WO2025031863A1 - Air circulation nozzle - Google Patents
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- WO2025031863A1 WO2025031863A1 PCT/EP2024/071450 EP2024071450W WO2025031863A1 WO 2025031863 A1 WO2025031863 A1 WO 2025031863A1 EP 2024071450 W EP2024071450 W EP 2024071450W WO 2025031863 A1 WO2025031863 A1 WO 2025031863A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
- B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
- B27D5/003—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood securing a veneer strip to a panel edge
Definitions
- the invention relates to a nozzle for activating a coating material and a method for activating a coating material.
- Such nozzles are known per se, e.g. from WO 2017/114792 Ai or DE 10 2015 004 015 Ai. They are used to activate a coating material, e.g. edge strips for coating a workpiece, in particular a narrow surface of a panel, typically a wood-based panel, plastic or metal panel. The coating material is then pressed onto the workpiece.
- This process of activation usually heating or chemical activation and coating, must often be interrupted, e.g. in order to adapt the coating material to the workpiece to be coated in terms of thickness, material or decoration.
- the nozzle therefore often runs in standby mode. In known models, this leads to the nozzle cooling down or to high energy consumption, which is not productive.
- Devices for re-collecting heated air that escapes from these nozzles are known, e.g. B. from DE 10 2020 131506 Ai, but these devices are space-consuming and complex to manufacture.
- the nozzle according to the invention for activating a coating material by means of a fluid has a nozzle body with
- the nozzle body further comprises
- the nozzle body further has a second exhaust air inlet which is in flow connection with a second exhaust air line in the nozzle body, and that the nozzle body has a second exhaust air outlet which does not open into the working surface and which is in flow connection with the second exhaust air line.
- nozzle body that the fluid that has escaped, usually at a temperate level, i.e. mostly heated, is returned to the nozzle body so that the latter remains at a constant temperature.
- the fluid can also be cooled, but in practice it is usually heated to temperatures above ambient temperature, advantageously up to 1,500 °C.
- An essential feature of the nozzle according to the invention is that at least one first inlet for exhaust air is provided, which at least partially takes in the exhaust air that exits from the first outlet for the fluid. This exhaust air usually no longer has the temperature that the heated fluid has when it exits the first outlet.
- a heated fluid in the case of a heated fluid, it still has a temperature that is significantly above the ambient temperature, or in the case of a cooled fluid, it still has a temperature that is significantly below the ambient temperature and which is used according to the invention to temper the coating material, the workpiece and/or the nozzle body.
- the repeated impact of the fluid on the coating material to be activated means that the energy used to activate the fluid, in this case to heat it, which was previously released into the environment, is better utilized.
- the nozzle according to the invention is extremely compact and space-saving, so that no heat energy is lost through transport routes for the exhaust air.
- the nozzle according to the invention provides for Preferably, no reheating or cooling of exhaust air is required.
- nozzle according to the invention it is fundamentally possible to provide means for heating or cooling the exhaust air, for example means for heating or cooling the first and/or second exhaust air line in order to maintain, increase or reduce the temperature of the exhaust air.
- An unexpected advantage of the nozzle according to the invention is that it is particularly quiet during operation compared to known nozzles. This is a considerable advantage from the point of view of occupational safety.
- a further advantage of the nozzle according to the invention is that existing nozzles on devices for coating workpieces can be easily replaced by the nozzle according to the invention, since the nozzle according to the invention has a compact design with small dimensions.
- the entry of the exhaust air, i.e. the fluid that has exited the first outlet and is usually heated and under pressure, into the first exhaust air inlet is supported in the operating state by the coating material being guided directly in front of the work surface.
- the coating material is advantageously guided between a lower and an upper guide.
- the upper and lower guides can be separate guides.
- a guide element that has an upper and a lower guide in particular is preferred in order to be able to process coating material of different widths.
- the upper guide is preferably adjustable in height so that coating material of different widths can be processed.
- the guide or the guide element is advantageously guided on the nozzle body, e.g. by the guide element engaging behind at least one edge of the nozzle body in sections.
- the guide element can also cover the outlet for the supplied fluid and/or the outlet(s) for exhaust air in sections, either on the work surface or in the nozzle body, e.g. in the supply air or exhaust air lines.
- the height adjustment for the guide can be arranged separately from the nozzle and the device to which the nozzle is attached. Preferably, however, the height adjustment of the guide is connected to the nozzle or the device for coating the workpiece. According to a first alternative, the height adjustment is possible by means of a spindle, which is connected in particular to the upper guide. According to a second alternative, the guide for the coating material is connected to the device for coating and is automatically adjusted, e.g. via a lever or lever and joint arrangement, depending on a Edge height of the workpiece to be coated. The width of the coating material is adjusted to the edge height of the workpiece so that the entire narrow surface of the workpiece is covered by the coating material.
- a guide can be designed with a flat surface that preferably rests on the narrow side or that advantageously at least partially rests on the outside of the coating material that faces away from the nozzle.
- a guide can, however, also advantageously be designed at an angle, so that a first section of the guide element rests on the narrow side and a second section of the guide element rests at least partially on the outside of the coating material.
- the guide element preferably only rests on the upper and/or lower narrow surface of the coating material in order not to damage the surface that is on the outside after coating.
- the coating material is advantageously guided between the guide and the work surface so that a defined distance from the work surface can be set; alternatively, the distance can be "zero".
- the return of the exhaust air to the first and/or possibly second exhaust air inlet is preferably supported by the guide having a cover element that is plate-shaped and that is pressed against the work surface in standby mode, e.g. by spring pressure, by a piston-cylinder arrangement or the like.
- the cover element is advantageously designed such that it is aligned parallel to the work surface and covers it at least in sections, wherein it preferably covers at least the first outlet for the fluid and/or rests against an upper and a lower end of the work surface or against an upper and a lower end of the outlets for fluid and exhaust air as well as the inlets for the exhaust air; it can be U-shaped, for example.
- the cover element can also cover the work surface completely.
- the cover element can have an inlet opening for the fluid and an exhaust air outlet and optionally an exhaust air duct for the fluid connected to it.
- the exhaust air emerging from the cover element can be directed in any direction through this exhaust air duct, e.g. away from the nozzle, but also back into the nozzle, e.g. in the direction of an exhaust air inlet.
- the exhaust air duct can be be designed according to the requirements of the respective nozzle or device for coating workpieces.
- the cover element can have at least one seal, which advantageously rests in standby mode on the nozzle body, in particular completely or partially on the work surface, at least the first outlet for the fluid or the area around the work surface.
- the fluid exits the first outlet, hits the cover element or is collected in the inlet opening and is guided to the exhaust air outlet of the cover element, where the fluid either exits into the environment or is transferred to the exhaust air duct, which optionally allows the fluid to be returned to the nozzle or to exit the fluid at any point.
- the cover element has a fluid channel that extends from an inlet opening that is opposite the first outlet to an outlet opening that is opposite the second exhaust air outlet of the nozzle body.
- the fluid is guided from the first outlet of the nozzle body through the cover element in the direction of the second outlet.
- the exhaust air then exits from the outlet opening of the cover element and into an exhaust air inlet of the nozzle body.
- the fluid then advantageously exits from an exhaust air outlet that does not open into the working surface of the nozzle body.
- This design of the cover element which enables the fluid to be returned to the nozzle body, is particularly preferred if the nozzle body is to remain at a constant temperature in standby mode, i.e. if newly supplied coating material is to be reactivated as quickly as possible and without loss of performance.
- the cover element can be designed as a separate component, but it can also preferably be part of the guide element.
- the advantage of a cover element is that, when it is in close contact with the working surface of the nozzle body in standby mode, the exhaust air is completely captured and diverted and that, particularly when the cover element is not completely sealed against the working surface, a suction is created that draws ambient air into the space between the cover element and the nozzle body, so that the cover or guide element and the surrounding device are cooled.
- the undesirable heating of the device and the area around the nozzle body, In particular, the cutting knife for the coating material and the pressure roller are avoided with minimal effort.
- the exhaust air in working mode can pass one after the other through one or more first exhaust air inlets and outlets that open into the working surface and the connecting exhaust air lines in the nozzle body and then pass through an exhaust air inlet whose associated exhaust air outlet is not in the working surface of the nozzle body and thus leave the nozzle body at a freely selectable location.
- the cover element is arranged at a distance from the working surface, typically up to 15 mm, preferably up to 10 mm, advantageously up to 5 mm, so that the coating material can be guided past the working surface between the cover element and the nozzle body.
- switching between working and standby mode is done manually, but preferably automatically, e.g. via a pressure piston or a spring that controls the position of the cover element.
- a guide element is used with an outer surface facing the nozzle body with at least two recesses and a closed guide space adjacent to the outer surface.
- the outer surface can preferably also serve as a cover element in standby mode, in particular as a spring-loaded cover element or a cover element that can be moved by a servomotor, which is guided close to the outside of the coating material in the operating state, i.e. is advantageously opposite it at a distance of up to 10 mm, preferably up to 5 mm, advantageously up to 0.1 mm.
- the outer surface has at least two recesses for exhaust air, namely a third exhaust air inlet that is opposite the first outlet for the fluid and directs the exhaust air into the guide space, and a third exhaust air outlet that is opposite the first and/or second exhaust air inlet and directs the exhaust air into one or more of these exhaust air inlets.
- the exhaust air is guided through a third exhaust air line that connects the third exhaust air inlet with the third exhaust air outlet.
- This design makes particularly effective use of the exhaust air in standby mode to temper the nozzle.
- the advantage of this design is the short distances between the outlet of the fluid and the inlet or re-entry of the exhaust air into the nozzle.
- the exhaust air hardly loses or gains any heat energy or temperature outside the nozzle body.
- the exhaust air can also be heated or cooled when passing through the third exhaust air line.
- exhaust air which emerges from an exhaust air outlet of the nozzle body during operation can also be advantageously used for tempering, i.e. for preheating or precooling the coating material and/or the narrow side of the workpiece to be coated:
- the coating material which can comprise a single- or multi-layer, preferably adhesive-free, in particular heat-activatable plastic or alternatively an adhesive-coated material, in particular a material coated with hot melt adhesive, is guided past the work surface at a distance of maximum 10 mm, advantageously at a distance of less than 5 mm, preferably at a distance of 0.1 mm or less. The smaller the distance between the coating material and the work surface, the better.
- the coating material is advantageously guided between a lower guide and an upper guide, the upper guide preferably being height-adjustable.
- the fluid emerging from the first outlet usually heated and generally under pressure, or the exhaust air emerging from the first exhaust air outlet, which is still at a temperature above room temperature, impacts directly on the coating material, with thermal energy being exchanged between the fluid or the exhaust air and the coating material.
- heating energy is transferred from the fluid to the coating material
- cooling energy is transferred from the coating material to the fluid.
- heat energy is usually mentioned which is transferred from the fluid to the coating material, but cooling of the coating material is always also meant. In the working direction, exhaust air first hits the coating material and only then does the usually heated fluid which emerges from the first outlet.
- the heat energy of the heated and pressurized fluid at the first outlet is so great that the surface of the coating material is fully activated, i.e. usually softened or melted, the impact of exhaust air probably only causes the coating material to be preheated. If the usually heated fluid hits a coating material preheated by exhaust air, less heat energy is than is required to activate a non-preheated coating material. The energy saved advantageously leads to a lower use of fluid or to a higher feed rate of a coating device in which the nozzle is inserted.
- the coating material can be pressed towards the nozzle body during operation using a spring, e.g. a leaf spring. Since activation using a heated fluid works better the smaller the distance between the outlet for the fluid and the surface to be activated, the spring contributes to optimal activation of the coating material.
- a spring e.g. a leaf spring. Since activation using a heated fluid works better the smaller the distance between the outlet for the fluid and the surface to be activated, the spring contributes to optimal activation of the coating material.
- the fluid that is usually heated is either a gas, preferably air, or a gas-liquid mixture, for example air enriched with water, whereby the fluid is usually under pressure.
- Compressed air or compressed air enriched with water is preferably used for activation, in this case for heating the coating material.
- gases e.g. nitrogen
- other liquids e.g. acidic or alkaline solutions or liquids that chemically activate the coating material, can be used.
- the fluid is preferably heated to temperatures of approx. 250 °C to 1,500 °C. In the operating state, it is usually under a pressure of up to 10 bar; in general, the pressure can be selected as high as the material of the nozzle body allows.
- the coating material can be activated with an average of only up to approx. 50%, advantageously approx. 40%, of the amount of fluid usually used. For example, instead of around 1,0001/min of compressed air, only up to 5001/min of compressed air is required to activate the coating material. This saving not only reduces operating costs but also investment costs because a correspondingly small compressor is sufficient to provide the required fluid. Alternatively, only one compressor is required instead of the previous two compressors.
- the nozzle body is preferably made of metal, but can also be made of a ceramic material, glass or another material, provided that the material can withstand the operating pressure of the heated and usually pressurized fluid and the respective operating temperature of e.g. up to 1,500 °C.
- the nozzle body is advantageously manufactured using an additive manufacturing process, particularly 3D printing. This process enables loss-free production of even complex structures. Nozzles manufactured using 3D printing are also lighter and therefore use less material.
- the nozzle according to the invention has an air supply inlet for the heated and generally pressurized fluid and a first outlet, which are flow-connected to one another by an air supply line.
- the air supply line is designed such that the heated fluid exits the first outlet with as little change in temperature and pressure as possible.
- the first outlet is arranged in a working surface, with the area around the first outlet preferably being set back in the nozzle body by up to 3 mm, advantageously up to 0.1 mm, from the working surface.
- the first outlet can advantageously consist of one or more openings, with the individual opening having a mostly round or oval outlet and an elongated section, advantageously 5 mm to 15 mm long, set back from the working surface in the manner of a keyhole, which extends against the working direction.
- the first outlet can also have two or more rows of openings.
- the mostly heated fluid emerges directly from this first outlet, i.e. i.e., at a distance of a maximum of 10 mm, preferably at a distance of up to 1 mm, particularly preferably up to 0.1 mm from the coating material to be activated and exchanges part of its heat and pressure energy with the coating material.
- the working surface, an outer surface of the nozzle body, which in the operating state faces the coating material to be activated further comprises, according to the invention, according to the first alternative, a first exhaust air inlet through which the exhaust air, i.e. the fluid which is still heated and under pressure after hitting the coating material, is returned to the nozzle body.
- the first exhaust air inlet is assigned a first exhaust air outlet via a flow connection, the first exhaust air line, which advantageously runs in the nozzle body, which is preferably designed so that the exhaust air is directed at an angle of 90° ⁇ 45 0 , advantageously in a Angle of 90° ⁇ 10° hits the coating material so that the exhaust air transfers a maximum of heat energy to the coating material.
- first exhaust air inlets and outlets are provided.
- the first exhaust air outlet is arranged in front of the first exhaust air inlet and this in front of the first outlet in the working direction.
- the coating material is presumably heated by the exhaust air, but preferably not fully activated, in particular not softened or melted.
- the working surface of the nozzle has a second exhaust air inlet, which is in flow connection with a second exhaust air outlet via a second exhaust air line, which preferably runs in the nozzle body.
- the second exhaust air outlet is not arranged in the working surface of the nozzle. It can be arranged at any point on the nozzle.
- the second exhaust air line advantageously extends on or through the nozzle body in order to regulate its temperature.
- the second exhaust air outlet is advantageously aligned so that the escaping exhaust air heats the surface of a workpiece to be coated with the coating material, e.g. a wood-based material, plastic or metal plate.
- the second outlet has two or more outlet openings so that different areas of the surface to be coated can be heated in a targeted manner if necessary.
- Individual outlet openings of the second outlet can advantageously be closed or opened individually by means of closing means.
- the first and second alternatives can each be implemented individually on a nozzle. However, they are preferably implemented together on a nozzle.
- the second exhaust air inlet is arranged before the first exhaust air outlet.
- the exhaust air with the least heat content is therefore fed to the second exhaust air outlet.
- the flow connection between the first exhaust air inlet and outlet on the one hand and the second exhaust air inlet and outlet on the other hand are separated from one another, these two exhaust air flows can optionally also be connected to one another, e.g. by an opening between the flow connection between the first exhaust air inlet and outlet on the one hand and the exhaust air line that is assigned to the second inlet and outlet.
- the nozzle body has a guide element which is arranged behind a respective first or second exhaust air inlet when viewed in the direction of the flowing exhaust air, i.e. opposite to the working direction.
- the guide element should guide the exhaust air as completely as possible into the first or second exhaust air inlet.
- the guide element extends from the rear edge of an exhaust air inlet when viewed in the direction of the flowing exhaust air at least to the level of the working surface, but advantageously up to the coating material.
- the guide element also advantageously extends over the entire height of the exhaust air inlet or over the entire height of the nozzle body in order to guide the exhaust air as completely as possible into the exhaust air inlet.
- the guide element is advantageously shaped as a wedge that is directed in the working direction of the coating material, i.e. against the flow direction of the exhaust air.
- the tip of the wedge-shaped guide element can partially cover the associated exhaust air inlet.
- the exhaust air that no longer exits the work surface can, according to the invention, be discharged from the nozzle body through an exhaust air outlet at any point - and thus in all directions. It is advantageously directed from the exhaust air outlet onto the workpiece to be coated.
- the exhaust air line can extend through the nozzle body to the desired exhaust air outlet, e.g. in order to optimally adapt to the desired installation situation of the nozzle.
- an exhaust air duct can be connected to the nozzle body, which continues the exhaust air line so that the exhaust air is either directed onto the material to be coated or away from the device to avoid heating up.
- the exhaust air duct can optionally have a movable element to direct the exhaust air onto the workpiece to be coated during work mode, but away from the device during standby mode.
- the exhaust air duct can be made of the same or a different material as the nozzle body, e.g. plastic.
- any exhaust air duct, even complex ones, can be provided that can be individually adapted to the respective are adapted to the application situation of the nozzle.
- both the workpiece is optimally prepared and the coating material is optimally activated. This is reflected in improved strength and water resistance of the welded or adhesive bond between the workpiece and the coating material, which results in a bond between the workpiece and the coating material that still exists or is improved after storage in water that is at least three times longer.
- the nozzle body is double-walled.
- the double-walled design reduces the cooling of the nozzle body in standby mode.
- the release of heat from the nozzle body into the environment is also advantageously reduced.
- the nozzle body of the nozzle according to the invention has a standby device with a standby inlet, a standby space and a standby outlet.
- the standby device is advantageously not connected to other flow connections, here e.g. the supply air line of the fluid or an exhaust air line. It is preferably designed as an independent device of a nozzle body. It can also be arranged on nozzles that do not correspond to the nozzle according to the invention.
- the space between the two outer walls of the nozzle body can be used as the standby space, which is provided with its own standby inlet and a standby outlet.
- a tempered fluid i.e.
- a mostly heated or cooled and usually pressurized fluid is introduced through the standby inlet, flows through the standby space and flows out again from the standby outlet.
- the standby space can pass through the nozzle body without being in flow connection with the lines for the fluid or the exhaust air.
- care can be taken to ensure that the nozzle body is evenly tempered.
- the nozzle according to the invention can be used in a device for coating workpieces, in particular for coating the narrow surfaces of plate-shaped workpieces.
- Such a device has means for conveying the workpiece, means for conveying the coating material, the nozzle according to the invention for at least sectional activation, e.g.
- a known disadvantage of such devices is that the heated exhaust air emerging from the nozzle heats surrounding tools such as a cutting knife for cutting the coating material to length or the pressure means for pressing the coating material onto the workpiece, usually a pressure roller.
- a heated pressure means often causes undesirable deformation and/or discoloration of the coating material because a heated pressure means also introduces thermal energy into the coating material.
- Coating material that is located just in front of the nozzle in the working direction can also soften or discolor.
- a particular advantage of the nozzle according to the invention is that by guiding the exhaust air through the nozzle, heating or warming of surrounding tools or the coating material is largely avoided. Using the nozzle according to the invention therefore results in less waste when coating workpieces with the coating material, since undesirable discoloration and/or deformation no longer occurs.
- the nozzle for activating the coating material is usually arranged on the complex device for coating the workpiece. It is usually undesirable for the heated fluid used to activate the coating material to heat the device. It is therefore considered a particularly advantageous design of the nozzle if the nozzle body does not rest fully on the more complex device and thus introduces heat into this device. Accordingly, the nozzle body advantageously rests on only one, preferably two or more support points that are small in relation to the nozzle body.
- the support points create a distance from the device so that the nozzle body is almost completely surrounded by the ambient air. This prevents heat from being transferred to the device and keeps the heat in the nozzle body.
- the support points can be molded onto the nozzle body or attached as components, e.g. screwed on. They have a height of e.g. 0.5 mm to 15 mm and can be adapted to the individual requirements of the respective device.
- the invention further relates to a method for activating a coating material by means of a fluid by means of a nozzle body with
- the nozzle body further comprises
- the nozzle body further has a second exhaust air inlet which is in flow connection with a second exhaust air line in the nozzle body, and that the nozzle body has a second exhaust air outlet which does not open into the work surface and which is in flow connection with the second exhaust air line, wherein the fluid flows through the supply air inlet into the supply air line and from there to the first outlet, in order to then flow as exhaust air into the first exhaust air inlet and from there to the first exhaust air outlet, according to a first alternative, and/or according to a second alternative, flow as exhaust air to a second exhaust air inlet and from there into an exhaust air line and to a second exhaust air outlet.
- the method according to the invention provides that in the operating state the coating material is guided directly along the work surface or at a distance of a maximum of 10 mm, preferably a maximum of 0.1 mm in front of the work surface, so that the exhaust air, after bouncing off the coating material, is guided in the direction of the nozzle body and thus in the direction of the first and/or second exhaust air inlet.
- a An upper and/or lower guide and optionally a pressure surface usually an outer wall of a guide element, form an air space in front of the working surface, which creates a flow connection between the first outlet and the first or second inlet. This is supported by a guide element if necessary, as described above.
- a guide or a guide element is arranged in front of the work surface, either directly adjacent to the work surface, in particular if the first outlet and the first and/or second exhaust air inlet are recessed into the nozzle body by a recess, or at a short distance in front of the work surface, in any case such that the fluid emerging from the first outlet, usually heated, can be fed as exhaust air through the air space that creates a flow connection to the first or second exhaust air inlet, if possible without exhaust air losses occurring.
- an upper and/or lower guide and optionally a pressure surface of the guide element can help to limit the air space in front of the work surface.
- a reduced amount of fluid, which is usually heated is introduced into the nozzle body and passed through the first outlet, the first exhaust air inlet and the first exhaust air outlet or the second exhaust air inlet and outlet and/or according to a second alternative, fluid heated by a standby device is passed through a standby inlet into a standby space in the nozzle body and a standby outlet from the nozzle body.
- the first and second alternatives can be combined.
- the fluid from the first outlet of the nozzle body can be guided through the cover element to a first fluid outlet through an opening of a cover element opposite the first outlet, in order then, according to a first alternative, to exit from the fluid outlet into a fluid channel which is formed in the cover element or adjoining it and to leave the nozzle or, according to a second alternative, to be guided back into the nozzle body.
- FIG. 1 Cross section through a first embodiment of the nozzle according to the invention
- Fig. 2 Perspective view of a second embodiment of the nozzle according to the invention
- FIG. 3 Cross section through a guide element and a nozzle according to the invention
- Fig. 4 View of the guide element according to Fig. 3
- Fig. 5 Side view of a guide element
- FIG. 6a Section through a third embodiment of the nozzle according to the invention in working mode
- Fig. 7a Top view of a fourth embodiment of the nozzle according to the invention in working operation
- FIG. 7b Top view of the nozzle from Fig. 7a in standby mode
- Fig. 1 shows a nozzle 1 according to the invention with a nozzle body 2 made of metal, ceramic, plastic or glass, whereby the respective material in this embodiment can withstand a pressure of up to 10 bar and a temperature of up to 1,500 °C.
- the nozzle 1 was manufactured using 3D printing.
- the nozzle 1 has a first outlet 3, which here is designed in the form of several openings in the nozzle body arranged one above the other and/or next to one another.
- the first outlet 3 is connected to a supply air line 4, which extends perpendicular to the cutting plane and which opens into a supply air inlet outside the cutting plane.
- the first outlet 3 is preferably inclined against the working direction Ai of a coating material 5, wherein the inclination strikes the coating material at an angle of 90° ⁇ 45 0 , advantageously at an angle of 90 ° ⁇ 10 °. Inclining the first outlet in this direction has the effect of reducing the escape of exhaust air in the working direction Ai from the nozzle 1.
- the coating material 5 can be made of plastic, paper, veneer or other flat material. It can be single-layered or multi-layered, it can consist of a single material or of several materials which can be arranged in layers, for example. It can be coated with adhesive, in particular hot melt adhesive.
- the coating material 5 is preferably strip-shaped with a width of e.g.
- the coating material 5 is guided past a working surface 6 of the nozzle 1 in the working direction Ai, whereby the distance between the working surface 6 and the coating material 5 or a guide element is a maximum of 10 mm, preferably a maximum of 5 mm, particularly preferably a maximum of 0.1 mm, whereby a first flow connection 7 between the first outlet 3, the work surface 6, the coating material 5 or a guide element and a first exhaust air inlet 9 is ensured.
- the fluid which is usually heated and generally under pressure, is typically a gas or gas mixture such as air or nitrogen, which may be enriched with liquid. If a liquid is used, it can be water, an alkaline or acidic solution, or a solution for chemically activating the coating material.
- the fluid is usually heated to temperatures of up to 1,500 °C, typically between 350 °C and 650 °C; alternatively, it can be cooled. It is generally fed into the nozzle at a pressure of 0.1 bar to 10 bar. It is fed to the first outlet 3 through an air supply line 4 and exits the first outlet 3 towards the coating material 5, where it transfers heat energy and pressure energy to the coating material.
- the exhaust air bouncing off the coating material 5 is fed through the first flow connection 7 to the first exhaust air inlet 9, through which the exhaust air re-enters the nozzle 1.
- the exhaust air is led through a first exhaust air line 10 to a first exhaust air outlet 12.
- the first exhaust air outlet 12 is advantageously designed so that the exhaust air hits the coating material at an angle of 90° ⁇ 45 ° , preferably 90° ⁇ 10°, in order to ensure an optimal transfer of heat and possibly pressure energy to the coating material.
- the nozzle 1 described here corresponds to the first alternative of the nozzle according to the invention.
- Fig. 1 shows an optional component, a guide element 13.
- the guide element 13 extends from the nozzle body 2 to the coating material. It is advantageously wedge-shaped, with the wedge preferably being inclined in the working direction Ai so that it cannot cut into the coating material.
- the exhaust air is effectively guided in the direction of the first exhaust air inlet 9.
- An optional guide element 13 is also arranged here. The repeated arrangement is optional and is particularly useful when working at high temperatures and pressures of the fluid. The arrangement of a guide element 13 also reduces the escape of exhaust air flowing against the working direction Ai from the nozzle 1.
- Fig. 1 also shows a second exhaust air inlet 14, starting from the first exhaust air outlet 12 and running against the working direction Ai.
- This second exhaust air inlet is in flow connection with an exhaust air line 15, which opens into a second exhaust air outlet 16.
- this second exhaust air outlet 16 does not open into the working surface of the nozzle body, but at a different point on the nozzle body 2.
- the second exhaust air outlet 16 opens at a point where the escaping exhaust air strikes the surface of a workpiece 17 to be coated, here the narrow surface of a wood-based material, plastic, glass or metal plate, and preheats it for the coating process. This explains the second alternative of the nozzle 1 according to the invention.
- first and second alternatives can be implemented both individually and together in a nozzle 1 according to the invention. It is also conceivable for the second alternative to be implemented not in a single embodiment as shown in Fig. 1, but also in multiple embodiments in a nozzle according to the invention; in particular if no guide elements are used.
- Coating material 5 and workpiece 17 meet in the working direction Ai, A2 immediately after the nozzle 1 according to the invention and are connected to one another by a force P which generally acts on the coating material and is usually exerted by a pressure roller.
- the workpiece which is held by the coating device (not shown here) exerts a counterforce.
- the pressure roller or another tool which exerts the force P is essentially no longer subject to the influence of exhaust air, so that the pressure roller or the tool no longer The same applies to the cutting knife K arranged in front of the nozzle 1 in the working direction Ai.
- the exhaust air passed through the nozzle body 2 several times causes a tempering of the nozzle body 2. This ensures that optimally heated fluid reaches the first outlet 3 or the coating material, so that an optimal connection of the coating material with the workpiece is achieved.
- Fig. 2 shows a view of a second embodiment of the nozzle 1 according to the invention, in which, as in the other figures, the same reference numerals are used for the same components as in Fig. 1.
- the nozzle body 2 has a working surface 6.
- the first outlet 3 is arranged in the working surface 6, which here consists of a number of individual openings that are distributed over a height H of the working surface. While in Fig. 2 they are evenly distributed over the height H, according to an alternative embodiment not shown here they can also be distributed unevenly, e.g. at a closer distance at the upper and/or lower end of the working surface 6 and at a further distance in the middle of the working surface.
- the working surface 6 also has a first outlet 3 for the fluid, which is usually heated and usually under pressure.
- the first supply air inlet 8 can be seen on the top of the nozzle body 2, which is in flow connection with the first outlet 3 via the supply air line 4 (not visible here).
- the first outlet 3 is followed by a double sequence of the first exhaust air inlet 9, next to which the first exhaust air outlet 12 is arranged, which are connected to each other by a first exhaust air line 10.
- This is followed by the second exhaust air inlet 14, to which the second exhaust air line 15 and the second exhaust air outlet 16 are connected.
- the second exhaust air outlet 16 is arranged outside the work surface 6.
- Fig. 2 further clearly shows that the outlets 3 and 12 as well as the inlets 9 and 14 are advantageously arranged in a recess 11 of the working surface 6.
- the recess 11 serves to create a first flow connection 7, with which a Flow connection for exhaust air from the first outlet 3 to the first exhaust air inlet 9 is to be ensured.
- the cross-section of the first flow connection is not larger than the cross-section of the first outlet or the first or second exhaust air outlet. If no guide elements 13 are used, the cross-section of the first flow connection 7 should advantageously not be larger than the cross-section of the inlets and outlets.
- the nozzle 1 according to the embodiment shown in Fig. 2 also shows an optional opening 18a, which is usually designed as a threaded hole and which serves to attach a guide element (not shown here).
- the recess 11 relative to the working surface can be a maximum of 10 mm. However, it is preferred if the recess 11 is up to 1 mm, particularly preferably up to 0.1 mm.
- Fig. 3 shows a cross-section through a third embodiment of the nozzle 1 according to the invention.
- This nozzle 1 has a nozzle body 2 in which an air supply channel 4 is built in, which is in flow connection with the first outlet 3, so that a tempered, usually heated and generally pressurized fluid can exit from the first outlet.
- Fig. 3 also shows a nozzle body 2 with a first exhaust air inlet 9 and with a second exhaust air inlet 14.
- the first exhaust air inlet 9 is followed by the first exhaust air line 10, which opens into the first exhaust air outlet 12. This arrangement is repeated against the working direction Ai.
- the exhaust air outlet 12 which is designed so that the exiting exhaust air hits the coating material at an angle of 90° ⁇ 45°, preferably 90° ⁇ 10°, is followed by the second exhaust air inlet 14, which is in flow connection with the second exhaust air line 15, which opens into the second exhaust air outlet 16.
- the nozzle 1 according to Fig. 3 thus also shows both alternatives of the nozzle according to the invention.
- the inlets and outlets in the work surface 6 are each arranged in an optional recess 11, while the optional guide elements 13 extend up to the work surface 6 or beyond.
- the guide elements 13 can rest on the coating material 5 in the operating state. Since they only heat the coating material, but not fully activated, contact between the guide element 13 and the coating material 5 is harmless.
- receptacles 27 for fastening elements can be seen, which can be provided at suitable locations in the nozzle body 2, in particular in an additive manufacturing process, e.g. in order to connect the nozzle to a coating device.
- Fig. 3 also shows a nozzle 1 with a guide element 19, which is arranged opposite the nozzle body 2 and which is detachably or permanently connected to the nozzle body 2.
- the guide element 19 has an outer wall 20, which is opposite the working surface 6.
- a channel 21 for the coating material is formed between the working surface 6 and the outer wall 20, which is guided through this channel in the operating state.
- the coating material 5 is preferably located at a distance of less than 0.1 mm in front of the working surface.
- Fig. 3 shows the nozzle 1 with nozzle body 2 and guide element 19 in the standby state, i.e. without coating material.
- a fluid which is usually heated and usually under pressure, is also introduced into the nozzle body through the supply air inlet 8 and flows out of the first outlet 3 through the supply air line 4.
- the outflowing fluid immediately becomes exhaust air, which enters the guide element 19 through the third exhaust air inlet 22 and passes through this in a third exhaust air line 23 to exit at a third exhaust air outlet 24.
- the third exhaust air inlet 22 is preferably located opposite the first outlet 3 and the third exhaust air outlet 24 is advantageously located opposite the second exhaust air inlet 14.
- the second exhaust air inlet 14 opens into a second exhaust air line 15, which passes through the nozzle body 2 and opens into a second exhaust air outlet 16, which is not located in the work surface 6.
- the exhaust air which is passed through the nozzle body 2 in this way, tempers it and thus prevents it from cooling down or heating up. Cooling down or heating up the nozzle body 2 leads to an undesirable, extended start-up phase after starting operation, because the coating material is not immediately supplied with sufficient tempered, usually heated and generally pressurized fluid.
- a very short path outside the nozzle body 2 is specified for the exhaust air by the guide element 19, so that it can re-enter the nozzle body 2 with minimal heat or pressure loss.
- the heating of tools in the vicinity of the nozzle 1, e.g. the cutting blade K and pressure roller is also advantageously avoided here.
- Fig. 4 shows a guide element 19 with an outer wall 20 that is arranged essentially parallel to a work surface 6 (not shown here).
- This outer wall 20 serves as a cover element in standby mode.
- a third exhaust air inlet 22 and a third exhaust air outlet 24 are incorporated into the outer wall 20, which are in flow connection with one another via a third exhaust air line 23 in the guide element 19.
- the guide element 19 also has an optional opening 18b that is aligned with the bore 18a and that can be used to connect the guide element 19 and the nozzle body 2 to form a nozzle 1.
- Fig. 5 shows a side view of the guide element 19. It is clear that the guide element protrudes in a contact section 25 above the outer wall 20 and, when mounted, rests against the upper area of the work surface 6, i.e. above the inlets and outlets of the work surface. This means that exhaust air cannot escape upwards.
- a projection 25 is arranged at the lower end of the guide element 19, or alternatively at the lower end of the nozzle body 2 in the area of the work surface 6, on which the coating material 5 is supported.
- the contact section 25, which is arranged above the inlets and outlets for fluid and exhaust air, serves as a guide for the upper narrow surface and preferably guides the adjacent outside of the coating material 5 in sections in connection with the outer wall 20.
- the projection 26, which is arranged below or at the lower end of the working surface 6, guides the lower narrow surface of the coating material 5 and, if necessary, in sections in connection with the outer wall 20, also the adjacent outside of the coating material 5.
- the outer wall 20 is spring-loaded as a cover element, possibly also as a separate component, and lies close to the work surface 6 in standby mode.
- the guide element 19 can be moved in the direction of the work surface 6 and away from the work surface 6, e.g. either by a pressure spring or by a servomotor, so that in the operating state it creates space for the coating material 5 to pass through, while in standby mode the outer wall 20 as a cover element is brought so close to the work surface 6 that the first flow connection 7 has a cross-section that is preferably not significantly larger than that of the first flow connection in the presence of the coating material 5 present in the operating state.
- Fig. 6a and Fig. 6b each show a section through a third embodiment of the nozzle 1 according to the invention.
- the nozzle body 2 has a first outlet 3, which is supplied with fluid through a first supply air line 4.
- the first supply air line 4 extends from the first outlet 3 to the supply air inlet 8 and thus creates a first flow connection 7 for the fluid.
- the first exhaust air inlet 9 is arranged, from which a guide element 13 extends in the direction of the work surface in order to guide the exhaust air into the first exhaust air inlet 9.
- the first exhaust air inlet 9 is in flow connection with the first exhaust air outlet 12.
- the first exhaust air outlet 12 directs the escaping exhaust air onto the coating material to be activated.
- the angle at which the exhaust air hits the coating material can be adjusted by designing the first exhaust air outlet 12 to ensure optimal activation of the fluid.
- the design of the other fresh and exhaust air outlets can be designed in the same way.
- An optimal angle for the fluid to hit is between 80° and 100° in relation to the work surface 6.
- the second exhaust air inlet 14 is arranged next to the second exhaust air outlet 12.
- the second exhaust air inlet is in flow connection with a second exhaust air line, which is not shown here.
- This second exhaust air line opens into a second exhaust air outlet, which Exhaust air is directed away from the nozzle body 2, preferably in the direction of the workpiece to be coated, as shown, for example, in Fig. 1.
- the fluid used for activation flows in working mode, as shown in Fig. 6a, through the supply air inlet 8 to the first outlet 3, through the first exhaust air inlet 9 to the first exhaust air outlet 12, from there to the second exhaust air inlet 12 and through a second exhaust air line away from the nozzle body 2.
- This guidance of the fluid is very efficient in working mode.
- standby mode when no coating material is being guided past the work surface, the fluid would flow out of the first outlet 3 and heat both the nozzle body 2 and the surrounding area, including the surrounding device parts such as a cutting knife for the coating material and the pressure roller for pressing the activated coating material onto the workpiece. This is undesirable and also represents a waste of energy.
- the third embodiment according to Fig. 6a and Fig. 6b has a piston-cylinder arrangement 29, preferably a pneumatically operated arrangement, which here is arranged above the nozzle body 2.
- a piston 30 of the piston-cylinder arrangement leaves the first flow connection 7 and thus the supply air line 4 free during operation according to Fig. 6a, so that the fluid can flow as described above.
- the piston 30, on the other hand, blocks a fluid channel 28 for standby operation, which leads the fluid not required for activation away from the nozzle body 2 to a fluid outlet 28a.
- the fluid outlet 28a can end at any point, depending on the requirements of the respective coating device.
- the fluid outlet 28a can end in the area of the coating device, it can be further away, e.g. B. end outside the building, but the heated fluid that is not needed in standby mode can also be advantageously circulated and, if necessary, fed back to the supply air inlet 8 after being heated up again.
- Fig. 6b shows that the piston 30 in standby mode not only blocks the fluid channel 28, but also the supply air line 4.
- a flow connection is created between the supply air line 4 and the fluid channel 28, so that the fluid, which is at operating temperature at this time, does not enter the interior of the nozzle body 2 and heat or cool it. Rather, the fluid is preferably transferred into the fluid channel 28 before entering the nozzle body 2.
- the piston-cylinder arrangement 29 has a cooling device 31 which prevents heat or cold transfer from the fluid to the piston-cylinder arrangement 29.
- Figs. 7a and 7b also deals with the guidance of the fluid in working mode (Fig. 7a) and in standby mode (Fig. 7b).
- Fig. 7a shows a nozzle 1 with a nozzle body 2 and a working surface 6 in which (not visible here) a first outlet 4, a first exhaust air inlet 9, a first exhaust air outlet 12 and a second exhaust air inlet 14 are arranged, approximately as shown in Fig. 1, for example.
- the nozzle 1 also has an air supply line 4, which is part of the first flow connection that opens into the first outlet 3.
- Fig. 7a shows the second exhaust air line 15, with which used fluid is guided away from the nozzle body 15 during operation, preferably in the direction of a surface of a workpiece to be coated.
- a covering device 32 is arranged opposite the working surface 6 of the nozzle 1.
- the covering device 32 has a covering element 33 which is arranged directly opposite the working surface 6, as well as a deflector 34 connected to the covering element 33 and a piston-cylinder arrangement 35 which in turn is connected to the deflector 34.
- the cover element 33 is arranged at a distance of approximately 3 mm to 15 mm, often between 5 mm and 10 mm, from the work surface 6.
- a contact surface 38 of the cover element 33 faces the work surface and covers at least the first outlet 3; optionally, the work surface 6 is covered completely or partially.
- the distance between the work surface 6 and the contact surface 38 must be sufficiently dimensioned to guide the coating material to be activated past the work surface 6 during operation.
- Fig. 7b shows that the cover element 33 in standby mode on the work surface 6 and covers at least the first outlet 3, preferably part or all of the working surface 6.
- the contact surface 38 preferably has a seal which seals the covered area towards the contact surface 6.
- the cover element 33 can be moved directly, e.g. by a piston-cylinder device or another actuating device, in the direction of the working surface 6 until it rests there. Often such direct actuation is not possible because the coating device in which the nozzle according to the invention is inserted does not offer any space for this. Therefore, the arrangement shown in Fig. 7 is often recommended, which is explained below: The distance between the cover element 33 and the contact surface 6 is closed by actuating the piston-cylinder arrangement 35, the piston of which extends.
- the deflector 34 which is connected to the piston at a pivot point 36, is composed of two sections which are preferably rigidly connected to one another, a first section 34a which extends from the pivot point 36 to a rotation axis 37 and a second section 34b which extends from the rotation axis 37 to the cover element 33 and is fastened to it.
- the extending piston of the piston-cylinder arrangement 35 causes the deflector 34 to rotate about the rotation axis 37, so that the cover element 33 closes the distance to the work surface 6 and rests against it, as shown in Fig. 7b.
- the fluid at operating temperature is guided through the supply air line 4, exits from the first outlet 3 and enters an opening (not visible here) in the contact surface 38 of the cover element 33.
- the fluid exits through an exhaust air outlet 39 of the cover element 33, either directly into the area surrounding the nozzle 1 or into an exhaust air channel, which either conveys the fluid further to another outlet at a greater distance from the nozzle 1 or back in the direction of the supply air inlet 8 of the nozzle 1, if necessary after the fluid has been heated or cooled to the operating temperature again.
- the shape of the deflector 34 can easily be adapted to the requirements of the respective nozzle 1 or coating device. list of reference symbols
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Abstract
Description
Beschreibung Umluftdüse Description recirculation nozzle
Die Erfindung betrifft eine Düse zum Aktivieren eines Beschichtungsmaterials und ein Verfahren zum Aktivieren eines Beschichtungsmaterials. The invention relates to a nozzle for activating a coating material and a method for activating a coating material.
Solche Düsen sind an sich bekannt, z. B. aus der WO 2017/114792 Ai oder der DE 10 2015 004 015 Ai. Sie werden eingesetzt, um ein Beschichtungsmaterial, z. B. Kantenstreifen zum Beschichten eines Werkstücks, insbesondere einer Schmalfläche einer Platte, typisch einer Holzwerkstoff-, Kunststoff- oder Metallplatte, zu aktivieren. Das Beschichtungsmaterial wird nachfolgend an das Werkstück angepresst. Dieser Vorgang des Aktivierens, meist eines Erhitzens oder eines chemischen Aktivierens und Beschichtens muss häufig unterbrochen werden, z. B. um das Beschichtungsmaterial hinsichtlich Dicke, Material oder Dekor in Anpassung an das zu beschichtende Werkstück anzupassen. Die Düse läuft also häufig im Standby-Betrieb. Bei bekannten Modellen kommt es dabei zum Auskühlen der Düse oder zu hohem Energieverbrauch, der nicht produktiv ist. Zwar sind Vorrichtungen zum Wieder- Auffangen von erhitzter Luft, die aus diesen Düsen austritt, bekannt, z. B. aus der DE 10 2020 131506 Ai, doch sind diese Vorrichtungen raumgreifend und aufwändig in der Herstellung. Such nozzles are known per se, e.g. from WO 2017/114792 Ai or DE 10 2015 004 015 Ai. They are used to activate a coating material, e.g. edge strips for coating a workpiece, in particular a narrow surface of a panel, typically a wood-based panel, plastic or metal panel. The coating material is then pressed onto the workpiece. This process of activation, usually heating or chemical activation and coating, must often be interrupted, e.g. in order to adapt the coating material to the workpiece to be coated in terms of thickness, material or decoration. The nozzle therefore often runs in standby mode. In known models, this leads to the nozzle cooling down or to high energy consumption, which is not productive. Devices for re-collecting heated air that escapes from these nozzles are known, e.g. B. from DE 10 2020 131506 Ai, but these devices are space-consuming and complex to manufacture.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Düse und ein Verfahren zum Aktivieren von Beschichtungsmaterial vorzuschlagen, dass einen energiesparenden Betrieb einer Düse ermöglicht. It is therefore an object of the invention to propose a nozzle and a method for activating coating material that enables energy-saving operation of a nozzle.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Düse nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 13. This object is achieved with a nozzle according to claim 1 and a method according to claim 13.
Die erfindungsgemäße Düse zum Aktivieren eines Beschichtungsmaterials mittels eines Fluids, weist einen Düsenkörper auf mit The nozzle according to the invention for activating a coating material by means of a fluid has a nozzle body with
- einem Zuluft-Einlass, - a supply air inlet,
- eine Zuluft-Leitung, und - einem ersten Auslass, wobei der Zuluft-Einlass und der erste Auslass mit dem Zuluft-Raum in Strömungsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer ersten Alternative der Düsenkörper weiter aufweist - a supply air line, and - a first outlet, wherein the supply air inlet and the first outlet are in flow connection with the supply air space, characterized in that according to a first alternative the nozzle body further comprises
- einen ersten Abluft-Einlass und - a first exhaust air inlet and
- einen ersten Abluft-Auslass wobei der erste Abluft- Einlass und der erste Abluft- Auslass in einer Arbeitsfläche des Düsenkörpers münden und über eine erste Abluft-Leitung miteinander in Strömungsverbindung stehen und/oder nach einer zweiten Alternative der Düsenkörper weiter einen zweiten Abluft-Einlass aufweist, der mit einer zweiten Abluft-Leitung im Düsenkörper in Strömungsverbindung steht, und dass der Düsenkörper einen zweiten Abluft- Auslass aufweist, der nicht in der Arbeitsfläche mündet, und der mit der zweiten Abluft- Leitung in Strömungsverbindung steht. - a first exhaust air outlet, wherein the first exhaust air inlet and the first exhaust air outlet open into a working surface of the nozzle body and are in flow connection with one another via a first exhaust air line and/or according to a second alternative, the nozzle body further has a second exhaust air inlet which is in flow connection with a second exhaust air line in the nozzle body, and that the nozzle body has a second exhaust air outlet which does not open into the working surface and which is in flow connection with the second exhaust air line.
Beide Alternativen sehen also vor, dass einmal ausgetretenes, in der Regel temperiertes, d. h., meist erhitztes Fluid wieder in den Düsenkörper zurückgeführt wird, so dass dieser gleichbleibend temperiert bleibt. Grundsätzlich kann das Fluid auch gekühlt werden, in der Praxis wird es jedoch meist auf Temperaturen über Umgebungstemperatur, vorteilhaft von bis zu 1.500 °C erhitzt. Wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Düse ist, dass mindestens ein erster Einlass für Abluft vorgesehen ist, der mindestens zum Teil die Abluft aufnimmt, die aus dem ersten Auslass für das Fluid austritt. Diese Abluft weist meist nicht mehr die Temperatur auf, die die das erhitzte Fluid beim Austreten aus dem ersten Auslass aufweist. Sie weist aber bei einem erhitzten Fluid immer noch eine Temperatur auf, die signifikant über der Umgebungstemperatur liegt, oder bei einem gekühlten Fluid immer noch eine Temperatur, die signifikant unter der Umgebungstemperatur liegt und die erfindungsgemäß genutzt wird, um das Beschichtungsmaterial, das Werkstück und/oder den Düsenkörper zu temperieren. Durch das wiederholte Auftreffen des Fluids auf das zu aktivierende Beschichtungsmaterial wird die zum Aktivieren, hier zum Erhitzen des Fluids aufgewandte Energie, die bisher in die Umgebung abgegeben wurde, besser genutzt. Die erfindungsgemäße Düse ist außerordentlich kompakt und raumsparend, so dass keine Wärmeenergie durch Transportwege für die Abluft verloren geht. Die erfindungsgemäße Düse sieht bevor- zugt kein Wiederaufheizen oder Kühlen von Abluft vor. Es ist aber grundsätzlich möglich, Mittel zum Erhitzen bzw. Kühlen der Abluft vorzusehen, zum Beispiel Mittel zum Beheizen oder Kühlen der ersten und/oder zweiten Abluft- Leitung, um so die Temperatur der Abluft zu halten, zu steigern oder zu senken. Es ist ein unerwarteter Vorteil der erfindungsgemäßen Düse, dass sie im Arbeits-Betrieb besonders geräuscharm ist im Vergleich zu bekannten Düsen. Dies ist ein erheblicher Vorteil unter dem Gesichtspunkt des Arbeitsschutzes. Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Düse, dass vorhandene Düsen an Vorrichtungen zum Beschichten von Werkstücken einfach durch die erfindungsgemäße Düse ersetzt werden können, da die erfindungsgemäße Düse eine kompakte Bauweise mit geringen Abmessungen aufweist. Both alternatives therefore provide that fluid that has escaped, usually at a temperate level, i.e. mostly heated, is returned to the nozzle body so that the latter remains at a constant temperature. In principle, the fluid can also be cooled, but in practice it is usually heated to temperatures above ambient temperature, advantageously up to 1,500 °C. An essential feature of the nozzle according to the invention is that at least one first inlet for exhaust air is provided, which at least partially takes in the exhaust air that exits from the first outlet for the fluid. This exhaust air usually no longer has the temperature that the heated fluid has when it exits the first outlet. However, in the case of a heated fluid, it still has a temperature that is significantly above the ambient temperature, or in the case of a cooled fluid, it still has a temperature that is significantly below the ambient temperature and which is used according to the invention to temper the coating material, the workpiece and/or the nozzle body. The repeated impact of the fluid on the coating material to be activated means that the energy used to activate the fluid, in this case to heat it, which was previously released into the environment, is better utilized. The nozzle according to the invention is extremely compact and space-saving, so that no heat energy is lost through transport routes for the exhaust air. The nozzle according to the invention provides for Preferably, no reheating or cooling of exhaust air is required. However, it is fundamentally possible to provide means for heating or cooling the exhaust air, for example means for heating or cooling the first and/or second exhaust air line in order to maintain, increase or reduce the temperature of the exhaust air. An unexpected advantage of the nozzle according to the invention is that it is particularly quiet during operation compared to known nozzles. This is a considerable advantage from the point of view of occupational safety. A further advantage of the nozzle according to the invention is that existing nozzles on devices for coating workpieces can be easily replaced by the nozzle according to the invention, since the nozzle according to the invention has a compact design with small dimensions.
Das Eintreten der Abluft, also des aus dem ersten Auslass ausgetretenen, meist erhitzten und unter Druck stehenden Fluids, in den ersten Abluft-Einlass wird im Betriebszustand dadurch unterstützt, dass das Beschichtungsmaterial unmittelbar vor der Arbeitsfläche geführt wird. Dabei wird das Beschichtungsmaterial vorteilhaft zwischen einer unteren und einer oberen Führung geführt. Es kann sich bei der oberen und der unteren Führung um separate Führungen handeln. Bevorzugt ist jedoch ein Führungselement, das insbesondere eine obere und eine untere Führung aufweist, um Beschichtungsmaterial unterschiedlicher Breite verarbeiten zu können. Die obere Führung ist bevorzugt in der Höhe verstellbar, damit unterschiedlich breites Beschichtungsmaterial verarbeitet werden kann. Die Führung bzw. das Führungselement wird vorteilhaft am Düsenkörper geführt, z. B. indem das Führungselement abschnittsweise mindestens eine Kante des Düsenkörpers hintergreift. Das Führungselement kann auch abschnittsweise den Auslass für das zugeführte Fluid und/oder den oder die Auslässe für Abluft überdecken, entweder auf der Arbeitsfläche oder im Düsenkörper, z. B. in den Zuluft- bzw. Abluft-Leitungen. Die Höhenverstellung für die Führung kann getrennt von der Düse und der Vorrichtung, an der die Düse angebaut ist, angeordnet sein. Bevorzug ist die Höhenverstellung der Führung jedoch mit der Düse oder der Vorrichtung zum Beschichten des Werkstücks verbunden. Nach einer ersten Alternative ist die Höhenverstellung mittels Spindel möglich, die insbesondere mit der oberen Führung verbunden ist. Nach einer zweiten Alternative ist die Führung für das Beschichtungsmaterial mit der Vorrichtung zum Beschichten verbunden und wird, z. B. über eine Hebel- bzw. Hebel- und Gelenk-Anordnung automatisch in Abhängigkeit von einer Kantenhöhe des zu beschichtenden Werkstücks eingestellt. Die Breite des Beschichtungsmaterials ist auf die Kantenhöhe des Werkstücks abgestimmt, damit die volle Schmalfläche des Werkstücks durch das Beschichtungsmaterial abgedeckt wird. The entry of the exhaust air, i.e. the fluid that has exited the first outlet and is usually heated and under pressure, into the first exhaust air inlet is supported in the operating state by the coating material being guided directly in front of the work surface. The coating material is advantageously guided between a lower and an upper guide. The upper and lower guides can be separate guides. However, a guide element that has an upper and a lower guide in particular is preferred in order to be able to process coating material of different widths. The upper guide is preferably adjustable in height so that coating material of different widths can be processed. The guide or the guide element is advantageously guided on the nozzle body, e.g. by the guide element engaging behind at least one edge of the nozzle body in sections. The guide element can also cover the outlet for the supplied fluid and/or the outlet(s) for exhaust air in sections, either on the work surface or in the nozzle body, e.g. in the supply air or exhaust air lines. The height adjustment for the guide can be arranged separately from the nozzle and the device to which the nozzle is attached. Preferably, however, the height adjustment of the guide is connected to the nozzle or the device for coating the workpiece. According to a first alternative, the height adjustment is possible by means of a spindle, which is connected in particular to the upper guide. According to a second alternative, the guide for the coating material is connected to the device for coating and is automatically adjusted, e.g. via a lever or lever and joint arrangement, depending on a Edge height of the workpiece to be coated. The width of the coating material is adjusted to the edge height of the workpiece so that the entire narrow surface of the workpiece is covered by the coating material.
Eine Führung kann mit einer ebenen Fläche ausgeführt sein, die bevorzugt an der Schmalseite oder die vorteilhaft mindestens abschnittsweise an der Außenseite des Beschichtungsmaterials anliegt, die von der Düse abgewandt ist. Eine Führung kann aber vorteilhaft auch winklig ausgeführt sein, so dass ein erster Abschnitt des Führungselements an der Schmalseite und ein zweiter Abschnitt des Führungselements mindestens abschnittsweise an der Außenseite des Beschichtungsmaterials anliegt. Bevorzugt liegt das Führungselement nur an der oberen und/oder unteren Schmalfläche des Beschichtungsmaterials an, um die nach dem Beschichten außenliegende Fläche nicht zu beschädigen. Das Beschichtungsmaterial wird vorteilhaft zwischen Führung und Arbeitsfläche geführt, so dass ein definierter Abstand zur Arbeitsfläche eingestellt werden kann; alternativ kann der Abstand „Null“ betragen. A guide can be designed with a flat surface that preferably rests on the narrow side or that advantageously at least partially rests on the outside of the coating material that faces away from the nozzle. A guide can, however, also advantageously be designed at an angle, so that a first section of the guide element rests on the narrow side and a second section of the guide element rests at least partially on the outside of the coating material. The guide element preferably only rests on the upper and/or lower narrow surface of the coating material in order not to damage the surface that is on the outside after coating. The coating material is advantageously guided between the guide and the work surface so that a defined distance from the work surface can be set; alternatively, the distance can be "zero".
Im Standby-Betrieb wird die Rückführung der Abluft in den ersten und/oder ggf. zweiten Abluft- Einlass bevorzugt dadurch unterstützt, dass die Führung ein Abdeckelement aufweist, das plattenförmig ausgebildet ist und das im Standby-Betrieb an die Arbeitsfläche gedrückt wird, z. B. durch Federdruck, durch eine Kolben-Zylinder- Anordnung oder dergleichen. Das Abdeckelement ist vorteilhaft so ausgebildet, dass es parallel zur Arbeitsfläche ausgerichtet ist und diese mindestens abschnittsweise überdeckt, wobei es bevorzugt mindestens den ersten Auslass für das Fluid überdeckt und/oder an einem oberen und einem unteren Ende der Arbeitsfläche oder an einem oberen und einem unteren Ende der Auslässe für Fluid und Abluft sowie der Einlässe für die Abluft anliegt; es kann z. B. u-förmig ausgebildet sein. Das Abdeckelement kann die Arbeitsfläche auch vollständig überdecken. In standby mode, the return of the exhaust air to the first and/or possibly second exhaust air inlet is preferably supported by the guide having a cover element that is plate-shaped and that is pressed against the work surface in standby mode, e.g. by spring pressure, by a piston-cylinder arrangement or the like. The cover element is advantageously designed such that it is aligned parallel to the work surface and covers it at least in sections, wherein it preferably covers at least the first outlet for the fluid and/or rests against an upper and a lower end of the work surface or against an upper and a lower end of the outlets for fluid and exhaust air as well as the inlets for the exhaust air; it can be U-shaped, for example. The cover element can also cover the work surface completely.
Das Abdeckelement kann eine Eintrittsöffnung für das Fluid und einen Abluft- Auslass und optional einen daran angeschlossenen Abluftkanal für das Fluid aufweisen. Durch diesen Abluftkanal kann im Standby-Betrieb die aus dem Abdeckelement austretende Abluft in beliebige Richtungen gelenkt werden, z. B. weg von der Düse, aber auch zurück in die Düse, z. B. in Richtung auf einen Abluft-Einlass. Der Abluftkanal kann je nach den Anforderungen der jeweiligen Düse bzw. Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken ausgelegt werden. Das Abdeckelement kann mindestens eine Dichtung aufweisen, die vorteilhaft im Standby-Betrieb am Düsenkörper, insbesondere vollständig oder teilweise der Arbeitsfläche, mindestens dem ersten Auslass für das Fluid oder der Umgebung der Arbeitsfläche anliegt. The cover element can have an inlet opening for the fluid and an exhaust air outlet and optionally an exhaust air duct for the fluid connected to it. In standby mode, the exhaust air emerging from the cover element can be directed in any direction through this exhaust air duct, e.g. away from the nozzle, but also back into the nozzle, e.g. in the direction of an exhaust air inlet. The exhaust air duct can be be designed according to the requirements of the respective nozzle or device for coating workpieces. The cover element can have at least one seal, which advantageously rests in standby mode on the nozzle body, in particular completely or partially on the work surface, at least the first outlet for the fluid or the area around the work surface.
Das Fluid tritt dabei im Standby-Betrieb aus dem ersten Auslass aus, prallt gegen das Abdeckelement bzw. wird in der Eintritts-Öffnung aufgenommen und wird zum Abluft- Auslass des Abdeckelements geführt, wo das Fluid entweder in die Umgebung austritt oder in den Abluft-Kanal überführt wird, der optional eine Rückführung des Fluids in die Düse ermöglich oder einen Austritt des Fluids an beliebiger Stelle. In standby mode, the fluid exits the first outlet, hits the cover element or is collected in the inlet opening and is guided to the exhaust air outlet of the cover element, where the fluid either exits into the environment or is transferred to the exhaust air duct, which optionally allows the fluid to be returned to the nozzle or to exit the fluid at any point.
Nach einer alternativen Bauform weist das Abdeckelement einen Fluid-Kanal auf, der sich von einer Einlass-Öffnung, die dem ersten Auslass gegenüberliegt, zu einer Auslass-Öffnung, die dem zweiten Abluft- Auslass des Düsenkörpers gegenüberliegt, erstreckt. Das Fluid wird vom ersten Auslass des Düsenkörpers durch das Abdeckelement in Richtung auf den zweiten Auslass geleitet. Die Abluft tritt dann aus der Auslass-Öffnung des Abdeckelements aus und in einen Abluft-Einlass des Düsenkörpers ein. Vorteilhaft tritt das Fluid dann aus einem Abluft-Auslass aus, der nicht in der Arbeitsfläche des Düsenkörpers mündet. Diese Bauform des Abdeckelements, die eine Rückführung des Fluids in den Düsenkörper ermöglicht, wird besonders bevorzugt, wenn der Düsenkörper im Standby-Betrieb temperiert bleiben soll, wenn also neu zugeführtes Beschichtungsmaterial möglichst schnell und ohne Leistungsverlust wieder aktiviert werden soll. Das Abdeckelement kann als eigenes Bauteil ausgeführt sein, es kann aber bevorzugt auch Bestandteil des Führungselements sein. According to an alternative design, the cover element has a fluid channel that extends from an inlet opening that is opposite the first outlet to an outlet opening that is opposite the second exhaust air outlet of the nozzle body. The fluid is guided from the first outlet of the nozzle body through the cover element in the direction of the second outlet. The exhaust air then exits from the outlet opening of the cover element and into an exhaust air inlet of the nozzle body. The fluid then advantageously exits from an exhaust air outlet that does not open into the working surface of the nozzle body. This design of the cover element, which enables the fluid to be returned to the nozzle body, is particularly preferred if the nozzle body is to remain at a constant temperature in standby mode, i.e. if newly supplied coating material is to be reactivated as quickly as possible and without loss of performance. The cover element can be designed as a separate component, but it can also preferably be part of the guide element.
Alternativ liegt der Vorteil eines Abdeckelements darin, dass, wenn es im Standby- Betrieb eng an der Arbeitsfläche des Düsenkörpers anliegt, die Abluft vollständig erfasst und abgeleitet wird und dass, insbesondere wenn das Abdeckelement nicht vollständig abgedichtet an der Arbeitsfläche anliegt, ein Sog entsteht, der Umgebungsluft in den Raum zwischen Abdeckelement und Düsenkörper einzieht, so dass das Abdeck- bzw. Führungselement sowie die umgebende Vorrichtung gekühlt werden. Das unerwünschte Aufheizen der Vorrichtung und der Umgebung des Düsenkörpers, insbesondere des Kappmessers für das Beschichtungsmaterial und der Andruckrolle wird so mit minimalem Aufwand vermieden. Alternatively, the advantage of a cover element is that, when it is in close contact with the working surface of the nozzle body in standby mode, the exhaust air is completely captured and diverted and that, particularly when the cover element is not completely sealed against the working surface, a suction is created that draws ambient air into the space between the cover element and the nozzle body, so that the cover or guide element and the surrounding device are cooled. The undesirable heating of the device and the area around the nozzle body, In particular, the cutting knife for the coating material and the pressure roller are avoided with minimal effort.
Wie vorstehend beschrieben kann die Abluft im Arbeits-Betrieb nacheinander einen oder mehrere erste Abluft-Ein- und -Auslässe, die in der Arbeitsfläche münden, und die verbindenden Abluft-Leitungen im Düsenkörper passieren und nachfolgend einen Abluft-Einlass passieren, dessen zugeordneter Abluft-Auslass nicht in der Arbeitsfläche des Düsenkörpers liegt und so den Düsenkörper an frei wählbarer Stelle verlassen. Im Arbeitsbetrieb ist das Abdeckelement in einem Abstand von der Arbeitsfläche angeordnet, typisch bis zu 15 mm, bevorzugt bis zu 10 mm, vorteilhaft bis zu 5 mm, so dass das Beschichtungsmaterial zwischen dem Abdeckelement und dem Düsenkörper an der Arbeitsfläche vorbeigeführt werden kann. Das Wechseln zwischen dem Arbeits- und dem Standby-Betrieb erfolgt im einfachsten Fall manuell, bevorzugt aber automatisch, z. B. über einen Andruckkolben oder eine Feder, die die Stellung des Abdeckelements steuern. As described above, the exhaust air in working mode can pass one after the other through one or more first exhaust air inlets and outlets that open into the working surface and the connecting exhaust air lines in the nozzle body and then pass through an exhaust air inlet whose associated exhaust air outlet is not in the working surface of the nozzle body and thus leave the nozzle body at a freely selectable location. In working mode, the cover element is arranged at a distance from the working surface, typically up to 15 mm, preferably up to 10 mm, advantageously up to 5 mm, so that the coating material can be guided past the working surface between the cover element and the nozzle body. In the simplest case, switching between working and standby mode is done manually, but preferably automatically, e.g. via a pressure piston or a spring that controls the position of the cover element.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung wird ein Führungselement mit einer dem Düsenkörper zugewandten Außenfläche mit mindestens zwei Ausnehmungen und einem an die Außenfläche angrenzendem, geschlossenen Führungsraum eingesetzt. Die Außenfläche kann bevorzugt auch im Standby-Betrieb als Abdeckelement dienen, insbesondere als ein federbelastetes oder durch einen Stellmotor verschiebliches Abdeckelement, das im Betriebszustand nah an der Außenseite des Beschichtungsmaterials geführt wird, ihr also vorteilhaft in einem Abstand von bis zu 10 mm, bevorzugt von bis zu 5 mm, vorteilhaft von bis zu 0,1 mm gegenüberliegt. Die Außenfläche weist mindestens zwei Ausnehmungen für Abluft auf, und zwar einen dritten Abluft-Einlass, der dem ersten Auslass für das Fluid gegenüberliegt und die Abluft in den Führungsraum leitet sowie einen dritten Abluft- Auslass, der dem ersten und/oder zweiten Abluft-Einlass gegenüberliegt und der die Abluft in einen oder mehrere dieser Abluft- Einlässe leitet. Die Abluft wird durch eine dritte Abluft- Leitung geleitet, die den dritten Abluft-Einlass mit dem dritten Abluft-Auslass verbindet. Durch diese Ausführung wird die Abluft im Standby-Betrieb besonders wirksam genutzt, um die Düse zu temperieren. Vorteilhaft an dieser Ausführung sind auch hier die kurzen Wege, die zwischen dem Austritt des Fluids und dem Eintritt bzw. Wieder- Eintritt der Abluft in die Düse liegen. Die Abluft verliert bzw. gewinnt außerhalb des Düsenkörpers kaum an Wärmeenergie bzw. Temperatur. Optional kann auch hier die Abluft beim Passieren der dritten Abluft- Leitung erhitzt oder gekühlt werden. According to a further preferred embodiment, a guide element is used with an outer surface facing the nozzle body with at least two recesses and a closed guide space adjacent to the outer surface. The outer surface can preferably also serve as a cover element in standby mode, in particular as a spring-loaded cover element or a cover element that can be moved by a servomotor, which is guided close to the outside of the coating material in the operating state, i.e. is advantageously opposite it at a distance of up to 10 mm, preferably up to 5 mm, advantageously up to 0.1 mm. The outer surface has at least two recesses for exhaust air, namely a third exhaust air inlet that is opposite the first outlet for the fluid and directs the exhaust air into the guide space, and a third exhaust air outlet that is opposite the first and/or second exhaust air inlet and directs the exhaust air into one or more of these exhaust air inlets. The exhaust air is guided through a third exhaust air line that connects the third exhaust air inlet with the third exhaust air outlet. This design makes particularly effective use of the exhaust air in standby mode to temper the nozzle. The advantage of this design is the short distances between the outlet of the fluid and the inlet or re-entry of the exhaust air into the nozzle. The exhaust air hardly loses or gains any heat energy or temperature outside the nozzle body. Optionally, the exhaust air can also be heated or cooled when passing through the third exhaust air line.
Es hat sich als besonderer Vorteil der Erfindung herausgestellt, dass Abluft, die im Betriebszustand aus einem Abluft-Auslass des Düsenkörpers austritt, auch vorteilhaft zum Temperieren, d. h. zum Vorwärmen bzw. Vorkühlen des Beschichtungsmaterials und/oder der Schmalseite des Werkstücks, das beschichtet werden soll, genutzt werden kann: Im Betriebszustand wird das Beschichtungsmaterial, das einen ein- oder mehrschichtigen, vorzugsweise kleberfreien, insbesondere wärmeaktivierbaren Kunststoff oder alternativ einen klebstoffbeschichteten Werkstoff, insbesondere einen mit Schmelzkleber beschichteten Werkstoff, aufweisen kann, in einem Abstand von der Arbeitsfläche von maximal 10 mm, vorteilhaft in einem Abstand von weniger als 5 mm, bevorzugt in einem Abstand von 0,1 mm oder weniger an der Arbeitsfläche vorbeigeführt. Je geringer der Abstand zwischen Beschichtungsmaterial und Arbeitsfläche, desto besser. Dabei wird das Beschichtungsmaterial vorteilhaft zwischen einer unteren Führung und einer oberen Führung geführt, wobei die obere Führung bevorzugt höhenverstellbar ist. Das aus dem ersten Auslass austretende, meist erhitzte und in der Regel unter Druck stehende Fluid bzw. die aus dem ersten Abluft- Auslass austretende, immer noch eine Temperatur über Raumtemperatur aufweisende Abluft prallt unmittelbar auf das Beschichtungsmaterial, wobei thermische Energie zwischen Fluid bzw. der Abluft und dem Beschichtungsmaterial ausgetauscht wird. Beim Wärmen geht Energie vom Fluid auf das Beschichtungsmaterial über, beim Kühlen geht Energie vom Beschichtungsmaterial auf das Fluid über. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird meist Wärmeenergie erwähnt, die vom Fluid auf das Beschichtungsmaterial übergeht, gemeint ist aber immer auch das Kühlen des Beschichtungsmaterials. Dabei trifft in Arbeitsrichtung zunächst Abluft auf das Beschichtungsmaterial und erst danach das meist erhitzte Fluid, dass aus dem ersten Auslass austritt. Während die Wärmeenergie des erhitzten und unter Druck stehenden Fluids am ersten Auslass so groß ist, dass die Oberfläche des Beschichtungsmaterials vollständig aktiviert, d. h. meist erweicht oder aufgeschmolzen wird, bewirkt das Auftreffen von Abluft vermutlich lediglich ein Vorwärmen des Beschichtungsmaterials. Trifft das in der Regel erhitzte Fluid auf ein durch Abluft vorgewärmtes Beschichtungsmaterial, so ist weniger Wärmeenergie erforderlich als zum Aktivieren eines nicht vorgewärmten Beschichtungsmaterials. Die eingesparte Energie führt vorteilhaft zu einem geringeren Einsatz an Fluid oder zu einer höheren Vorschubgeschwindigkeit einer Beschichtungsvorrichtung, in die die Düse eingesetzt ist. It has been found to be a particular advantage of the invention that exhaust air which emerges from an exhaust air outlet of the nozzle body during operation can also be advantageously used for tempering, i.e. for preheating or precooling the coating material and/or the narrow side of the workpiece to be coated: During operation, the coating material, which can comprise a single- or multi-layer, preferably adhesive-free, in particular heat-activatable plastic or alternatively an adhesive-coated material, in particular a material coated with hot melt adhesive, is guided past the work surface at a distance of maximum 10 mm, advantageously at a distance of less than 5 mm, preferably at a distance of 0.1 mm or less. The smaller the distance between the coating material and the work surface, the better. The coating material is advantageously guided between a lower guide and an upper guide, the upper guide preferably being height-adjustable. The fluid emerging from the first outlet, usually heated and generally under pressure, or the exhaust air emerging from the first exhaust air outlet, which is still at a temperature above room temperature, impacts directly on the coating material, with thermal energy being exchanged between the fluid or the exhaust air and the coating material. When heating, energy is transferred from the fluid to the coating material, while when cooling, energy is transferred from the coating material to the fluid. In connection with the invention, heat energy is usually mentioned which is transferred from the fluid to the coating material, but cooling of the coating material is always also meant. In the working direction, exhaust air first hits the coating material and only then does the usually heated fluid which emerges from the first outlet. While the heat energy of the heated and pressurized fluid at the first outlet is so great that the surface of the coating material is fully activated, i.e. usually softened or melted, the impact of exhaust air probably only causes the coating material to be preheated. If the usually heated fluid hits a coating material preheated by exhaust air, less heat energy is than is required to activate a non-preheated coating material. The energy saved advantageously leads to a lower use of fluid or to a higher feed rate of a coating device in which the nozzle is inserted.
Optional kann das Beschichtungsmaterial im Arbeits-Betrieb mit einer Feder, z. B. mit einer Blattfeder, in Richtung auf den Düsenkörper gedrückt werden. Da das Aktivieren mittels eines erhitzten Fluids umso besser funktioniert, je geringer der Abstand zwischen dem Auslass für das Fluid und der zu aktivierenden Fläche ist, trägt die Feder zu einer optimalen Aktivierung des Beschichtungsmaterials bei. Optionally, the coating material can be pressed towards the nozzle body during operation using a spring, e.g. a leaf spring. Since activation using a heated fluid works better the smaller the distance between the outlet for the fluid and the surface to be activated, the spring contributes to optimal activation of the coating material.
Das meist erhitzte Fluid ist entweder ein Gas, bevorzugt Luft, oder ein Gas- Flüssigkeitsgemisch, zum Beispiel mit Wasser angereicherte Luft, wobei das Fluid in der Regel unter Druck steht. Druckluft oder mit Wasser angereicherte Druckluft werden bevorzugt zum Aktivieren, hier zum Erhitzen des Beschichtungsmaterials eingesetzt. Alternativ können auch andere Gase, z. B. Stickstoff eingesetzt werden und es können andere Flüssigkeiten, z. B. saure oder alkalische Lösungen oder Flüssigkeiten, die das Beschichtungsmaterial chemisch aktivieren, eingesetzt werden. Das Fluid wird bevorzugt auf Temperaturen von ca. 250 °C bis 1. 500 °C erhitzt. Es steht in der Regel im Betriebszustand unter einem Druck von bis zu 10 bar, allgemein kann der Druck so hoch gewählt werden, wie es das Material des Düsenkörpers zulässt. Es hat sich als unerwarteter Vorteil der erfindungsgemäßen Düse herausgestellt, dass das Beschichtungsmaterial mit durchschnittlich nur bis zu ca. 50%, vorteilhaft ca. 40% der üblicherweise eingesetzten Menge an Fluid aktiviert werden kann. So werden beispielsweise statt ca. 1.0001/min Druckluft nur bis zu 5001/min Druckluft benötigt, um das Beschichtungsmaterial zu aktivieren. Diese Einsparung senkt nicht nur Betriebssondern auch Investitionskosten, weil ein entsprechend kleiner Kompressor ausreicht, um das benötigte Fluid bereitzustellen. Alternativ wird nur ein Kompressor an Stelle von bisher zwei Kompressoren benötigt. The fluid that is usually heated is either a gas, preferably air, or a gas-liquid mixture, for example air enriched with water, whereby the fluid is usually under pressure. Compressed air or compressed air enriched with water is preferably used for activation, in this case for heating the coating material. Alternatively, other gases, e.g. nitrogen, can also be used and other liquids, e.g. acidic or alkaline solutions or liquids that chemically activate the coating material, can be used. The fluid is preferably heated to temperatures of approx. 250 °C to 1,500 °C. In the operating state, it is usually under a pressure of up to 10 bar; in general, the pressure can be selected as high as the material of the nozzle body allows. It has been found to be an unexpected advantage of the nozzle according to the invention that the coating material can be activated with an average of only up to approx. 50%, advantageously approx. 40%, of the amount of fluid usually used. For example, instead of around 1,0001/min of compressed air, only up to 5001/min of compressed air is required to activate the coating material. This saving not only reduces operating costs but also investment costs because a correspondingly small compressor is sufficient to provide the required fluid. Alternatively, only one compressor is required instead of the previous two compressors.
Der Düsenkörper ist bevorzugt aus Metall, kann aber auch aus einem keramischen Werkstoff, Glas oder einem anderen Material hergestellt werden, sofern das Material dem Betriebsdruck des erhitzten und in der Regel unter Druck stehenden Fluids und der jeweiligen Betriebstemperatur von z. B. bis 1.500 °C standhält. Vorteilhaft wird der Düsenkörper durch ein additives Herstellungsverfahren, insbesondere im 3-D-Druck, hergestellt. Dieses Verfahren ermöglicht ein verlustfreies Herstellen auch von komplexen Strukturen. Düsen, die im 3-D-Druck hergestellt werden, sind zudem leichter und damit materialsparender. The nozzle body is preferably made of metal, but can also be made of a ceramic material, glass or another material, provided that the material can withstand the operating pressure of the heated and usually pressurized fluid and the respective operating temperature of e.g. up to 1,500 °C. The nozzle body is advantageously manufactured using an additive manufacturing process, particularly 3D printing. This process enables loss-free production of even complex structures. Nozzles manufactured using 3D printing are also lighter and therefore use less material.
Die erfindungsgemäße Düse weist einen Zuluft- Einlass für das erhitzte und in der Regel unter Druck stehende Fluid sowie einen ersten Auslass auf, die durch eine Zuluft- Leitung miteinander in Strömungsverbindung stehen. Die Zuluft- Leitung ist so ausgelegt, dass das erhitzte Fluid mit möglichst geringer Temperatur- und Druckänderung aus dem ersten Auslass austritt. Der erste Auslass ist in einer Arbeitsfläche angeordnet, wobei ein Umfeld des ersten Auslasses bevorzugt um bis zu 3 mm, vorteilhaft bis zu 0,1 mm gegenüber der Arbeitsfläche in den Düsenkörper zurückversetzt ist. Der erste Auslass kann vorteilhaft aus einer oder aus mehreren Öffnungen bestehen, wobei die einzelne Öffnung einen meist runden oder ovalen Austritt und einen langgezogenen, vorteilhaft 5 mm bis 15 mm langen, gegenüber der Arbeitsfläche zurückversetzten Abschnitt nach Art eines Schlüssellochs aufweist, der sich entgegen der Arbeitsrichtung erstreckt. Der erste Auslass kann auch zwei oder mehr Reihen von Öffnungen aufweisen. Aus diesem ersten Auslass trifft das meist erhitze Fluid im Betriebszustand unmittelbar, d. h., im Abstand von maximal 10 mm, vorzugsweise im Abstand von bis zu 1 mm, besonders bevorzugt von bis zu 0,1 mm auf das zu aktivierende Beschichtungsmaterial und tauscht dort einen Teil seiner Wärme- und Druckenergie mit dem Beschichtungsmaterial aus. Es wird nach dem Austreten aus dem ersten Auslass und im Betriebszustand dem Auftreffen auf das zu aktivierende Beschichtungsmaterial zur Abluft. The nozzle according to the invention has an air supply inlet for the heated and generally pressurized fluid and a first outlet, which are flow-connected to one another by an air supply line. The air supply line is designed such that the heated fluid exits the first outlet with as little change in temperature and pressure as possible. The first outlet is arranged in a working surface, with the area around the first outlet preferably being set back in the nozzle body by up to 3 mm, advantageously up to 0.1 mm, from the working surface. The first outlet can advantageously consist of one or more openings, with the individual opening having a mostly round or oval outlet and an elongated section, advantageously 5 mm to 15 mm long, set back from the working surface in the manner of a keyhole, which extends against the working direction. The first outlet can also have two or more rows of openings. In the operating state, the mostly heated fluid emerges directly from this first outlet, i.e. i.e., at a distance of a maximum of 10 mm, preferably at a distance of up to 1 mm, particularly preferably up to 0.1 mm from the coating material to be activated and exchanges part of its heat and pressure energy with the coating material. After exiting the first outlet and in the operating state after hitting the coating material to be activated, it becomes exhaust air.
Die Arbeitsfläche, eine Außenfläche des Düsenkörpers, die im Betriebszustand dem zu aktivierenden Beschichtungsmaterial zugewandt ist, weist erfindungsgemäß weiter nach der ersten Alternative einen ersten Abluft-Einlass auf, durch den die Abluft, also das nach dem Auftreffen auf das Beschichtungsmaterial z. B. immer noch erhitzte und unter Druck stehende Fluid, in den Düsenkörper zurückgeleitet wird. Dem ersten Abluft-Einlass ist über eine Strömungsverbindung, die erste Abluft-Leitung, die vorteilhaft im Düsenkörper verläuft, ein erster Abluft-Auslass zugeordnet, der bevorzugt so ausgelegt ist, dass die Abluft in einem Winkel von 90° ± 450, vorteilhaft in einem Winkel von 90° ± io° auf das Beschichtungsmaterial auftrifft, so dass die Abluft ein Maximum an Wärmeenergie an das Beschichtungsmaterial abgibt. Nach einer besonders bevorzugten Ausführung sind zwei oder mehr erste Abluft-Einlässe und -Auslässe vorgesehen. Im Betriebszustand ist in Arbeitsrichtung der erste Abluft-Auslass vor dem ersten Abluft- Einlass und dieser vor dem ersten Auslass angeordnet. Das Beschichtungsmaterial wird vermutlich durch die Abluft erwärmt, jedoch bevorzugt nicht vollständig aktiviert, insbesondere nicht erweicht oder aufgeschmolzen. The working surface, an outer surface of the nozzle body, which in the operating state faces the coating material to be activated, further comprises, according to the invention, according to the first alternative, a first exhaust air inlet through which the exhaust air, i.e. the fluid which is still heated and under pressure after hitting the coating material, is returned to the nozzle body. The first exhaust air inlet is assigned a first exhaust air outlet via a flow connection, the first exhaust air line, which advantageously runs in the nozzle body, which is preferably designed so that the exhaust air is directed at an angle of 90° ± 45 0 , advantageously in a Angle of 90° ± 10° hits the coating material so that the exhaust air transfers a maximum of heat energy to the coating material. According to a particularly preferred embodiment, two or more first exhaust air inlets and outlets are provided. In the operating state, the first exhaust air outlet is arranged in front of the first exhaust air inlet and this in front of the first outlet in the working direction. The coating material is presumably heated by the exhaust air, but preferably not fully activated, in particular not softened or melted.
Die Arbeitsfläche der Düse weist nach einer zweiten Alternative einen zweiten Abluft- Einlass auf, der über eine zweite Abluft-Leitung, die bevorzugt im Düsenkörper verläuft, mit einem zweiten Abluft -Auslass in Strömungsverbindung steht. Der zweite Abluft-Auslass ist nicht in der Arbeitsfläche der Düse angeordnet. Er kann an beliebiger Stelle der Düse angeordnet sein. Vorteilhaft erstreckt sich die zweite Abluft-Leitung am oder durch den Düsenkörper, um diesen zu temperieren. Vorteilhaft ist der zweite Abluft-Auslass so ausgerichtet, dass die austretende Abluft die mit dem Beschichtungsmaterial zu beschichtende Fläche eines Werkstücks, z. B. einer Holzwerkstoff-, Kunststoff- oder Metallplatte erwärmt. Bei dieser Ausrichtung des zweiten Auslasses ist es vorteilhaft, wenn der zweite Auslass zwei oder mehr Austritts Öffnungen aufweist, so dass ggf. verschiedene Bereiche der zu beschichtenden Fläche gezielt erwärmt werden können. Vorteilhaft können einzelne Austrittsöffnungen des zweiten Auslasses mittels Mittel zum Verschließen einzeln geschlossen oder geöffnet werden. According to a second alternative, the working surface of the nozzle has a second exhaust air inlet, which is in flow connection with a second exhaust air outlet via a second exhaust air line, which preferably runs in the nozzle body. The second exhaust air outlet is not arranged in the working surface of the nozzle. It can be arranged at any point on the nozzle. The second exhaust air line advantageously extends on or through the nozzle body in order to regulate its temperature. The second exhaust air outlet is advantageously aligned so that the escaping exhaust air heats the surface of a workpiece to be coated with the coating material, e.g. a wood-based material, plastic or metal plate. With this alignment of the second outlet, it is advantageous if the second outlet has two or more outlet openings so that different areas of the surface to be coated can be heated in a targeted manner if necessary. Individual outlet openings of the second outlet can advantageously be closed or opened individually by means of closing means.
Es wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, dass die erste und die zweite Alternative jeweils einzeln an einer Düse verwirklicht sein können. Bevorzugt sind sie jedoch gemeinsam an einer Düse verwirklicht. Dabei ist in Arbeitsrichtung der zweite Abluft-Einlass vor dem ersten Abluft-Auslass angeordnet. Die am wenigsten wärmehaltige Abluft wird also dem zweiten Abluft-Auslass zugeleitet. Während nach einer vorteilhaften Ausführung die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Abluft- Einlass und -Auslass einerseits und dem zweiten Abluft-Einlass und -Auslass andererseits voneinander getrennt sind, können optional diese beiden Abluft-Ströme auch miteinander verbunden sein, z. B. durch eine Öffnung zwischen der Strömungsverbindung zwischen dem ersten Abluft-Einlass und -Auslass einerseits und der Abluft- Leitung, die dem zweiten Ein- und Auslass zugeordnet ist. Nach einer besonders bevorzugten Ausführung weist der Düsenkörper ein Leitelement auf, das -in Richtung der strömenden Abluft, also entgegen der Arbeitsrichtung gesehen- hinter einem jeweiligen ersten oder zweiten Abluft-Einlass angeordnet ist. Das Leitelement soll die Abluft möglichst vollständig in den ersten oder zweiten Abluft- Einlass einleiten. Das Leitelement erstreckt sich von der -in Richtung der strömenden Abluft gesehen- hinteren Kante eines Abluft-Einlasses mindestens bis zur Ebene der Arbeitsfläche, vorteilhaft jedoch bis an das Beschichtungsmaterial heran. Das Leitelement erstreckt sich weiter vorteilhaft über die gesamte Höhe des Abluft-Einlasses bzw. über die gesamte Höhe des Düsenkörpers, um die Abluft möglichst vollständig in den Abluft-Einlass zu leiten. It is clear from the above description that the first and second alternatives can each be implemented individually on a nozzle. However, they are preferably implemented together on a nozzle. In the working direction, the second exhaust air inlet is arranged before the first exhaust air outlet. The exhaust air with the least heat content is therefore fed to the second exhaust air outlet. While according to an advantageous embodiment the flow connection between the first exhaust air inlet and outlet on the one hand and the second exhaust air inlet and outlet on the other hand are separated from one another, these two exhaust air flows can optionally also be connected to one another, e.g. by an opening between the flow connection between the first exhaust air inlet and outlet on the one hand and the exhaust air line that is assigned to the second inlet and outlet. According to a particularly preferred embodiment, the nozzle body has a guide element which is arranged behind a respective first or second exhaust air inlet when viewed in the direction of the flowing exhaust air, i.e. opposite to the working direction. The guide element should guide the exhaust air as completely as possible into the first or second exhaust air inlet. The guide element extends from the rear edge of an exhaust air inlet when viewed in the direction of the flowing exhaust air at least to the level of the working surface, but advantageously up to the coating material. The guide element also advantageously extends over the entire height of the exhaust air inlet or over the entire height of the nozzle body in order to guide the exhaust air as completely as possible into the exhaust air inlet.
Damit das Beschichtungsmaterial nicht durch das Leitelement beschädigt wird, ist es vorteilhaft als Keil ausgeformt, der in Arbeitsrichtung des Beschichtungsmaterials, d. h. entgegen der Strömungsrichtung der Abluft gerichtet ist. Die Spitze des keilförmigen Leitelements kann den zugehörigen Abluft-Einlass abschnittsweise überdecken. To ensure that the coating material is not damaged by the guide element, it is advantageously shaped as a wedge that is directed in the working direction of the coating material, i.e. against the flow direction of the exhaust air. The tip of the wedge-shaped guide element can partially cover the associated exhaust air inlet.
Die Abluft, die nicht mehr aus der Arbeitsfläche austritt, kann erfindungsgemäß durch einen Abluft- Auslass an beliebiger Stelle - und damit in alle Richtungen - aus dem Düsenkörper abgeleitet werden. Vorteilhaft wird sie aus dem Abluft-Auslass auf das zu beschichtende Werkstück gerichtet werden. Dabei kann sich die Abluft-Leitung durch den Düsenkörper zu dem gewünschten Abluft-Auslass erstrecken, z. B. um sich optimal an die gewünschte Einbau-Situation der Düse anzupassen. Optional kann ein Abluft- Kanal an den Düsenkörper anschließen, der die Abluft-Leitung weiterführt, so dass die Abluft entweder auf den zu beschichtenden Werkstoff geführt wird oder weg von der Vorrichtung, um ein Aufheizen zu vermeiden. Der Abluft-Kanal kann optional ein bewegliches Element aufweisen, um im Arbeits-Betrieb die Abluft auf das zu beschichtende Werkstück zu richten, im Standby-Betrieb dagegen weg von der Vorrichtung. Der Abluft-Kanal kann, da die Abluft in der Regel eine geringere Temperatur aufweist als die Zuluft, aus demselben oder einem anderen Material hergestellt sein wie der Düsenkörper, z. B. aus Kunststoff. Insbesondere, wenn zur Herstellung des Abluft-Kanals ein additives Fertigungsverfahren wie der 3-D-Druck eingesetzt wird, können beliebige, auch komplexe Abluft-Kanäle bereitgestellt werden, die individuell an die jeweilige Einsatz-Situation der Düse angepasst sind. The exhaust air that no longer exits the work surface can, according to the invention, be discharged from the nozzle body through an exhaust air outlet at any point - and thus in all directions. It is advantageously directed from the exhaust air outlet onto the workpiece to be coated. The exhaust air line can extend through the nozzle body to the desired exhaust air outlet, e.g. in order to optimally adapt to the desired installation situation of the nozzle. Optionally, an exhaust air duct can be connected to the nozzle body, which continues the exhaust air line so that the exhaust air is either directed onto the material to be coated or away from the device to avoid heating up. The exhaust air duct can optionally have a movable element to direct the exhaust air onto the workpiece to be coated during work mode, but away from the device during standby mode. Since the exhaust air usually has a lower temperature than the supply air, the exhaust air duct can be made of the same or a different material as the nozzle body, e.g. plastic. In particular, if an additive manufacturing process such as 3D printing is used to produce the exhaust air duct, any exhaust air duct, even complex ones, can be provided that can be individually adapted to the respective are adapted to the application situation of the nozzle.
Insbesondere dann, wenn der Abluft- Auslass oder der Abluft- Kanal im Arbeits-Betrieb auf die zu beschichtende Fläche des Werkstücks gerichtet ist, werden sowohl das Werkstück optimal präpariert als auch das Beschichtungsmaterial optimal aktiviert. Dies zeigt sich in einer verbesserten Festigkeit und auch Wasserfestigkeit der Schweiß- bzw. Klebverbindung zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial, die in einer immer noch bestehenden bzw. verbesserten Bindung zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial nach einer um mindestens das Dreifache verlängerten Wasserlagerung resultiert. In particular, when the exhaust air outlet or the exhaust air duct is directed towards the surface of the workpiece to be coated during operation, both the workpiece is optimally prepared and the coating material is optimally activated. This is reflected in improved strength and water resistance of the welded or adhesive bond between the workpiece and the coating material, which results in a bond between the workpiece and the coating material that still exists or is improved after storage in water that is at least three times longer.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung ist der Düsenkörper doppelwandig ausgebildet. Durch die doppelwandige Ausführung wird ein Auskühlen des Düsenkörpers im Standby-Betrieb verringert. Vorteilhaft wird auch die Abgabe von Wärme aus dem Düsenkörper in die Umgebung abgegeben verringert. According to a further preferred embodiment, the nozzle body is double-walled. The double-walled design reduces the cooling of the nozzle body in standby mode. The release of heat from the nozzle body into the environment is also advantageously reduced.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass der Düsenkörper der erfindungsgemäßen Düse eine Standby-Einrichtung mit einem Standby-Einlass, einem Standby- Raum und einem Standby-Auslass aufweist. Die Standby-Einrichtung steht vorteilhaft nicht mit anderen Strömungsverbindungen, hier z. B. der Zuluft- Leitung des Fluids oder einer Abluft-Leitung in Verbindung. Sie ist bevorzugt als eigenständige Einrichtung eines Düsenkörpers ausgebildet. Sie kann auch an Düsen angeordnet sein, die nicht der erfindungsgemäßen Düse entsprechen. Als Standby-Raum kann bei einer doppelwandigen Düse der Raum zwischen den beiden Außenwänden des Düsenkörpers genutzt werden, der mit einem eigenen Standby-Einlass und einem Standby-Auslass versehen wird. Durch den Standby-Einlass wird ein temperiertes, d. h., ein meist erhitztes oder gekühltes und in der Regel unter Druck stehendes Fluid eingeleitet, das den Standby-Raum durchströmt und aus dem Standby-Auslass wieder ausströmt. Dadurch wird der Düsenkörper im Standby-Betrieb temperiert. Nach einer besonders bevorzugten Ausführung kann der Standby-Raum den Düsenkörper durchsetzen, ohne dabei in Strömungsverbindung mit den Leitungen für das Fluid oder die Abluft zu stehen. Dabei kann bei der Ausbildung des Standby-Raums darauf geachtet werden, dass der Düsenkörper gleichmäßig temperiert wird. Die erfindungsgemäße Düse kann in einer Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken, insbesondere zum Beschichten der Schmalflächen von plattenförmigen Werkstücken verwendet werden. Eine solche Vorrichtung weist Mittel zum Fördern des Werkstücks, Mittel zum Fördern des Beschichtungsmaterials, die erfindungsgemäße Düse zum mindestens abschnittsweisen Aktivieren, z. B. zum Aufschmelzen oder Verflüssigen des Beschichtungsmaterials sowie Andruckmittel zum Andrücken bzw. -pressen des Beschichtungsmaterials an das Werkstück auf. Ein bekannter Nachteil solcher Vorrichtungen ist, dass die aus der Düse austretende, erhitzte Abluft umgebende Werkzeuge wie z. B. ein Kappmesser zum Ablängen des Beschichtungsmaterials oder das Andruckmittel zum Anpressen des Beschichtungsmaterials an das Werkstück, in der Regel eine Andruckrolle, erhitzt. Ein erhitztes Andruckmittel bewirkt jedoch häufig unerwünschte Verformungen und/oder Verfärbungen des Beschichtungsmaterials, weil ein erwärmtes Andruckmittel ebenfalls Wärmeenergie in das Beschichtungsmaterial einbringt. Auch Beschichtungsmaterial, das sich in Arbeitsrichtung kurz vor der Düse befindet, kann erweichen oder sich verfärben. Es ist als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Düse anzusehen, dass durch das Führen der Abluft durch die Düse hindurch ein Aufheizen oder Erwärmen umgebender Werkzeuge oder des Beschichtungsmaterials weitgehend vermieden wird. Damit wird durch Einsatz der erfindungsgemäßen Düse weniger Ausschuss beim Beschichten von Werkstücken mit dem Beschichtungsmaterial erzeugt, da unerwünschte Verfärbungen und/oder Verformungen nicht mehr vorkommen. It is considered particularly advantageous that the nozzle body of the nozzle according to the invention has a standby device with a standby inlet, a standby space and a standby outlet. The standby device is advantageously not connected to other flow connections, here e.g. the supply air line of the fluid or an exhaust air line. It is preferably designed as an independent device of a nozzle body. It can also be arranged on nozzles that do not correspond to the nozzle according to the invention. In a double-walled nozzle, the space between the two outer walls of the nozzle body can be used as the standby space, which is provided with its own standby inlet and a standby outlet. A tempered fluid, i.e. a mostly heated or cooled and usually pressurized fluid, is introduced through the standby inlet, flows through the standby space and flows out again from the standby outlet. This keeps the nozzle body tempered in standby mode. According to a particularly preferred embodiment, the standby space can pass through the nozzle body without being in flow connection with the lines for the fluid or the exhaust air. When designing the standby space, care can be taken to ensure that the nozzle body is evenly tempered. The nozzle according to the invention can be used in a device for coating workpieces, in particular for coating the narrow surfaces of plate-shaped workpieces. Such a device has means for conveying the workpiece, means for conveying the coating material, the nozzle according to the invention for at least sectional activation, e.g. for melting or liquefying the coating material, and pressure means for pressing or pressing the coating material onto the workpiece. A known disadvantage of such devices is that the heated exhaust air emerging from the nozzle heats surrounding tools such as a cutting knife for cutting the coating material to length or the pressure means for pressing the coating material onto the workpiece, usually a pressure roller. However, a heated pressure means often causes undesirable deformation and/or discoloration of the coating material because a heated pressure means also introduces thermal energy into the coating material. Coating material that is located just in front of the nozzle in the working direction can also soften or discolor. A particular advantage of the nozzle according to the invention is that by guiding the exhaust air through the nozzle, heating or warming of surrounding tools or the coating material is largely avoided. Using the nozzle according to the invention therefore results in less waste when coating workpieces with the coating material, since undesirable discoloration and/or deformation no longer occurs.
Die Düse zum Aktivieren des Beschichtungsmaterials ist üblicherweise an der komplexen Vorrichtung zum Beschichten des Werkstücks angeordnet. Es ist meist unerwünscht, dass das erhitzte Fluid, das zum Aktivieren des Beschichtungsmaterials eingesetzt wird, die Vorrichtung erwärmt. Es wird daher als besonders vorteilhafte Ausführung der Düse angesehen, wenn der Düsenkörper nicht vollflächig auf der komplexeren Vorrichtung aufliegt und damit Wärme in diese Vorrichtung einträgt. Entsprechend ruht der Düsenkörper vorteilhaft nur auf einem, bevorzugt zwei oder mehr Auflagepunkten, die klein im Verhältnis zum Düsenkörper sind. Die Auflagepunkte schaffen einen Abstand zur Vorrichtung, so dass der Düsenkörper fast vollständig von der Umgebungsluft umspült wird. Dies verhindert eine Übertragung von Wärme in die Vorrichtung und hält die Wärme im Düsenkörper. Die Auflagepunkte können an den Düsenkörper angeformt oder als Bauelemente angebracht sein, z. B. angeschraubt sein. Sie weisen eine Höhe von z. B. 0,5 mm bis 15 mm auf und können an die individuellen Voraussetzungen der jeweiligen Vorrichtung angepasst sein. The nozzle for activating the coating material is usually arranged on the complex device for coating the workpiece. It is usually undesirable for the heated fluid used to activate the coating material to heat the device. It is therefore considered a particularly advantageous design of the nozzle if the nozzle body does not rest fully on the more complex device and thus introduces heat into this device. Accordingly, the nozzle body advantageously rests on only one, preferably two or more support points that are small in relation to the nozzle body. The support points create a distance from the device so that the nozzle body is almost completely surrounded by the ambient air. This prevents heat from being transferred to the device and keeps the heat in the nozzle body. The support points can be molded onto the nozzle body or attached as components, e.g. screwed on. They have a height of e.g. 0.5 mm to 15 mm and can be adapted to the individual requirements of the respective device.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Aktivieren eines Beschichtungsmaterials mittels eines Fluids mittels eines Düsenkörpers mit The invention further relates to a method for activating a coating material by means of a fluid by means of a nozzle body with
- einem Zuluft-Einlass, - a supply air inlet,
- eine Zuluft-Leitung, und - a supply air line, and
- einem ersten Auslass, wobei der Zuluft-Einlass und der erste Auslass durch die Zuluft-Leitung miteinander in Strömungsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer ersten Alternative der Düsenkörper weiter aufweist - a first outlet, wherein the supply air inlet and the first outlet are in flow connection with each other through the supply air line, characterized in that according to a first alternative the nozzle body further comprises
- einen ersten Abluft-Einlass und - a first exhaust air inlet and
- einen ersten Abluft-Auslass wobei der erste Abluft- Einlass und der erste Abluft- Auslass in die Arbeitsfläche münden und miteinander über eine erste Abluft-Leitung in Strömungsverbindung stehen und/oder nach einer zweiten Alternative der Düsenkörper weiter einen zweiten Abluft-Einlass aufweist, der mit einer zweiten Abluft-Leitung im Düsenkörper in Strömungsverbindung steht, und dass der Düsenkörper einen zweiten Abluft- Auslass aufweist, der nicht in der Arbeitsfläche mündet und der mit der zweiten Abluft-Leitung in Strömungsverbindung steht, wobei das Fluid durch den Zuluft- Einlass in die Zuluft- Leitung und von dort zum ersten Auslass strömt, um anschließend nach einer ersten Alternative als Abluft in den ersten Abluft-Einlass und von dort zum ersten Abluft-Auslass zu strömen, und/oder nach einer zweiten Alternative als Abluft zu einem zweiten Abluft-Einlass und von dort in eine Abluft-Leitung und zu einem zweiten Abluft- Auslass zu strömen. - a first exhaust air outlet, wherein the first exhaust air inlet and the first exhaust air outlet open into the work surface and are in flow connection with one another via a first exhaust air line and/or according to a second alternative, the nozzle body further has a second exhaust air inlet which is in flow connection with a second exhaust air line in the nozzle body, and that the nozzle body has a second exhaust air outlet which does not open into the work surface and which is in flow connection with the second exhaust air line, wherein the fluid flows through the supply air inlet into the supply air line and from there to the first outlet, in order to then flow as exhaust air into the first exhaust air inlet and from there to the first exhaust air outlet, according to a first alternative, and/or according to a second alternative, flow as exhaust air to a second exhaust air inlet and from there into an exhaust air line and to a second exhaust air outlet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dabei nach einer bevorzugten Ausführungsform vor, dass im Betriebszustand das Beschichtungsmaterial unmittelbar an der Arbeitsfläche bzw. in einem Abstand von maximal 10 mm, vorzugsweise von maximal 0,1 mm vor der Arbeitsfläche entlanggeführt wird, so dass die Abluft nach dem Abprallen vom Beschichtungsmaterial in Richtung auf den Düsenkörper und damit in Richtung auf den ersten und/oder zweiten Abluft-Einlass geführt wird. Ergänzend schließen eine obere und/oder eine untere Führung und optional eine Andruckfläche, meist eine Außenwand eines Führungselements einen Luftraum vor der Arbeitsfläche ein, der eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Auslass und dem ersten oder zweiten Einlass herstellt. Dies wird ggf., wie vorstehend beschrieben, durch ein Leitelement unterstützt. According to a preferred embodiment, the method according to the invention provides that in the operating state the coating material is guided directly along the work surface or at a distance of a maximum of 10 mm, preferably a maximum of 0.1 mm in front of the work surface, so that the exhaust air, after bouncing off the coating material, is guided in the direction of the nozzle body and thus in the direction of the first and/or second exhaust air inlet. In addition, a An upper and/or lower guide and optionally a pressure surface, usually an outer wall of a guide element, form an air space in front of the working surface, which creates a flow connection between the first outlet and the first or second inlet. This is supported by a guide element if necessary, as described above.
Es hat sich überraschend herausgestellt, dass dadurch, dass das Fluid mehrfach aus dem Düsenkörper heraus auf das Beschichtungsmaterial trifft, dieses dadurch offenbar sehr wirksam aktiviert wird und das Beschichtungsmaterial daher auch der bisher erforderliche Überstand des Beschichtungsmaterials von 4 cm bis 8 cm entfallen kann. Beim Einsatz bekannter Düsen ist es ein bekanntes Problem, dass, insbesondere bei ungenauer Einstellung der Vorrichtung, die letzten 4 bis 6 cm des Beschichtungsmaterials nicht ausreichend aktiviert werden, so dass ein entsprechender Überstand an Beschichtungsmaterial vorgesehen werden muss, der dann als Abfall abgetrennt wird. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Düse nicht der Fall, insbesondere, wenn auch die zu beschichtende Schmalfläche des Werkstücks vor dem Beschichten mit dem aktivierten Beschichtungsmaterial durch Abluft erwärmt wird. Selbst die bereits abgekühlte Abluft, die nicht mehr aus der Arbeitsfläche, sondern in Richtung auf die Schmalfläche des zu beschichtenden Werkstücks austritt, trägt so vorteilhaft zu einer optimierten Beschichtung bei. It has surprisingly been found that the fact that the fluid hits the coating material several times from the nozzle body apparently activates the material very effectively and the coating material can therefore also eliminate the previously required overhang of the coating material of 4 cm to 8 cm. When using known nozzles, it is a known problem that, particularly if the device is not set up precisely, the last 4 to 6 cm of the coating material are not sufficiently activated, so that a corresponding overhang of coating material must be provided, which is then separated as waste. This is not the case with the nozzle according to the invention, particularly if the narrow surface of the workpiece to be coated is also heated by exhaust air before coating with the activated coating material. Even the already cooled exhaust air, which no longer exits from the work surface but in the direction of the narrow surface of the workpiece to be coated, thus contributes advantageously to an optimized coating.
Im Standby-Zustand ist nach einer bevorzugten Ausführung eine Führung bzw. ein Führungselement vor der Arbeitsfläche angeordnet, entweder unmittelbar anliegend an die Arbeitsfläche, insbesondere wenn der erste Auslass und der erste und/oder zweite Abluft-Einlass durch einen Rücksprung vertieft in den Düsenkörper eingearbeitet sind, oder in geringem Abstand vor der Arbeitsfläche, jedenfalls so, dass das aus dem ersten Auslass austretende, meist erhitzte Fluid als Abluft durch den Luftraum, der eine Strömungsverbindung herstellt, dem ersten oder zweiten Abluft-Einlass zugeführt werden kann, möglichst ohne dass Abluft-Verluste auftreten. Auch hier können eine obere und/oder untere Führung und optional eine Andruckfläche des Führungselements, insbesondere, wenn sie federbelastet oder durch Einwirken eines Stellmotors gegen die Arbeitsfläche gedrückt werden, dazu beitragen, den Luftraum vor der Arbeitsfläche zu begrenzen. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen Arbeitsfläche und Führungselement maximal o,i mm. In the standby state, according to a preferred embodiment, a guide or a guide element is arranged in front of the work surface, either directly adjacent to the work surface, in particular if the first outlet and the first and/or second exhaust air inlet are recessed into the nozzle body by a recess, or at a short distance in front of the work surface, in any case such that the fluid emerging from the first outlet, usually heated, can be fed as exhaust air through the air space that creates a flow connection to the first or second exhaust air inlet, if possible without exhaust air losses occurring. Here too, an upper and/or lower guide and optionally a pressure surface of the guide element, in particular if they are pressed against the work surface by spring load or by the action of a servomotor, can help to limit the air space in front of the work surface. The distance between the work surface and Guide element maximum o,i mm.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Standby-Betrieb nach einer ersten Alternative eine reduzierte Menge an in der Regel erhitztem Fluid in den Düsenkörper eingeleitet und durch den ersten Auslass, den ersten Abluft- Einlass und den ersten Abluft-Auslass oder den zweiten Abluft-Einlass und -Auslass geleitet und/oder nach einer zweiten Alternative durch eine Standby- Einrichtung erhitztes Fluid durch einen Standby- Einlass in einen Standby- Raum im Düsenkörper und einen Standby-Auslass aus dem Düsenkörper ausgeleitet. Auch hier können die erste und die zweite Alternative kombiniert werden. According to an advantageous development of the method according to the invention, in standby mode according to a first alternative, a reduced amount of fluid, which is usually heated, is introduced into the nozzle body and passed through the first outlet, the first exhaust air inlet and the first exhaust air outlet or the second exhaust air inlet and outlet and/or according to a second alternative, fluid heated by a standby device is passed through a standby inlet into a standby space in the nozzle body and a standby outlet from the nozzle body. Here too, the first and second alternatives can be combined.
Nach einer weiteren Alternative kann im Standby-Betrieb das Fluid aus dem ersten Auslass des Düsenkörpers durch eine dem ersten Auslass gegenüberliegende Öffnung eines Abdeckelements durch das Abdeckelement zu einem ersten Fluid-Auslass geführt werden, um dann nach einer ersten Alternative aus dem Fluid-Auslass in einen Fluid- Kanal, der im Abdeckelement oder daran anschließend ausgebildet ist, auszutreten und die Düse zu verlassen oder nach einer zweiten Alternative zurück in den Düsenkörper geleitet zu werden. According to a further alternative, in standby mode, the fluid from the first outlet of the nozzle body can be guided through the cover element to a first fluid outlet through an opening of a cover element opposite the first outlet, in order then, according to a first alternative, to exit from the fluid outlet into a fluid channel which is formed in the cover element or adjoining it and to leave the nozzle or, according to a second alternative, to be guided back into the nozzle body.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungen der erfindungsgemäßen Düse und des erfindungsgemäßen Verfahrens können, wie vorstehend erwähnt, frei miteinander kombiniert werden, je nach den Anforderungen, die sich aus der Beschaffenheit des Fluids, des Beschichtungsmaterials und/oder des zu beschichtenden Werkstücks ergeben. The above-described embodiments of the nozzle according to the invention and of the method according to the invention can, as mentioned above, be freely combined with one another, depending on the requirements resulting from the nature of the fluid, the coating material and/or the workpiece to be coated.
Details der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Details of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They show:
Fig. 1 Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse, Fig. 2 Perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse, Fig. 1 Cross section through a first embodiment of the nozzle according to the invention, Fig. 2 Perspective view of a second embodiment of the nozzle according to the invention,
Fig. 3 Querschnitt durch ein Führungselement und eine erfindungsgemäße Düse, Fig. 4 Ansicht des Führungselements gemäß Fig. 3, Fig. 5 Seitenansicht eines Führungselements, Fig. 3 Cross section through a guide element and a nozzle according to the invention, Fig. 4 View of the guide element according to Fig. 3, Fig. 5 Side view of a guide element,
Fig. 6a Schnitt durch eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Düse im Arbeits- Betrieb, Fig. 6a Section through a third embodiment of the nozzle according to the invention in working mode,
Fig. 6b Schnitt der Düse gemäß Fig. 6a im Standby-Betrieb, Fig. 6b Section of the nozzle according to Fig. 6a in standby mode,
Fig. 7a Draufsicht auf eine vierte Ausführung der erfindungsgemäßen Düse im Arbeits- Betrieb und Fig. 7a Top view of a fourth embodiment of the nozzle according to the invention in working operation and
Fig. 7b Draufsicht auf die Düse aus Fig. 7a im Standby-Betrieb Fig. 7b Top view of the nozzle from Fig. 7a in standby mode
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Düse 1 mit einem Düsenkörper 2 aus Metall, Keramik, Kunststoff oder Glas, wobei das jeweilige Material bei dieser Ausführung einem Druck von bis zu 10 bar und einer Temperatur von bis zu 1.500 °C standhält. Die Düse 1 wurde im 3-D-Druck hergestellt. Fig. 1 shows a nozzle 1 according to the invention with a nozzle body 2 made of metal, ceramic, plastic or glass, whereby the respective material in this embodiment can withstand a pressure of up to 10 bar and a temperature of up to 1,500 °C. The nozzle 1 was manufactured using 3D printing.
Die Düse 1 weist einen ersten Auslass 3 auf, der hier in Form von mehreren, übereinander und/oder nebeneinander angeordneten Öffnungen im Düsenkörper ausgebildet ist. Der erste Auslass 3 steht in Verbindung mit einer Zuluft-Leitung 4, die sich senkrecht zur Schnittebene erstreckt, und die außerhalb der Schnittebene in einem Zuluft- Einlass mündet. The nozzle 1 has a first outlet 3, which here is designed in the form of several openings in the nozzle body arranged one above the other and/or next to one another. The first outlet 3 is connected to a supply air line 4, which extends perpendicular to the cutting plane and which opens into a supply air inlet outside the cutting plane.
Der erste Auslass 3 ist bevorzugt entgegen der Arbeitsrichtung Ai eines Beschichtungsmaterials 5 geneigt, wobei die Neigung in einem Winkel von 90° ± 450, vorteilhaft in einem Winkel von 90 °± 10° auf das Beschichtungsmaterial trifft. Das Neigen des ersten Auslasses in diese Richtung bewirkt, dass das Austreten von Abluft in Arbeitsrichtung Ai aus der Düse 1 verringert wird. Das Beschichtungsmaterial 5 kann aus Kunststoff, Papier, Furnier oder anderem flächigen Material sein. Es kann ein- oder mehrschichtig sein, es kann aus einem einzigen Material oder aus mehreren Materialien bestehen, die z. B. schichtförmig angeordnet sein können. Es kann mit Klebstoff, insbesondere Schmelzkleber, beschichtet sein. Bevorzugt ist das Beschichtungsmaterial 5 bandförmig mit einer Breite von z. B. 5 mm bis 70 mm und zwei- oder mehrschichtig und wärmeaktivierbar, wobei die Schicht, die der Düse 1 zugewandt ist, vorzugsweise bei einer niedrigeren Temperatur aktivierbar ist als eine der Düse abgewandte, äußere Schicht. Das Beschichtungsmaterial 5 wird an einer Arbeitsfläche 6 der Düse 1 in Arbeitsrichtung Ai vorbeigeführt, wobei der Abstand zwischen der Arbeitsfläche 6 und dem Beschichtungsmaterial 5 oder einem Führungselement maximal 10 mm, vorzugsweise maximal 5 mm, besonders bevorzugt maximal 0,1 mm beträgt, wodurch eine erste Strömungsverbindung 7 zwischen dem ersten Auslass 3, der Arbeitsfläche 6, dem Beschichtungsmaterial 5 bzw. einem Führungselement und einem ersten Abluft- Einlass 9 gewährleistet ist. The first outlet 3 is preferably inclined against the working direction Ai of a coating material 5, wherein the inclination strikes the coating material at an angle of 90° ± 45 0 , advantageously at an angle of 90 ° ± 10 °. Inclining the first outlet in this direction has the effect of reducing the escape of exhaust air in the working direction Ai from the nozzle 1. The coating material 5 can be made of plastic, paper, veneer or other flat material. It can be single-layered or multi-layered, it can consist of a single material or of several materials which can be arranged in layers, for example. It can be coated with adhesive, in particular hot melt adhesive. The coating material 5 is preferably strip-shaped with a width of e.g. 5 mm to 70 mm and two or more layers and can be activated by heat, wherein the layer facing the nozzle 1 can preferably be activated at a lower temperature than an outer layer facing away from the nozzle. The coating material 5 is guided past a working surface 6 of the nozzle 1 in the working direction Ai, whereby the distance between the working surface 6 and the coating material 5 or a guide element is a maximum of 10 mm, preferably a maximum of 5 mm, particularly preferably a maximum of 0.1 mm, whereby a first flow connection 7 between the first outlet 3, the work surface 6, the coating material 5 or a guide element and a first exhaust air inlet 9 is ensured.
Das meist erhitzte und in der Regel unter Druck stehende Fluid, typisch ein Gas oder Gasgemisch wie z. B. Luft oder Stickstoff, dass ggf. mit Flüssigkeit angereichert ist. Wenn eine Flüssigkeit eingesetzt wird, dann kann es sich z. B. um Wasser oder um eine alkalische oder saure Lösung oder um eine Lösung zum chemischen Aktivieren des Beschichtungsmaterials handeln. Das Fluid wird meist auf Temperaturen bis 1.500 °C, typisch zwischen 350 °C und 650 °C aufgeheizt; alternativ kann es gekühlt werden. Es wird in der Regel mit einem Druck von 0,1 bar bis 10 bar in die Düse eingespeist. Es wird dem ersten Auslass 3 durch eine Zuluft-Leitung 4 zugeführt und tritt aus dem ersten Auslass 3 in Richtung auf das Beschichtungsmaterial 5 aus, wo es Wärmeenergie und Druckenergie an das Beschichtungsmaterial abgibt. Die vom Beschichtungsmaterial 5 abprallende Abluft wird durch die erste Strömungsverbindung 7 dem ersten Abluft- Einlass 9 zugeleitet, durch den die Abluft wieder in die Düse 1 eintritt. Im Düsenkörper 2 wird die Abluft durch eine erste Abluft-Leitung 10 zu einem ersten Abluft-Auslass 12 geführt. Der erste Abluft-Auslass 12 ist vorteilhaft so gestaltet, dass die Abluft in einem Winkel von 90° ± 450, bevorzugt von 90° ± 10° auf das Beschichtungsmaterial trifft, um einen optimalen Übergang von Wärme- und ggf. Druckenergie auf das Beschichtungsmaterial zu gewährleisten. Die hier vorbeschriebene Düse 1 entspricht der ersten Alternative der erfindungsgemäßen Düse. The fluid, which is usually heated and generally under pressure, is typically a gas or gas mixture such as air or nitrogen, which may be enriched with liquid. If a liquid is used, it can be water, an alkaline or acidic solution, or a solution for chemically activating the coating material. The fluid is usually heated to temperatures of up to 1,500 °C, typically between 350 °C and 650 °C; alternatively, it can be cooled. It is generally fed into the nozzle at a pressure of 0.1 bar to 10 bar. It is fed to the first outlet 3 through an air supply line 4 and exits the first outlet 3 towards the coating material 5, where it transfers heat energy and pressure energy to the coating material. The exhaust air bouncing off the coating material 5 is fed through the first flow connection 7 to the first exhaust air inlet 9, through which the exhaust air re-enters the nozzle 1. In the nozzle body 2, the exhaust air is led through a first exhaust air line 10 to a first exhaust air outlet 12. The first exhaust air outlet 12 is advantageously designed so that the exhaust air hits the coating material at an angle of 90° ± 45 ° , preferably 90° ± 10°, in order to ensure an optimal transfer of heat and possibly pressure energy to the coating material. The nozzle 1 described here corresponds to the first alternative of the nozzle according to the invention.
Um die Führung der Abluft zu optimieren, zeigt Fig. 1 ein an sich optionales Bauteil, ein Leitelement 13. Das Leitelement 13 erstreckt sich aus dem Düsenkörper 2 heraus bis an das Beschichtungsmaterial. Es ist vorteilhaft keilförmig ausgebildet, wobei der Keil bevorzugt in Arbeitsrichtung Ai geneigt ist, so dass er nicht in das Beschichtungsmaterial einschneiden kann. Durch das Verengen bzw. Verschließen des Luftraums zwischen Arbeitsfläche 6 und Beschichtungsmaterial 5 wird die Abluft wirksam in Richtung auf den ersten Abluft-Einlass 9 geführt. In Fig. 1 wiederholt sich entgegen der Arbeitsrichtung Ai nachfolgend die Anordnung aus einem ersten Abluft-Einlass 9, einer ersten Abluft-Leitung io und einem ersten Abluft -Auslass 12. Damit wird die Abluft mehrfach durch den Düsenkörper 2 geleitet und die darin enthaltene Wärme- und ggf. Druckenergie optimal ausgenutzt. Auch hier ist ein optionales Leitelement 13 angeordnet. Das wiederholte Anordnen ist optional und ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bei hohen Temperaturen und Drücken des Fluids gearbeitet wird. Das Anordnen eines Leitelements 13 reduziert zudem das Austreten der entgegen der Arbeitsrichtung Ai strömenden Abluft aus der Düse 1. In order to optimise the guidance of the exhaust air, Fig. 1 shows an optional component, a guide element 13. The guide element 13 extends from the nozzle body 2 to the coating material. It is advantageously wedge-shaped, with the wedge preferably being inclined in the working direction Ai so that it cannot cut into the coating material. By narrowing or closing the air space between the working surface 6 and the coating material 5, the exhaust air is effectively guided in the direction of the first exhaust air inlet 9. In Fig. 1, the arrangement of a first exhaust air inlet 9, a first Exhaust air line io and a first exhaust air outlet 12. This means that the exhaust air is guided through the nozzle body 2 several times and the heat and, if applicable, pressure energy contained therein is optimally utilized. An optional guide element 13 is also arranged here. The repeated arrangement is optional and is particularly useful when working at high temperatures and pressures of the fluid. The arrangement of a guide element 13 also reduces the escape of exhaust air flowing against the working direction Ai from the nozzle 1.
Fig. 1 zeigt weiter, ausgehend von dem ersten Abluft- Auslass 12 entgegen der Arbeitsrichtung Ai einen zweiten Abluft-Einlass 14. Dieser zweite Abluft-Einlass steht in Strömungsverbindung mit einer Abluft-Leitung 15, die in einem zweiten Abluft-Auslass 16 mündet. Dieser zweite Abluft -Auslass 16 mündet im Unterschied zum ersten Abluft- Auslass 12 nicht in der Arbeitsfläche des Düsenkörpers, sondern an einer anderen Stelle des Düsenkörpers 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Düse 1 mündet der zweite Abluft- Auslass 16 an einer Stelle, wo die austretende Abluft auf die zu beschichtende Oberfläche eines Werkstücks 17, hier die Schmalfläche einer Holzwerkstoff-, Kunststoff-, Glas- oder Metallplatte, auftrifft und diese für den Beschichtungsvorgang vorwärmt. Damit ist die zweite Alternative der erfindungsgemäßen Düse 1 erläutert. Fig. 1 zeigt anschaulich, dass die erste und die zweite Alternative sowohl jeweils für sich einzeln als auch gemeinsam in einer erfindungsgemäßen Düse 1 verwirklicht sein können. Auch für die zweite Alternative ist denkbar, dass sie nicht wie in Fig. 1 dargestellt in einfacher, sondern auch in mehrfacher Ausführung in einer Düse nach der Erfindung verwirklicht werden kann; insbesondere, wenn keine Leitelemente eingesetzt werden. Fig. 1 also shows a second exhaust air inlet 14, starting from the first exhaust air outlet 12 and running against the working direction Ai. This second exhaust air inlet is in flow connection with an exhaust air line 15, which opens into a second exhaust air outlet 16. In contrast to the first exhaust air outlet 12, this second exhaust air outlet 16 does not open into the working surface of the nozzle body, but at a different point on the nozzle body 2. In the present embodiment of the nozzle 1 according to the invention, the second exhaust air outlet 16 opens at a point where the escaping exhaust air strikes the surface of a workpiece 17 to be coated, here the narrow surface of a wood-based material, plastic, glass or metal plate, and preheats it for the coating process. This explains the second alternative of the nozzle 1 according to the invention. Fig. 1 clearly shows that the first and second alternatives can be implemented both individually and together in a nozzle 1 according to the invention. It is also conceivable for the second alternative to be implemented not in a single embodiment as shown in Fig. 1, but also in multiple embodiments in a nozzle according to the invention; in particular if no guide elements are used.
Beschichtungsmaterial 5 und Werkstück 17 treffen in Arbeitsrichtung Ai, A2 unmittelbar nach der erfindungsgemäßen Düse 1 aufeinander und werden durch eine in der Regel auf das Beschichtungsmaterial wirkenden Kraft P, die meist durch eine Andruckrolle ausgeübt wird, miteinander verbunden. Das Werkstück, das durch die Beschichtungsvorrichtung (hier nicht dargestellt) gehalten wird, übt eine Gegenkraft aus. Die Andruckrolle oder ein anderes Werkzeug, dass die Kraft P ausübt, steht bei Einsatz der erfindungsgemäßen Düse 1 im Wesentlichen nicht mehr unter der Einwirkung von Abluft, so dass die Andruckrolle bzw. das Werkzeugt im Betriebszustand nicht mehr erhitzt werden. Gleiches gilt für das in Arbeitsrichtung Ai vor der Düse 1 angeordnete Kappmesser K. Coating material 5 and workpiece 17 meet in the working direction Ai, A2 immediately after the nozzle 1 according to the invention and are connected to one another by a force P which generally acts on the coating material and is usually exerted by a pressure roller. The workpiece which is held by the coating device (not shown here) exerts a counterforce. When the nozzle 1 according to the invention is used, the pressure roller or another tool which exerts the force P is essentially no longer subject to the influence of exhaust air, so that the pressure roller or the tool no longer The same applies to the cutting knife K arranged in front of the nozzle 1 in the working direction Ai.
Gleichzeitig bewirkt die mehrfach durch den Düsenkörper 2 hindurchgeführte Abluft ein Temperieren des Düsenkörpers 2. Dadurch wird gewährleistet, dass optimal erhitztes Fluid den ersten Auslass 3 bzw. das Beschichtungsmaterial erreicht, so dass eine optimale Verbindung des Beschichtungsmaterials mit dem Werkstück erreicht wird. At the same time, the exhaust air passed through the nozzle body 2 several times causes a tempering of the nozzle body 2. This ensures that optimally heated fluid reaches the first outlet 3 or the coating material, so that an optimal connection of the coating material with the workpiece is achieved.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse 1, bei der, ebenso wie bei den weiteren Fig., gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile wie in Fig. 1 verwendet werden. Der Düsenkörper 2 weist eine Arbeitsfläche 6 auf. In der Arbeitsfläche 6 ist der erste Auslass 3 angeordnet, der hier aus einer Anzahl von einzelnen Öffnungen besteht, die über eine Höhe H der Arbeitsfläche verteilt sind. Während sie in Fig. 2 gleichmäßig über die Höhe H verteilt sind, können sie nach einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführung auch ungleichmäßig verteilt sein, z. B. in engerem Abstand am oberen und /oder unteren Ende der Arbeitsfläche 6 und in weiterem Abstand in der Mitte der Arbeitsfläche. Fig. 2 shows a view of a second embodiment of the nozzle 1 according to the invention, in which, as in the other figures, the same reference numerals are used for the same components as in Fig. 1. The nozzle body 2 has a working surface 6. The first outlet 3 is arranged in the working surface 6, which here consists of a number of individual openings that are distributed over a height H of the working surface. While in Fig. 2 they are evenly distributed over the height H, according to an alternative embodiment not shown here they can also be distributed unevenly, e.g. at a closer distance at the upper and/or lower end of the working surface 6 and at a further distance in the middle of the working surface.
Die Arbeitsfläche 6 weist weiter einen ersten Auslass 3 für das meist erhitzte und in der Regel unter Druck stehende Fluid auf. Auf der Oberseite des Düsenkörpers 2 ist der erste Zuluft-Einlass 8 zu sehen, der über die hier nicht sichtbare Zuluft-Leitung 4 mit dem ersten Auslass 3 in Strömungsverbindung steht. The working surface 6 also has a first outlet 3 for the fluid, which is usually heated and usually under pressure. The first supply air inlet 8 can be seen on the top of the nozzle body 2, which is in flow connection with the first outlet 3 via the supply air line 4 (not visible here).
In der Arbeitsfläche 6 folgt auf den ersten Auslass 3 eine doppelte Abfolge des ersten Abluft-Einlasses 9, neben dem jeweils der erste Abluft- Auslass 12 angeordnet ist, die durch eine erste Abluft-Leitung 10 miteinander verbunden sind. Danach folgt der zweite Abluft-Einlass 14, an den sich die zweite Abluft-Leitung 15 und der zweite Abluft-Auslass 16 anschließen. Auch hier ist der zweite Abluft-Auslass 16 außerhalb der Arbeitsfläche 6 angeordnet. In the work surface 6, the first outlet 3 is followed by a double sequence of the first exhaust air inlet 9, next to which the first exhaust air outlet 12 is arranged, which are connected to each other by a first exhaust air line 10. This is followed by the second exhaust air inlet 14, to which the second exhaust air line 15 and the second exhaust air outlet 16 are connected. Here, too, the second exhaust air outlet 16 is arranged outside the work surface 6.
Fig. 2 zeigt weiter deutlich, dass die Auslässe 3 und 12 sowie die Einlässe 9 und 14 vorteilhaft in einem Rücksprung 11 der Arbeitsfläche 6 angeordnet sind. Der Rücksprung 11 dient der Schaffung einer ersten Strömungsverbindung 7, mit dem eine Strömungsverbindung für Abluft von dem ersten Auslass 3 zum ersten Abluft-Einlass 9 gewährleistet werden soll. Bevorzugt ist der Querschnitt der ersten Strömungsverbindung nicht größer als der Querschnitt des ersten Auslasses bzw. des ersten oder zweiten Abluft-Auslasses. Werden keine Leitelemente 13 eingesetzt, so sollte der Querschnitt der ersten Strömungsverbindung 7 vorteilhaft nicht größer sein als der Querschnitt der Ein- und Auslässe. Weiter zeigt Fig. 2, dass bevorzugt Leitelemente 13 über den Rücksprung 11 hinaus bis in die Arbeitsfläche 6 oder geringfügig darüber hinausragen, um Abluft in den jeweils zugeordneten Abluft-Einlass 9 oder 14 zu leiten. Die Leitelemente 13 verengen oder schließen die erste Strömungsverbindung 7, so dass die Abluft möglichst vollständig in den dem Leitelement 13 jeweils zugeordneten Abluft- Einlass strömt. Die Düse 1 gemäß der Ausführung Fig. 2 zeigt weiter eine optionale Öffnung 18a, die in der Regel als Gewindebohrung ausgeführt ist, und die zum Befestigen eines hier nicht dargestellten Führungselements dient. Der Rücksprung 11 gegenüber der Arbeitsfläche kann maximal 10 mm betragen. Es wird jedoch bevorzugt, wenn der Rücksprung 11 bis zu 1 mm, besonders bevorzugt bis zu 0,1 mm beträgt. Fig. 2 further clearly shows that the outlets 3 and 12 as well as the inlets 9 and 14 are advantageously arranged in a recess 11 of the working surface 6. The recess 11 serves to create a first flow connection 7, with which a Flow connection for exhaust air from the first outlet 3 to the first exhaust air inlet 9 is to be ensured. Preferably, the cross-section of the first flow connection is not larger than the cross-section of the first outlet or the first or second exhaust air outlet. If no guide elements 13 are used, the cross-section of the first flow connection 7 should advantageously not be larger than the cross-section of the inlets and outlets. Fig. 2 also shows that guide elements 13 preferably protrude beyond the recess 11 into the work surface 6 or slightly beyond it in order to guide exhaust air into the respectively assigned exhaust air inlet 9 or 14. The guide elements 13 narrow or close the first flow connection 7 so that the exhaust air flows as completely as possible into the exhaust air inlet assigned to the guide element 13. The nozzle 1 according to the embodiment shown in Fig. 2 also shows an optional opening 18a, which is usually designed as a threaded hole and which serves to attach a guide element (not shown here). The recess 11 relative to the working surface can be a maximum of 10 mm. However, it is preferred if the recess 11 is up to 1 mm, particularly preferably up to 0.1 mm.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Düse 1. Diese Düse 1 hat einen Düsenkörper 2, in den ein Zuluft-Kanal 4 eingebaut ist, der mit dem ersten Auslass 3 in Strömungsverbindung steht, so dass ein temperiertes, meist erhitztes und in der Regel unter Druck stehendes Fluid aus dem ersten Auslass austreten kann. Fig. 3 zeigt weiter einen Düsenkörper 2 mit einem ersten Abluft- Einlass 9 und mit einem zweiten Abluft- Einlass 14. An den ersten Abluft-Einlass 9 schließt sich die erste Abluft-Leitung 10 an, die in den ersten Abluft-Auslass 12 mündet. Diese Anordnung wiederholt sich entgegen der Arbeitsrichtung Ai. An den Abluft- Auslass 12, der so gestaltet ist, dass die austretende Abluft in einem Winkel von 90° ± 45°, bevorzugt von 90° ±io° auf das Beschichtungsmaterial trifft, schließt sich der zweite Abluft-Einlass 14 an, der mit der zweiten Abluft-Leitung 15 in Strömungsverbindung steht, die in den zweiten Abluft- Auslass 16 mündet. Damit zeigt die Düse 1 gemäß Fig. 3 ebenfalls beide Alternativen der erfindungsgemäßen Düse. Auch hier sind die Einlässe und Auslässe in der Arbeitsfläche 6 jeweils in einem optionalen Rücksprung 11 angeordnet, während die optionalen Leitelemente 13 bis an die Arbeitsfläche 6 oder darüber hinausragen. Die Leitelemente 13 können im Betriebszustand am Beschichtungsmaterial 5 anliegen. Da sie das Beschichtungsmaterial nur erwärmen, nicht aber vollständig aktivieren, ist ein Kontakt zwischen Leitelement 13 und Beschichtungsmaterial 5 unschädlich. Fig. 3 shows a cross-section through a third embodiment of the nozzle 1 according to the invention. This nozzle 1 has a nozzle body 2 in which an air supply channel 4 is built in, which is in flow connection with the first outlet 3, so that a tempered, usually heated and generally pressurized fluid can exit from the first outlet. Fig. 3 also shows a nozzle body 2 with a first exhaust air inlet 9 and with a second exhaust air inlet 14. The first exhaust air inlet 9 is followed by the first exhaust air line 10, which opens into the first exhaust air outlet 12. This arrangement is repeated against the working direction Ai. The exhaust air outlet 12, which is designed so that the exiting exhaust air hits the coating material at an angle of 90° ± 45°, preferably 90° ± 10°, is followed by the second exhaust air inlet 14, which is in flow connection with the second exhaust air line 15, which opens into the second exhaust air outlet 16. The nozzle 1 according to Fig. 3 thus also shows both alternatives of the nozzle according to the invention. Here too, the inlets and outlets in the work surface 6 are each arranged in an optional recess 11, while the optional guide elements 13 extend up to the work surface 6 or beyond. The guide elements 13 can rest on the coating material 5 in the operating state. Since they only heat the coating material, but not fully activated, contact between the guide element 13 and the coating material 5 is harmless.
Sowohl in Fig. 2 als auch in Fig. 3 sind Aufnahmen 27 für Befestigungselemente erkennbar, die insbesondere bei einem additiven Fertigungsverfahren an geeigneten Stellen im Düsenkörper 2 vorgesehen werden können, z. B. um die Düse mit einer Beschichtungsvorrichtung zu verbinden. Both in Fig. 2 and in Fig. 3, receptacles 27 for fastening elements can be seen, which can be provided at suitable locations in the nozzle body 2, in particular in an additive manufacturing process, e.g. in order to connect the nozzle to a coating device.
Fig. 3 zeigt zudem eine Düse 1 mit einem Führungselement 19, das dem Düsenkörper 2 gegenüber angeordnet ist, und das mit dem Düsenkörper 2 lösbar oder unlösbar verbunden ist. Das Führungselement 19 weist eine Außenwand 20 auf, die der Arbeitsfläche 6 gegenüberliegt. Zwischen den Arbeitsfläche 6 und Außenwand 20 ist ein Kanal 21 für das Beschichtungsmaterial ausgebildet, dass im Betriebszustand durch diesen Kanal geführt wird. Dabei liegt das Beschichtungsmaterial 5 bevorzugt in einem Abstand von weniger als 0,1 mm vor der Arbeitsfläche. Fig. 3 zeigt die Düse 1 mit Düsenkörper 2 und Führungselement 19 im Standby-Zustand, also ohne Beschichtungsmaterial. Fig. 3 also shows a nozzle 1 with a guide element 19, which is arranged opposite the nozzle body 2 and which is detachably or permanently connected to the nozzle body 2. The guide element 19 has an outer wall 20, which is opposite the working surface 6. A channel 21 for the coating material is formed between the working surface 6 and the outer wall 20, which is guided through this channel in the operating state. The coating material 5 is preferably located at a distance of less than 0.1 mm in front of the working surface. Fig. 3 shows the nozzle 1 with nozzle body 2 and guide element 19 in the standby state, i.e. without coating material.
Damit der Düsenkörper 2 während des Standby-Betriebs nicht auskühlt, wird weiter ein meist erhitztes und in der Regel unter Druck stehendes Fluid durch den Zuluft- Einlass 8 in den Düsenkörper eingeleitet und strömt durch die Zuluft- Leitung 4 aus dem ersten Auslass 3 aus. Das ausströmende Fluid wird in Abwesenheit des Beschichtungsmaterial unmittelbar zur Abluft, die durch den dritten Abluft- Einlass 22 in das Führungselement 19 eintritt und dieses in einer dritten Abluft-Leitung 23 passiert, um an einem dritten Abluft- Auslass 24 auszutreten. Der dritte Abluft-Einlass 22 liegt bevorzugt dem ersten Auslass 3 gegenüber und der dritte Abluft- Auslass 24 liegt vorteilhaft dem zweiten Abluft-Einlass 14 gegenüber. Der zweite Abluft-Einlass 14 mündet in einer zweiten Abluft-Leitung 15, die den Düsenkörper 2 durchsetzt, und die in einem zweiten Abluft- Auslass 16 mündet, der nicht in der Arbeitsfläche 6 liegt. Die Abluft, die auf diese Weise durch den Düsenkörper 2 hindurch geleitet wird, temperiert diesen und verhindert so ein Auskühlen oder Erwärmen. Das Auskühlen oder Erwärmen des Düsenkörpers 2 führt zu einer unerwünschten, verlängerten Anlaufphase nach Aufnahme des Betriebs, weil das Beschichtungsmaterial nicht sofort mit ausreichend temperierten, meist erhitztem und in der Regel unter Druck stehendem Fluid versorgt werden kann. Auch hier wird für die Abluft ein sehr kurzer Weg außerhalb des Düsenkörpers 2 durch das Führungselement 19 vorgegeben, so dass diese mit minimalen Wärme- bzw. Druckverlust wieder in den Düsenkörper 2 eintreten kann. Weiter wird auch hier vorteilhaft das Erhitzen von Werkzeugen im Umfeld der Düse 1, z. B. von Kappmesser K und Andruckrolle, vermieden. To ensure that the nozzle body 2 does not cool down during standby operation, a fluid, which is usually heated and usually under pressure, is also introduced into the nozzle body through the supply air inlet 8 and flows out of the first outlet 3 through the supply air line 4. In the absence of the coating material, the outflowing fluid immediately becomes exhaust air, which enters the guide element 19 through the third exhaust air inlet 22 and passes through this in a third exhaust air line 23 to exit at a third exhaust air outlet 24. The third exhaust air inlet 22 is preferably located opposite the first outlet 3 and the third exhaust air outlet 24 is advantageously located opposite the second exhaust air inlet 14. The second exhaust air inlet 14 opens into a second exhaust air line 15, which passes through the nozzle body 2 and opens into a second exhaust air outlet 16, which is not located in the work surface 6. The exhaust air, which is passed through the nozzle body 2 in this way, tempers it and thus prevents it from cooling down or heating up. Cooling down or heating up the nozzle body 2 leads to an undesirable, extended start-up phase after starting operation, because the coating material is not immediately supplied with sufficient tempered, usually heated and generally pressurized fluid. Here too, a very short path outside the nozzle body 2 is specified for the exhaust air by the guide element 19, so that it can re-enter the nozzle body 2 with minimal heat or pressure loss. Furthermore, the heating of tools in the vicinity of the nozzle 1, e.g. the cutting blade K and pressure roller, is also advantageously avoided here.
Fig. 4 zeigt ein Führungselement 19 mit einer Außenwand 20, die im Wesentlichen parallel zu einer Arbeitsfläche 6 (hier nicht dargestellt) angeordnet ist. Diese Außenwand 20 dient im Stand-By-Betrieb als Abdeckelement. In die Außenwand 20 sind ein dritter Abluft-Einlass 22 und ein dritter Abluft-Auslass 24 eingearbeitet, die durch eine dritte Abluft- Leitung 23 im Führungselement 19 miteinander in Strömungsverbindung stehen. Weiter weist das Führungselement 19 eine optionale Öffnung 18b auf, die mit der Bohrung 18a fluchtet, und die dazu genutzt werden kann, Führungselement 19 und Düsenkörper 2 zu einer Düse 1 zu verbinden. Fig. 4 shows a guide element 19 with an outer wall 20 that is arranged essentially parallel to a work surface 6 (not shown here). This outer wall 20 serves as a cover element in standby mode. A third exhaust air inlet 22 and a third exhaust air outlet 24 are incorporated into the outer wall 20, which are in flow connection with one another via a third exhaust air line 23 in the guide element 19. The guide element 19 also has an optional opening 18b that is aligned with the bore 18a and that can be used to connect the guide element 19 and the nozzle body 2 to form a nozzle 1.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Führungs elements 19. Es wird deutlich, dass das Führungselement in einem Anlageabschnitt 25 oberhalb der Außenwand 20 vorspringt und im montierten Zustand damit an dem oberen Bereich der Arbeitsfläche 6, also oberhalb der Ein- und Auslässe der Arbeitsfläche, anliegt. Dadurch ist ein Entweichen von Abluft nach oben nicht möglich. Am unteren Ende des Führungselements 19, alternativ am unteren Ende des Düsenkörpers 2 im Bereich der Arbeitsfläche 6 ist ein Vorsprung 25 angeordnet, auf dem das Beschichtungsmaterial 5 abgestützt wird. Der Anlageabschnitt 25, der oberhalb der Ein- bzw. Auslässe für Fluid und Abluft angeordnet ist, dient als Führung für die obere Schmalfläche und führt bevorzugt abschnittsweise in Verbindung mit der Außenwand 20 auch die angrenzende Außenseite des Beschichtungsmaterials 5. Der Vorsprung 26, der unterhalb bzw. am unteren Ende der Arbeitsfläche 6 angeordnet ist, führt die untere Schmalfläche des Beschichtungsmaterials 5 und ggf. abschnittsweise in Verbindung mit der Außenwand 20 auch die angrenzende Außenseite des Beschichtungsmaterials 5. Durch Anlageabschnitt 25 und Vorsprung 26 ist die erste Strömungsverbindung 7, insbesondere im Zusammenwirken mit dem Rücksprung 11, so gegenüber der Umgebung abgeschlossen, dass die Abluft sowohl in Gegenwart des Beschichtungsmaterials, aber auch in Abwesenheit des Beschichtungsmaterials 5 in den Düsenkörper 2 zurückgeführt werden kann und damit den Düsenkörper 2 temperiert. Fig. 5 shows a side view of the guide element 19. It is clear that the guide element protrudes in a contact section 25 above the outer wall 20 and, when mounted, rests against the upper area of the work surface 6, i.e. above the inlets and outlets of the work surface. This means that exhaust air cannot escape upwards. A projection 25 is arranged at the lower end of the guide element 19, or alternatively at the lower end of the nozzle body 2 in the area of the work surface 6, on which the coating material 5 is supported. The contact section 25, which is arranged above the inlets and outlets for fluid and exhaust air, serves as a guide for the upper narrow surface and preferably guides the adjacent outside of the coating material 5 in sections in connection with the outer wall 20. The projection 26, which is arranged below or at the lower end of the working surface 6, guides the lower narrow surface of the coating material 5 and, if necessary, in sections in connection with the outer wall 20, also the adjacent outside of the coating material 5. The contact section 25 and projection 26, in particular in conjunction with the recess 11, seal off the first flow connection 7 from the environment in such a way that the exhaust air can be discharged both in the presence of the coating material and in the absence of the coating material 5 can be returned to the nozzle body 2 and thus tempers the nozzle body 2.
Nach einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführung ist die Außenwand 20 als Abdeckelement, ggf. auch als separates Bauteil, federbelastet und liegt im Standby- Betrieb nah an der Arbeitsfläche 6 an. Alternativ und ebenfalls nicht in den Fig. 1 bis 5 dargestellt, ist das Führungselement 19 in Richtung auf die Arbeitsfläche 6 und weg von der Arbeitsfläche 6 bewegbar, z. B. entweder durch eine Andrückfeder oder durch einen Stellmotor, so dass es im Betriebszustand Raum für die Durchführung des Beschichtungsmaterials 5 schafft, während im Standby-Betrieb die Außenwand 20 als Abdeckelement so nah an die Arbeitsfläche 6 herangeführt wird, dass die erste Strömungsverbindung 7 einen Querschnitt aufweist, der vorzugsweise nicht wesentlich größer ist als derjenige der ersten Strömungsverbindung in Gegenwart des im Betriebszustand vorhandenen Beschichtungsmaterials 5. According to a further embodiment not shown here, the outer wall 20 is spring-loaded as a cover element, possibly also as a separate component, and lies close to the work surface 6 in standby mode. Alternatively, and also not shown in Figs. 1 to 5, the guide element 19 can be moved in the direction of the work surface 6 and away from the work surface 6, e.g. either by a pressure spring or by a servomotor, so that in the operating state it creates space for the coating material 5 to pass through, while in standby mode the outer wall 20 as a cover element is brought so close to the work surface 6 that the first flow connection 7 has a cross-section that is preferably not significantly larger than that of the first flow connection in the presence of the coating material 5 present in the operating state.
Fig. 6a und Fig. 6b zeigen jeweils einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse 1. Auch hier bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile. Der Düsenkörper 2 weist einen ersten Auslass 3 auf, der durch eine erste Zuluft-Leitung 4 mit Fluid beaufschlagt wird. Die erste Zuluft-Leitung 4 erstreckt sich vom ersten Auslass 3 zum Zuluft-Einlass 8 und stellt damit eine erste Strömungsverbindung 7 für das Fluid her. Neben dem Auslass 3 ist der erste Abluft-Einlass 9 angeordnet, von dem aus sich ein Leitelement 13 in Richtung auf die Arbeitsfläche erstreckt, um die Abluft in den ersten Abluft-Einlass 9 zu leiten. Der erste Abluft-Einlass 9 steht mit dem ersten Abluft-Auslass 12 in Strömungsverbindung. Der erste Abluft- Auslass 12 richtet die austretende Abluft auf das zu aktivierende Beschichtungsmaterial. Der Winkel, in dem die Abluft auf das Beschichtungsmaterial trifft, kann durch Gestaltung des ersten Abluft-Auslasses 12 eingestellt werden, um eine optimale Aktivierung des Fluids zu gewährleisten. In gleicher Weise kann die Ausgestaltung der anderen F risch - und Abluft- Auslässe gestaltet werden. Ein optimaler Winkel für das Auftreffen des Fluids liegt zwischen 8o° und ioo° bezogen auf die Arbeitsfläche 6. Neben dem zweiten Abluft-Auslass 12 ist der zweite Abluft-Einlass 14 angeordnet. Der zweite Abluft-Einlass steht mit einer zweiten Abluft-Leitung in Strömungsverbindung, die hier nicht dargestellt ist. Diese zweite Abluft-Leitung mündet in einem zweiten Abluft-Auslass, der die Abluft weg vom Düsenkörper 2 lenkt, bevorzugt in Richtung auf das zu beschichtende Werkstück, so wie z. B. in Fig. 1 gezeigt. Fig. 6a and Fig. 6b each show a section through a third embodiment of the nozzle 1 according to the invention. Here too, the same reference numerals denote the same components. The nozzle body 2 has a first outlet 3, which is supplied with fluid through a first supply air line 4. The first supply air line 4 extends from the first outlet 3 to the supply air inlet 8 and thus creates a first flow connection 7 for the fluid. Next to the outlet 3, the first exhaust air inlet 9 is arranged, from which a guide element 13 extends in the direction of the work surface in order to guide the exhaust air into the first exhaust air inlet 9. The first exhaust air inlet 9 is in flow connection with the first exhaust air outlet 12. The first exhaust air outlet 12 directs the escaping exhaust air onto the coating material to be activated. The angle at which the exhaust air hits the coating material can be adjusted by designing the first exhaust air outlet 12 to ensure optimal activation of the fluid. The design of the other fresh and exhaust air outlets can be designed in the same way. An optimal angle for the fluid to hit is between 80° and 100° in relation to the work surface 6. The second exhaust air inlet 14 is arranged next to the second exhaust air outlet 12. The second exhaust air inlet is in flow connection with a second exhaust air line, which is not shown here. This second exhaust air line opens into a second exhaust air outlet, which Exhaust air is directed away from the nozzle body 2, preferably in the direction of the workpiece to be coated, as shown, for example, in Fig. 1.
Das zur Aktivierung eingesetzte Fluid strömt im Arbeits-Betrieb, sowie in Fig. 6a gezeigt, durch den Zuluft-Einlass 8 zum ersten Auslass 3 durch den ersten Abluft- Einlass 9 zum ersten Abluft-Auslass 12, von dort zum zweiten Abluft-Einlass 12 und durch eine zweite Abluft-Leitung weg vom Düsenkörper 2. Diese Führung des Fluids ist im Arbeits-Betrieb sehr effizient. Im Standby-Betrieb, wenn kein Beschichtungsmaterial an der Arbeitsfläche vorbeigeführt wird, würde das Fluid aus dem ersten Auslass 3 ausströmen und sowohl den Düsenkörper 2 als auch die Umgebung einschließlich der umgebenden Vorrichtungsteile wie z. B. ein Kappmesser für das Beschichtungsmaterial und die Andruckrolle zum Andrücken des aktivierten Beschichtungsmaterials an das Werkstück erhitzen. Dies ist unerwünscht und stellt zudem eine Verschwendung von Energie dar. The fluid used for activation flows in working mode, as shown in Fig. 6a, through the supply air inlet 8 to the first outlet 3, through the first exhaust air inlet 9 to the first exhaust air outlet 12, from there to the second exhaust air inlet 12 and through a second exhaust air line away from the nozzle body 2. This guidance of the fluid is very efficient in working mode. In standby mode, when no coating material is being guided past the work surface, the fluid would flow out of the first outlet 3 and heat both the nozzle body 2 and the surrounding area, including the surrounding device parts such as a cutting knife for the coating material and the pressure roller for pressing the activated coating material onto the workpiece. This is undesirable and also represents a waste of energy.
Daher weist die dritte Ausführungsform gemäß Fig. 6a und Fig. 6b eine Kolben- Zylinder-Anordnung 29 auf, bevorzugt eine pneumatisch betriebene Anordnung, die hier oberhalb des Düsenkörpers 2 angeordnet ist. Ein Kolben 30 der Kolben-Zylinder- Anordnung lässt im Arbeitsbetrieb gemäß Fig. 6a die erste Strömungsverbindung 7 und damit die Zuluft-Leitung 4 frei, so dass das Fluid wie vorstehend beschrieben strömen kann. Der Kolben 30 sperrt dagegen einen Fluid-Kanal 28 für den Standby-Betrieb, der das nicht zum aktivieren benötigte Fluid weg vom Düsenkörper 2 zu einem Fluid- Auslass 28a führt. Der Fluid-Auslass 28a kann an beliebiger Stelle enden, je nach den Erfordernissen der jeweiligen Beschichtungsvorrichtung. Der Fluid- Auslass 28a kann im Bereich der Beschichtungsvorrichtung enden, er kann weiter entfernt, z. B. außerhalb des Gebäudes enden, vorteilhaft kann das erhitzte, aber im Standby-Betrieb nicht benötigte Fluid aber auch im Kreislauf geführt werden, und ggf. nach erneutem Aufheizen wieder dem Zuluft-Einlass 8 zugeführt werden. Therefore, the third embodiment according to Fig. 6a and Fig. 6b has a piston-cylinder arrangement 29, preferably a pneumatically operated arrangement, which here is arranged above the nozzle body 2. A piston 30 of the piston-cylinder arrangement leaves the first flow connection 7 and thus the supply air line 4 free during operation according to Fig. 6a, so that the fluid can flow as described above. The piston 30, on the other hand, blocks a fluid channel 28 for standby operation, which leads the fluid not required for activation away from the nozzle body 2 to a fluid outlet 28a. The fluid outlet 28a can end at any point, depending on the requirements of the respective coating device. The fluid outlet 28a can end in the area of the coating device, it can be further away, e.g. B. end outside the building, but the heated fluid that is not needed in standby mode can also be advantageously circulated and, if necessary, fed back to the supply air inlet 8 after being heated up again.
Fig. 6b zeigt, dass der Kolben 30 im Standby-Betrieb nicht nur den Fluid-Kanal 28 blockiert, sondern auch die Zuluft-Leitung 4. In dieser Stellung des Kolbens 30 wird eine Strömungsverbindung zwischen der Zuluft-Leitung 4 und dem Fluid- Kanal 28 geschaffen, so dass das Fluid, dass zu diesem Zeitpunkt auf Betriebstemperatur ist, nicht in das Innere des Düsenkörpers 2 eintritt und diesen erhitzt oder kühlt. Vielmehr wird das Fluid bevorzugt vor dem Eintritt in den Düsenkörper 2 bereits in den Fluid- Kanal 28 überführt. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 29 weist gemäß einer bevorzugten, hier in Fig. 6a und Fig. 6b dargestellten Ausführung, eine Kühleinrichtung 31 auf, die eine Wärme- bzw. Kälteübertragung vom Fluid auf die Kolben-Zylinder-Anordnung 29 verhindert. Fig. 6b shows that the piston 30 in standby mode not only blocks the fluid channel 28, but also the supply air line 4. In this position of the piston 30, a flow connection is created between the supply air line 4 and the fluid channel 28, so that the fluid, which is at operating temperature at this time, does not enter the interior of the nozzle body 2 and heat or cool it. Rather, the fluid is preferably transferred into the fluid channel 28 before entering the nozzle body 2. According to a preferred embodiment shown here in Fig. 6a and Fig. 6b, the piston-cylinder arrangement 29 has a cooling device 31 which prevents heat or cold transfer from the fluid to the piston-cylinder arrangement 29.
Auch die in den Fig. 7a und 7b gezeigte, vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse 1 befasst sich mit der Führung des Fluids im Arbeits-Betrieb (Fig. 7a) und im Standby-Betrieb (Fig. 7b). Fig. 7a zeigt eine Düse 1 mit einem Düsenkörper 2 und einer Arbeitsfläche 6, in der (hier nicht sichtbar) ein erster Auslass 4, ein erster Abluft- Einlass 9, ein erster Abluft-Auslass 12 und ein zweiter Abluft-Einlass 14 angeordnet sind, etwa so wie z. B. in Fig. 1 dargestellt. Die Düse 1 weist weiter eine Zuluft-Leitung 4 auf, die Teil der ersten Strömungsverbindung ist, die im ersten Auslass 3 mündet.The fourth embodiment of the nozzle 1 according to the invention shown in Figs. 7a and 7b also deals with the guidance of the fluid in working mode (Fig. 7a) and in standby mode (Fig. 7b). Fig. 7a shows a nozzle 1 with a nozzle body 2 and a working surface 6 in which (not visible here) a first outlet 4, a first exhaust air inlet 9, a first exhaust air outlet 12 and a second exhaust air inlet 14 are arranged, approximately as shown in Fig. 1, for example. The nozzle 1 also has an air supply line 4, which is part of the first flow connection that opens into the first outlet 3.
Weiter zeigt Fig. 7a die zweite Abluft- Leitung 15, mit der verbrauchtes Fluid im Arbeits- Betrieb vom Düsenkörper 15 weggeleitet wird, bevorzugt in Richtung auf eine zu beschichtende Fläche eines Werkstücks. Furthermore, Fig. 7a shows the second exhaust air line 15, with which used fluid is guided away from the nozzle body 15 during operation, preferably in the direction of a surface of a workpiece to be coated.
Der Arbeitsfläche 6 der Düse 1 gegenüberliegend ist eine Abdeckeinrichtung 32 angeordnet. Die Abdeckeinrichtung 32 weist ein Abdeckelement 33 auf, das unmittelbar gegenüberliegend der Arbeitsfläche 6 angeordnet ist, sowie einen mit dem Abdeckelement 33 verbundenen Umlenker 34 und eine Kolben-Zylinder-Anordnung 35, die ihrerseits mit dem Umlenker 34 in Verbindung steht. A covering device 32 is arranged opposite the working surface 6 of the nozzle 1. The covering device 32 has a covering element 33 which is arranged directly opposite the working surface 6, as well as a deflector 34 connected to the covering element 33 and a piston-cylinder arrangement 35 which in turn is connected to the deflector 34.
Das Abdeckelement 33 ist in einem Abstand von ca. 3 mm bis 15 mm, häufig zwischen 5 mm und 10 mm gegenüber der Arbeitsfläche 6 angeordnet. Eine Anlagefläche 38 des Abdeckelements 33 ist der Arbeitsfläche zugewandt und deckt mindestens den ersten Auslass 3 ab, optional wird die Arbeitsfläche 6 ganz oder teilweise abgedeckt. Der Abstand zwischen Arbeitsfläche 6 und Anlagefläche 38 muss ausreichend bemessen sein, um im Arbeits-Betrieb das zu aktivierende Beschichtungsmaterial an der Arbeitsfläche 6 vorbeizuführen. The cover element 33 is arranged at a distance of approximately 3 mm to 15 mm, often between 5 mm and 10 mm, from the work surface 6. A contact surface 38 of the cover element 33 faces the work surface and covers at least the first outlet 3; optionally, the work surface 6 is covered completely or partially. The distance between the work surface 6 and the contact surface 38 must be sufficiently dimensioned to guide the coating material to be activated past the work surface 6 during operation.
Fig. 7b zeigt, dass das Abdeckelement 33 im Standby-Betrieb an der Arbeitsfläche 6 anliegt und mindestens den ersten Auslass 3, vorzugsweise einen Teil oder die gesamte Arbeitsfläche 6 abdeckt. Bevorzugt weist die Anlagefläche 38 dazu eine Dichtung auf, die zur Anlagefläche 6 hin den abgedeckten Bereich abdichtet. In einer einfachen Ausführung kann das Abdeckelement 33 unmittelbar z. B. durch eine Kolben-Zylinder- Einrichtung oder eine andere Betätigungsvorrichtung in Richtung auf die Arbeitsfläche 6 bewegt werden, bis sie dort anliegt. Häufig ist eine solche unmittelbare Betätigung nicht möglich, weil die Beschichtungsvorrichtung, in die die erfindungsgemäße Düse eingesetzt ist, hierfür keinen Raum bietet. Daher empfiehlt sich häufig die in Fig. 7 gezeigte Anordnung, die nachstehend erläutert wird: Der Abstand zwischen Abdeckelement 33 und Anlagefläche 6 wird durch Betätigen der Kolben-Zylinder- Anordnung 35 geschlossen, deren Kolben ausfährt. Der mit dem Kolben an einem Anlenkpunkt 36 verbundene Umlenker 34 ist aus zwei vorzugsweise starr miteinander verbundenen Abschnitten zusammengesetzt, einem ersten Abschnitt 34a, der sich vom Anlenkpunkt 36 bis zu einer Drehachse 37 erstreckt und aus einem zweiten Abschnitt 34b, der sich von der Drehachse 37 bis zum Abdeckelement 33 erstreckt und an diesem befestigt ist. Der ausfahrende Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung 35 bewirkt eine Drehung des Umlenkers 34 um die Drehachse 37, so dass das Abdeckelement 33 den Abstand zur Arbeitsfläche 6 schließt und an dieser, wie in Fig. 7b gezeigt, anliegt. Fig. 7b shows that the cover element 33 in standby mode on the work surface 6 and covers at least the first outlet 3, preferably part or all of the working surface 6. The contact surface 38 preferably has a seal which seals the covered area towards the contact surface 6. In a simple embodiment, the cover element 33 can be moved directly, e.g. by a piston-cylinder device or another actuating device, in the direction of the working surface 6 until it rests there. Often such direct actuation is not possible because the coating device in which the nozzle according to the invention is inserted does not offer any space for this. Therefore, the arrangement shown in Fig. 7 is often recommended, which is explained below: The distance between the cover element 33 and the contact surface 6 is closed by actuating the piston-cylinder arrangement 35, the piston of which extends. The deflector 34, which is connected to the piston at a pivot point 36, is composed of two sections which are preferably rigidly connected to one another, a first section 34a which extends from the pivot point 36 to a rotation axis 37 and a second section 34b which extends from the rotation axis 37 to the cover element 33 and is fastened to it. The extending piston of the piston-cylinder arrangement 35 causes the deflector 34 to rotate about the rotation axis 37, so that the cover element 33 closes the distance to the work surface 6 and rests against it, as shown in Fig. 7b.
Im Standby-Zustand gemäß Fig. 7b wird das Fluid in Betriebstemperatur durch die Zuluft-Leitung 4 geführt, tritt aus dem ersten Auslass 3 aus und in eine hier nicht sichtbare Öffnung in der Anlagefläche 38 des Abdeckelements 33 ein. Das Fluid tritt durch einen Abluft-Auslass 39 des Abdeckelements 33 aus, entweder unmittelbar in die Umgebung der Düse 1 oder in einen Abluft-Kanal, der das Fluid entweder weiter zu einem anderen Auslass in größerer Entfernung von der Düse 1 fördert oder auch zurück in Richtung auf den Zuluft-Einlass 8 der Düse 1, ggf. nachdem das Fluid noch einmal auf die Betriebstemperatur erhitzt oder gekühlt wurde. Der Umlenker 34 kann ohne Weiteres jeweils in seiner Form an die Anforderungen der jeweiligen Düse 1 bzw. Beschichtungsvorrichtung angepasst werden. Bezugszeichenliste In the standby state according to Fig. 7b, the fluid at operating temperature is guided through the supply air line 4, exits from the first outlet 3 and enters an opening (not visible here) in the contact surface 38 of the cover element 33. The fluid exits through an exhaust air outlet 39 of the cover element 33, either directly into the area surrounding the nozzle 1 or into an exhaust air channel, which either conveys the fluid further to another outlet at a greater distance from the nozzle 1 or back in the direction of the supply air inlet 8 of the nozzle 1, if necessary after the fluid has been heated or cooled to the operating temperature again. The shape of the deflector 34 can easily be adapted to the requirements of the respective nozzle 1 or coating device. list of reference symbols
1 Düse 28 Abluft-Kanal1 nozzle 28 exhaust air duct
2 Düsenkörper 28a Abluft-Auslass2 nozzle body 28a exhaust air outlet
3 erster Auslass (Standby)3 first outlet (standby)
4 Zuluft-Leitung 29 Kolben-Zylinder-4 Supply air line 29 Piston-cylinder
5 Beschichtungsmaterial Anordnung5 Coating material arrangement
6 Arbeitsfläche 30 Kolben 6 working surface 30 pistons
7 erste Strömungsverbindung 31 Kühleinrichtung7 first flow connection 31 cooling device
8 Zuluft-Einlass 32 Abdeckeinrichtung8 Supply air inlet 32 Cover device
9 erster Abluft-Einlass 33 Abdeckelement9 first exhaust air inlet 33 cover element
10 erste Abluft-Leitung 34 Umlenker10 first exhaust air line 34 deflector
11 Rücksprung 34a erster Ab s chnitt11 Return 34a first section
12 erster Abluft-Auslass 34b zweiter Abschnitt12 first exhaust air outlet 34b second section
13 Leitelemente 35 Kolben-Zylinder-13 guide elements 35 piston-cylinder
14 zweiter Abluft-Einlass Anordnung14 second exhaust air inlet arrangement
15 zweite Abluft-Leitung 36 Anlenkpunkt15 second exhaust air line 36 articulation point
16 zweiter Abluft-Auslass 37 Drehachse16 second exhaust air outlet 37 rotation axis
17 Werkstück 38 Anlagefläche17 Workpiece 38 Contact surface
18a Bohrung 39 Abluft-Auslass18a Hole 39 Exhaust air outlet
18b Öffnung 18b opening
19 Führungselement 19 guide element
20 Außenwand 20 exterior wall
21 Kanal für Beschichtungsmaterial 21 channel for coating material
22 dritter Abluft-Einlass 22 third exhaust air inlet
23 dritte Abluft- Leitung Ai Arbeitsrichtung23 third exhaust air line Ai working direction
24 dritter Abluft- Auslass A2 Arbeitsrichtung24 third exhaust air outlet A2 working direction
25 Anlageabschnitt H Höhe 25 Plant Section H Height
26 Vorsprung P Kraft 26 Vorsprung P Kraft
27 Aufnahmen K Kappmesser 27 shots K cutting knife
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