsmittels aus dem Sprühventil von der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats verstellbar ist.

Die in der Blechverarbeitung zur Durchführung von Umformvorgängen, wie Tiefziehvorgängen, vorgesehenen Pressen arbeiten in einem bestimmten Arbeitstakt. Die Zufuhr des Blechs zu einer derartigen Presse muss daher in einem zeitlich hieran angepassten Takt erfolgen. Die Vorschubbewegung des Blechs beginnt mit einer Beschleunigungsphase und endet mit einer Verzögerungsphase. Dazwischen kann ein Bereich mit gleichbleibender Geschwindigkeit liegen. Die Vorschubgeschwindigkeit ist daher innerhalb eines Vorschubschritts nicht konstant.

Aus der GB-PS 1 329 193 ist eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Ventilnadel an das eine Ende eines Schwenkhebels angelenkt, dessen anderes Ende mit einem entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit des zu beschichtenden Blechs verstellbaren Stellglied in Eingriff bringbar ist. Hierbei ergibt sich praktisch ein schwingendes System, das zu vergleichsweise großen Toleranzen bezüglich der erzeugbaren Schichtdicke führt. Diese Anordnung erweist sich daher als nicht genau genug.

Aus der DE 94 08 445 U1 ist zwar ein Sprühventil für eine Vorrichtung zum Auftragen eines Gleitmittels auf einer Presse zuführbares Blech bekannt, dessen Düsennadel unter der Wirkung eines Steuermediums von ihrem Sitz abhhebbar und an einen Anschlag anstellbar ist, so dass sich sehr stabile Sprühverhältnisse ergeben. Der Anschlag ist hier jedoch während des Betriebs nicht verstellbar, so dass die Ausflussrate konstant bleibt und dementsprechend nur bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit des Blechs eine konstante Schichtdicke erreichbar ist. Eine Anpassung an unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten ist hier nicht vorgesehen. Vielfach kann es daher zu einer zu großen Schichtdicke kommen, was nicht nur einen unnötigen Verbrauch an Gleitmittel ergeben, sondern auch zu einer unerwünschten Ansammlung von Gleitmittel im Bereich der Tiefziehvorrichtungen etc. führen kann. Bei dieser bekannten Anordnung besteht zwar die Möglichkeit, den der Ventilnadel zugeordneten Anschlag und damit den Hub der Ventilnadel zu verstellen. Eine derartige Einstellung dient hier jedoch nur zur Anpassung des Ventilhubs an unterschiedliche Viskositäten des Beschichtungsmittels und bleibt während der Durchführung eines Auftrags konstant.

Die DE 195 44 016 A1 zeigt ein Sprühventil zum Auftragen eines Flüssigkeitsnebels auf eine Werkstückoberfläche, dessen Düsennadel an eine Stellschraube anstellbar ist. Diese ist jedoch nur manuell verstellbar, um die Düsennadel zu justieren. Eine Veränderung der Ausflussrate in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats ist nicht vorgesehen.

Die DE 34 12 545 A1 offenbart eine automatisch steuerbare Ventileinrichtung für einen Rasensprenger oder dergleichen. Die Problematik einer sich ändernden Vorschubgeschwindigkeit des zu besprengenden Substrats stellt sich hier nicht.

Die DE 94 09 020 U1 enthält einen Farbwechselaufsatz für sogenannte Airbrush-Einrichtungen. Die Problematik einer sich ändernden Geschwindigkeit des zu behandelnden Substrats ist auch hier nicht angesprochen.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art so zu verbessern, dass eine einfache und kostengünstige Bauweise sowie eine hohe Genauigkeit erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ventilnadel unter der Wirkung eines Steuermediums entgegen der Kraft einer Schließfeder vom Ventilsitz abhebbar und an einen Anschlag anstellbar ist, der als mit einer Antriebseinrichtung antreibbare, drehbare Nocke ausgebildet ist, die zumindest bei sich ändernder Vorschubgeschwindkeit des Substrats antreibbar und eine aus der für eine konstante Schichtdicke des Beschichtungsmittels bestehenden Abhängigkeit der Ausflussrate des Beschichtungsmittels aus dem Sprühventil von der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats abgeleitete Kontur aufweist, wobei der Antriebseinrichtung der Nocke eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, die aus dem Momentanwert der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats und dem der Kontur der Nocke zugrundeliegenden Zusammenhang die Winkelstellung der Nocke ermittelt und die Antriebseinrichtung entsprechend ansteuert.

Die Nocke der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf einfache und kostengünstige Weise mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Die Drehbewegung der Nocke kann auf einfache und kostengünstige Weise bewerkstelligt und gesteuert werden. Insgesamt ergibt sich daher eine höchst einfache und kostengünstige Anordnung. Die Nocke fungiert in vorteilhafter Weise als Festanschlag, an den die Ventilnadel in Öffnungsrichtung anstellbar ist, was stabile und sehr genaue Sprühverhältnisse ergibt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben daher auf einfache Weise eine sehr genaue dynamische Anpassung der Ausflussrate des Sprühventils an die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats. Die Ausflussrate hängt zwar nicht allein von der Stellung der Düsennadel ab. Dieser Parameter übt jedoch den größten Einfluss aus, so dass in vorteilhafter Weise bereits kleine Änderungen genügen, um eine Anpassung der Ausflussrate an eine sich ändernde Vorschubgeschwindigkeit zu bewerkstelligen. Es genügt daher bereits eine vergleichsweise kleine Steigung der Umfangskontur der Nocke, wodurch eine hierdurch bewirkte Beschleunigung der Ventilnadel gering bleibt und dennoch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit erreicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Sofern mehrere, einander gegenüberliegende Sprühventile bzw. Sprühventil- Reihen benötigt werden, denen Antriebseinrichtungen zugeordnet sind, können diese mittels derselben Steuereinrichtung ansteuerbar sein. Auch hierdurch lassen sich der bauliche Aufwand reduzieren und die Genauigkeit erhöhen.

Die der Nocken-Antriebseinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung ist zweckmäßig so ausgebildet, dass in ihr für wenigstens eine Schichtdicke eine dem Zusammenhang zwischen Vorschubgeschwindigkeit des Substrats und der Nocke zugeordnete Information abgelegt werden kann. Die Abhängigkeit zwischen Vorschubgeschwindigkeit und Winkelstellung der Nocke kann dabei einfach in Form einer Tabelle in der Steuereinrichtung abgelegt sein. Dasselbe gilt für den Verlauf der Vorschubbewegung. Dies erleichtert die Datenermittlung und Bereitstellung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.

In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Auftragvorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 das Geschwindigkeitsprofil der Vorschubeinrichtung der Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Sprühventil der Anordnung gemäß Fig. 1.

Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Tiefziehumformung von Blechen. Diese werden dabei in Form von aufeinanderfolgenden, tafelförmigen Zuschnitten oder eines endlosen Bandes einer nicht näher dargestellten Tiefziehpresse zugeführt. Dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel liegt die Verarbeitung von Blechtafeln zugrunde.

Die Blechtafeln 1 sind dabei mit gleichmäßigem Abstand aufeinanderfolgend auf einer hier als Förderband ausgebildeten, der nicht näher dargestellten Tiefziehpresse zugeordneten Vorschubeinrichtung 2 aufgenommen, die mittels einer zugeordneten Antriebseinrichtung 3 antreibbar ist. Bei jedem Arbeitstakt der Tiefziehpresse wird eine Blechtafel 1 umgeformt. Die Blechtafeln 1 müssen daher der Tiefziehpresse mit einem auf deren Arbeitstakt abgestimmten Takt zugeführt werden. Dasselbe gilt natürlich auch für den Vorschub eines endlosen Bands bei Verarbeitung eines solchen.

Die der Vorschubeinrichtung 2 zugeordnete Antriebseinrichtung 3 wird daher im gewünschten Takt aktiviert bzw. passiviert, wobei die Vorschubeinrichtung 2 zunächst aus dem Stillstand auf eine maximale Vorschubgeschwindigkeit beschleunigt und dann wieder bis zum Stillstand verzögert wird. Die Geschwindigkeit der Vorschubbewegung während eines Vorschubschritts ist dementsprechend nicht konstant, sondern verläuft über der Zeit gemäß dem der Fig. 2 zugrundeliegenden Profil, das eine Beschleunigungsphase a, eine Konstantphase b und eine Verzögerungsphase c aufweist. Zwischen zwei Vorschubschritten mit derart verlaufender Vorschubgeschwindigkeit kann eine Stillstandsphase d vorgesehen sein.

Das einem Tiefziehvorgang zu unterwerfende Material wird in der Regel an den einander gegenüberliegenden Oberflächen mit einem Gleitmittel beschichtet, das einen in Fig. 1 durch eine unterbrochene Linie angedeuteten Auftrag 4 bildet. Im dargestellten Beispiel wird zur Vereinfachtung der Darstellung lediglich die Oberseite der Blechtafeln 1 mit einem Gleitmittel-Auftrag 4 versehen. In der Praxis ist dies in der Regel oben und unten der Fall.

Die den Gleitmittel-Auftrag 4 bildende Beschichtung wird mittels einer Auftragvorrichtung 5 aufgesprüht. Die Auftragvorrichtung 5 enthält wenigstens ein Sprühventil 6. Da mit einem Sprühventil 6 meistens nicht die ganze Blechbreite beaufschlagbar ist, sind in der Regel mehrere, in Form einer über die Blechbreite durchgehenden Reihe angeordnete Sprühventile 6 vorgesehen, von denen in Fig. 1 lediglich das vordere sichtbar ist. Die nebeneinander angeordneten Sprühventile 6 sind auf einer über die Breite der Vorschubeinrichtung 2 durchgehenden Traverse 7 eines ansonsten nicht näher dargestellten Maschinengestells aufgenommen.

Die Sprühventile 6 enthalten, wie am besten aus Fig. 3 erkennbar ist, eine über eine Versorgungsleitung 8 mit unter Druck stehendem Gleitmittel beaufschlagbare Kammer 9, die einen als konischer Ventilsitz 10 ausgebildeten Ausgang aufweist. Dem Ventilsitz 10 ist eine Ventilnadel 11 zugeordnet, die zum Verschließen des Ausgangs an die zugeordnete Sitzfläche anpressbar und zum Öffnen des Ausgangs hiervon abhebbar ist. Das der Kammer 9 zugeführte Gleitmittel steht in der Kammer 9 unter konstantem Druck an. Sobald die Ventilnadel 11 vom zugeordneten Sitz abgehoben und dementsprechend eine Düsenöffnung mit bestimmter Austrittsfläche freigegeben wird, wird ein aus der Kammer 9 austretender Gleitmittelstrahl erzeugt. Dieser wird durch Luftstrahlen 12 zerstäubt, so dass sich ein durch feine Gleitmittelpartikel gebildeter Sprühstrahl 13 ergibt. Zur Bewerkstelligung der genannten Zerstäubung ist ein den Ausgang der mit Gleitmittel beaufschlagbaren Kammer 9 umfassender Ringraum 14 vorgesehen, der über eine Versorgungsleitung 15 mit Druckluft beaufschlagbar ist und mehrere, hier schräg nach unten gerichtete Ausströmdüsen 16 zur Erzeugung der Luftstrahlen 12 enthält.

Die Ventilnadel 11 wird durch eine zugeordnete Schließfeder 17 an den zugeordneten Ventilsitz 10 angepresst. Zum Abheben der Ventilnadel 11 vom zugeordneten Ventilsitz 10 ist die Ventilnadel 11 mit einem in einem Zylinder 18 angeordneten Kolben 19 versehen, der den Innenraum des Zylinders 18 in zwei Kammern 20, 21 unterteilt. Die Schließfeder 17 befindet sich in der vom Ventilsitz 10 abgewandten Kammer 20 und ist einerseits am Kolben 19 und andererseits an der diesem gegenüberliegenden Zylinderstirnwand abgestützt. Die ventilsitznahe Kammer 21 bildet einen über eine Versorgungsleitung 22 mit einem Steuer-Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, beaufschlagbaren Arbeitsraum. Sobald das Steuer-Druckmittel in der Kammer 21 ansteht, wird die Ventilnadel 11 durch die hierdurch erzeugte, auf den Kolben 19 wirkende Kraft entgegen der Kraft der Schließfeder 17 vom Ventilsitz 10 abgehoben, wodurch eine Düsenöffnung entsteht, deren Austrittsfläche der Fläche des Ringraums zwischen Ventilsitz 10 und Ventilnadel 11 entspricht. Die vorstehend erwähnten Versorgungsleitungen 8 bzw. 15 bzw. 22 können vorteilhaft von in der Traverse 7 verlegten, zugeordneten Hauptleitungen abzweigen, die mit geeigneten Anschlüssen versehen sind.

Zur Begrenzung des Hubs der Ventilnadel 11 ist eine Hubbegrenzungseinrichtung 23 vorgesehen. Hierzu ist die Ventilnadel 11 mit einem rückwärtigen, von der Schließfeder 17 umfassten Stift 24 versehen, dessen aus dem Zylinder 18 herausgeführtes Ende von einem Anschlag übergriffen und durch die auf den Kolben 19 wirkende Kraft an diesen anstellbar ist. Zur Bildung des genannten Anschlags ist eine drehbare Nocke 25 vorgesehen, deren Antrieb mit dem Antrieb der Vorschubeinrichtung 2 in bestimmter Weise verknüpft ist und die eine spezielle, weiter unten noch näher zu beschreibende Kontur aufweist. Die Nocke 25 ermöglicht eine stufenlose Hubverstellung während des Betriebs.

Die nebeneinander angeordneten Nocken 25 der in Form einer Reihe nebeneinander angeordneten Sprühventile 6 sind auf einer über die Breite der Vorschubeinrichtung 2 durchgehenden Nockenwelle 26 aufgenommen. Diese kann, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, auf von der Traverse 7 abstehenden Konsolen 27 gelagert sein, wodurch sich eine kompakte Bauweise ergibt. Die Nockenwelle 26 ist, wie Fig. 1 weiter erkennen lässt, mittels einer zugeordneten Antriebseinrichtung 28 antreibbar, die mittels einer zugeordneten Steuereinrichtung 29 steuerbar ist. Die Antriebseinrichtung 28 kann als Servomotor mit nachgeordnetem, spielfreiem bzw. spielarmem Getriebe, vorzugsweise Planetengetriebe, ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 29 kann als frei programmierbare, einen Rechner und zugeordnete Speicher enthaltende Steuereinrichtung ausgebildet sein.

Sofern das hier durch die Blechtafeln 1 gebildete Substrat, wie oben erwähnt, von oben und unten beschichtet wird, sind eine obere und eine untere Auftragvorrichtung 5 vorgesehen, wobei der oberen und unteren Nockenwelle eigene Antriebseinrichtungen 28 zugeordnet sein können. Diese werden zweckmäßig mittels einer gemeinsamen Steuereinrichtung 29 angesteuert. Durch die Steuereinrichtung 29 wird zweckmäßig auch die der Vorschubeinrichtung 2 zugeordnete Antriebseinrichtung 3 angesteuert. Die Steuereinrichtung 29 kann hierzu einen der Antriebseinrichtung 3 zugeordneten Regelkreis enthalten, wobei die Geschwindigkeitssollwerte als Tabelle vorliegen können. Die Taktung erfolgt durch ein von der nicht dargestellten Tiefziehpresse kommendes Auslösesignal, wie durch einen zugeordneten Signaleingang 30 der Steuereinrichtung 29 angedeutet ist. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, der Antriebseinrichtung 3 eine eigene Steuereinrichtung zuzuordnen.

Die Dicke des mittels der Auftrageinrichtung 5 erzeugten Auftrags 4 hängt von der Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubeinrichtung 2 und der Ausflussrate des Gleitmittels aus dem Sprühventil 6, das heißt dem Gleitmitteldurchsatz pro Zeiteinheit durch die geöffnete Düsenöffnung ab. Die Ausflussrate hängt ihrerseits wiederum von der Viskosität des Gleitmittels, dem in der Kammer 9 anstehenden Druck des Gleitmittels und der Größe der Austrittsfläche der Düsenöffnung ab, die mittels der Hubbegrenzungseinrichtung 23 stufenlos beeinflussbar ist. Der Druck und die Viskosität sollen im dargestellten Beispiel konstant sein. Nur die Größe der Austrittsfläche wird verändert. Je nach Stellung der Nocke 25 ergibt sich eine größere oder kleinere Austrittsfläche der Düsenöffnung.

Der Auftrag 4 soll überall die gleiche Dicke aufweisen. Um dies auch in den während der Beschleunigungsphase a und Verzögerungsphase c unter der Auftrageinrichtung 5 durchlaufenden Bereichen der Blechtafeln 1 zu gewährleisten, ist die Kontur der Nocke 25 so ausgebildet, dass sich während der Beschleunigungsphase a ein mit dem dortigen Anstieg der Geschwindigkeit korrespondierender Anstieg der wirksamen Austrittsfläche der Düsenöffnung und während der Verzögerungsphase c eine mit dem dortigen Abfall der Geschwindigkeit korrespondierende Verkleinerung der wirksamen Austrittsfläche der Düsenöffnung ergeben. Mit der Vergrößerung bzw. Verkleinerung der wirksamen Austrittsfläche wird auch die Ausflussrate entsprechend vergrößert bzw. verkleinert. Es ergibt sich somit praktisch eine dynamische Anpassung der Ausflussrate an die Vorschubgeschwindigkeit derart, dass die Ausflussrate während der Beschleunigungsphase a entsprechend der Geschwindigkeitssteigerung so zunimmt und in der Verzögerungsphase c entsprechend der Reduzierung der Geschwindigkeit so abnimmt, dass ein Auftrag 4 mit konstanter Dicke erreicht wird. Die Antriebsgeschwindigkeit der Nocke 25 ist dabei so auf die Nockenkontur abgestimmt, dass in jedem Zeitpunkt der gewünschte Umfangsbereich der Nocke 25 mit dem Stift 24 der Ventilnadel 11 zusammenwirkt.

Der der Grundstellung der Nocke 25 in den Stillstandsphasen d zugeordnete Nocken-Radius ist so, dass die Ventilnadel 11 an den zugeordneten Ventilsitz 10 angepresst und damit der Ausgang der Kammer 9 geschlossen gehalten werden. Sobald die der Vorschubeinrichtung 2 zugeordnete Antriebseinrichtung 3 gestartet wird, wird auch die der Nocke 25 zugeordnete Antriebseinrichtung 28 gestartet, wobei die Nocke 25 so gedreht wird, dass die Austrittsfläche der Düsenöffnung zunimmt. Beim Erreichen der maximalen Vorschubgeschwindigkeit, das heißt der Konstantphase b, kann die Antriebseinrichtung 28 gestoppt werden. Sobald die Verzögerungsphase c beginnt, wird die Antriebseinrichtung 28 in umgekehrter Richtung aktiviert, so dass die Nocke 25 so gedreht wird, dass die Größe der wirksamen Austrittsfläche der Düsenöffnung mit der Vorschubgeschwindigkeit abnimmt. Am Ende der Verzögerungsphase d, das heißt am Ende der Vorschubbewegung, ist die Ausgangsstellung der Nocke 25 wieder erreicht, bei der das Sprühventil 6 geschlossen ist.

Der erforderliche Nockenanstieg bzw. -abfall ist zweckmäßig auf einen Umfang von 90°-210° verteilt. Hierdurch ist sichergestellt, dass einerseits der Nockenanstieg nicht zu steil und andererseits nicht zu schwach wird, wodurch einerseits unerwünschte Beschleunigungen der Ventilnadel 11 und andererseits eine unerwünscht hohe Antriebsgeschwindigkeit der Nocke 25 vermieden werden können sowie eine sanfte stufenlose Nadelhubverstellung und damit eine hohe Genauigkeit erreicht werden. Der Nockenstillstand in der Konstantphase stellt sicher, dass hierfür kein Nockenumfang benötigt wird und so die der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsphase zugeordnete Kontur auf einem vergleichsweise großen Umfangsbereich angeordnet sein kann.

Die Abhängigkeit zwischen der aus Fig. 2 sich ergebenden Vorschubgeschwindigkeit und der hierzu gehörenden Winkelstellung der Nocke 25, das heißt die Abhängigkeit zwischen Vorschubgeschwindigkeit und Ausflussrate, kann in Form einer Tabelle in der Steuereinrichtung 29 abgelegt sein, wie in Fig. 1 durch einen hierfür geeigneten Eingang 31 angedeutet ist. Ebenso kann einfach das Geschwindigkeitsprofil der Vorschubbewegung in der Steuereinrichtung 29 abgelegt sein und zur Berechnung der gewünschten Winkelstellung der Nocke 25 verwendet werden. Dies kann vorgesehen sein, wenn die Vorschubbewegung stets dasselbe Profil durchläuft. Zur Erzielung einer besonders hohen Genauigkeit ist es aber vorteilhaft, den Ist-Wert der Vorschubgeschwindigkeit zu erfassen, wie durch einen entsprechenden Istwert-Eingang 32 der Steuereinrichtung 29 angedeutet ist, und aus diesem tatsächlichen Wert der Geschwindigkeit anhand der abgelegten Winkeltabelle die zugeordnete Nockenposition zu bestimmen.

Mittels der Steuereinrichtung 29 können neben den Antriebseinrichtungen 28 und 3 auch noch weitere am Beschichtungsvorgang beteiligte Aggregate, vorzugsweise die Druckluftversorgung des die Luftstrahlen 12 speisenden Ringraums 14 gesteuert werden. Zur Senkung des Druckluftverbrauchs kann die Druckluftbeaufschlagung des Ringraums 14 während der Stillstandsphasen d abgeschaltet werden. Ebenso kann die Steuer-Druckmittelbeaufschlagung des dem Kolben 19 zugeordneten Arbeitsraums 21 während der Stillstandsphasen d abgeschaltet werden. Diese Maßnahmen kommen vorteilhaft dann zur Anwendung, wenn die Stillstandsphase d länger als ein bestimmter Mindestwert ist. Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit muss die Beaufschlagung des Arbeitsraums 21 bzw. Ringsraums 14 dabei mit Vorlauf, vorzugsweise 100 Millisekunden Vorlauf, vor Beginn der nächsten Vorschubbewegung wieder aktiviert werden. Die Steuereinrichtung 29 enthält dementsprechend geeignete Speicher zur Aufnahme der hierfür nötigen Informationen und Zusammenhänge.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird lediglich die Größe der wirksamen Austrittsfläche der Düsenöffnung in dynamischer Anpassung an die Vorschubgeschwindigkeit stufenlos verändert. Es wäre aber auch denkbar, auch einen oder mehrere der weiteren, die Ausflussrate beeinflussenden Parameter in dynamischer Anpassung an die Vorschubgeschwindigkeit zu verändern. Den größten Einfluss hat jedoch eine Änderung der Größe der wirksamen Austrittsfläche der Düsenöffnung, so dass mit einer Vorrichtung oben beschriebener Art auf einfache Weise gute Ergebnisse erzielbar sind.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmittels auf ein taktförmig bewegtes Substrat, insbesondere vom Auftragen eines Gleitmittels auf einer Presse zuführbares, in einem an den Takt der Presse angepassten Takt bewegbares Blech, mit wenigstens einem Sprühventil (6), an dem das Beschichtungsmittel permanent ansteht und das eine mit einem zugeordneten Ventilsitz (10) zusammenwirkende, zur Veränderung der Ausflussrate des Sprühventils (6) verstellbare Ventilnadel (11) aufweist, die bei einer Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats entsprechend der für eine konstante Schichtdicke des Beschichtungsmittels bestehenden Abhängigkeit der Ausflussrate des Beschichtungsmittels aus dem Sprühventil (6) von der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (11) unter der Wirkung eines Steuermediums entgegen der Kraft einer Schließfeder (17) vom Ventilsitz (10) abhebbar und an einen Anschlag anstellbar ist, der als mit einer Antriebseinrichtung (28) antreibbare drehbare Nocke (25) ausgebildet ist, die zumindest bei sich ändernder Vorschubgeschwindigkeit des Substrats antreibbar und eine aus der für eine konstante Schichtdicke des Beschichtungsmittels bestehenden Abhängigkeit der Ausflussrate des Beschichtungsmittels aus dem Sprühventil (6) von der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats abgeleitete Kontur aufweist, wobei der Antriebseinrichtung (28) der Nocke (25) eine Steuereinrichtung (29) zugeordnet ist, die aus dem Momentanwert der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats und dem der Kontur der Nocke (25) zugrundeliegenden Zusammenhang die Winkelstellung der Nocke (25) ermittelt und die Antriebseinrichtung (28) entsprechend ansteuert.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (29) für wenigstens eine gewünschte Schichtdicke eine dem Zusammenhang zwischen Vorschubgeschwindigkeit des Substrats und Winkelstellung der Nocke (25) zugeordnete Information in Form einer Tabelle abgelegt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (29) eine dem Verlauf der Vorschubgeschwindigkeit des Substrats entsprechende Information in Form einer Tabelle abgelegt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (29) einen Ist-Wert-Eingang (32) für die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (29) einen Eingang (30) für ein von einer der das Substrat aufnehmenden Vorschubeinrichtung (2) nachgeordneten, taktförmig arbeitenden Bearbeitungseinrichtung abnehmbares Auslösesignal aufweist und dass eine der Vorschubeinrichtung (2) zugeordnete Antriebseinrichtung (3) mittels der Steuereinrichtung (29) aktivierbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, in einer Reihe nebeneinander angeordnete Sprühventile (6) vorgesehen sind und dass die diesen jeweils zugeordneten Nocken (25) auf einer über alle Sprühventile (6) durchgehenden Nockenwelle (26) aufgenommen sind, die mittels der von der Steuereinrichtung (29) ansteuerbaren Antriebseinrichtung (28) antreibbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (26) auf einer mit zugeordneten Konsolen (27) versehenen Traverse (7) gelagert ist, an der auch die Sprühventile (6) festlegbar sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Traverse (7) den Sprühventilen (6) zugeordnete Versorgungsleitungen verlegt sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Nockenwelle (26) zugeordnete Antriebseinrichtung (28) einen Servomotor mit nachgeordnetem, spielarmem Getriebe, aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, einander gegenüberliegenden Sprühventilen (6) zugeordnete Nockenwellen (26) vorgesehen sind, deren Antriebseinrichtungen (28) mittels derselben Steuereinrichtung (29) ansteuerbar sind.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühventile (6) mit Sprühluft und/oder einem Steuer-Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei die Beaufschlagung mittels der Steuereinrichtung (29) steuerbar ist, die die Beaufschlagung bei einem eine vorgebbare Mindestzeit übersteigenden Stillstand der Vorschubeinrichtung (2) abschaltet und mit Vorlauf gegenüber der nächsten Aktivierung der Vorschubeinrichtung (2) einschaltet.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren, außer der Austrittsfläche der Düsenöffnung die Ausflussrate des Beschichtungsmittel aus dem Sprühventil (6) beeinflussenden Parameter kontant gehalten sind.






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