DE102006015058A1

DE102006015058A1 - Vorrichtung und Verfahren zum flächigen Auftragen einer flüssigen Substanz

Info

Publication number: DE102006015058A1
Application number: DE200610015058
Authority: DE
Inventors: Robert Koch
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2026-04-01
Also published as: WO2007115542A3; WO2007115542A2; DE102006015058B4

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum flächigen Auftragen einer flüssigen Substanz, insbesondere eines Haftvermittlers, auf ein flächiges Werkstück vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird das Werkstück (12) in einer Vorrichtung fixiert, die zwei gegeneinander verfahrbare Werkzeugelemente (14, 20) umfasst. Eines der Werkzeugelemente umfasst eine Fixiereinrichtung für das Werkstück (12). Das andere der Werkzeugelemente ist mit einer stempelartigen Auftrageinrichtung (26) versehen, die mit einem flexibel verformbaren, flächigen Material versehen ist. Das flächige Material wird mit der flüssigen Substanz beaufschlagt und derart mit dem Werkstück (12) verpresst und verformt, dass zumindest ein rahmenartiger Flächenbereich und ein umlaufender Rand des Werkstücks (12) mit der flüssigen Substanz benetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum flächigen Auftragen einer flüssigen Substanz.
Insbesondere bei der Herstellung eines aus Glas gefertigten Deckelelementes eines Schiebedachs bzw. Hubschiebedachs ist es üblich, eine das transparente Element darstellend Glastafel mit einer rahmenartigen Kunststoffumschäumung zu versehen, die in der Regel aus Polyurethan gefertigt ist und zur Aufnahme eines Dichtungselementes und von Einlegeteilen dient, über welche das Deckelelement an eine Verstellmechanik angekoppelt werden kann.
Um eine dauerhafte und stabile Verbindung zwischen der Glastafel und der Kunststoffumschäumung herzustellen, wird in der Regel ein Haftvermittler in Form eines Glasprimers eingesetzt, der vor dem Umschäumen der Glastafel in einen frittenseitigen Randbereich und in einem häufig als C-Schlitz ausgebildeten Umfangsbereich flächig aufge tragen wird. Dies erfolgt in der Regel in manueller Weise, beispielsweise unter Nutzung eines Filzes oder dergleichen. Ein solches Vorgehen ist sehr zeitaufwendig und zudem nicht prozesssicher umsetzbar.
Aus der DE 199 27 473 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen und Verkleben einer mit Kunststoff ummantelten Scheibe bekannt, bei dem ein Glasprimer und eine Kunststoffkomponente mittels eines Zwei-Kopf-Roboters aufgebracht werden. Ein erster Kopf des Roboters trägt den Glasprimer und ein zweiter Kopf des Roboters trägt die Kunststoffkomponente auf die Scheibe auf. Dieses Verfahren ist mit einem großen werkzeugtechnischen Aufwand verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum flächigen Auftragen einer Substanz bereitzustellen, welche ein prozesssicheres Benetzen eines flächigen Werkstücks mit der Substanz in dessen Randbereichen in einfacher Weise gewährleistet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird mithin eine Vorrichtung bereitgestellt, die zwei gegeneinander verfarrbare Werkzeugelemente umfasst, von denen eines das flächige Werkstück fixiert und das andere eine stempelartige Auftrageinrichtung umfasst. Die flüssige Substanz wird über das flexibel verformbare, flächige Material in einem rahmenartigen, dem fixierenden Werkzeugelement zugewandten Flächenbereich und auf den umlaufenden Rand des Werkstücks durch Bereitstellen eines erforderlichen Anpressdrucks nach Art eines Stempelprozesses aufgetragen. Beim Anpressen der stempel artigen Auftragseinrichtung an das Werkstück verformt sich das flexible, flächige Material derart, dass es auch an dem umlaufenden Rand des Werkstücks anliegt und so die flüssige Substanz gleichzeitig in einem Zuge auf die dem Werkzeugelement der Auftrageinrichtung zugewandte Fläche und auch auf den umlaufenden Rand des Werkstücks, welcher insbesondere als sogenannter C-Schliff ausgebildet sein kann, aufgetragen wird.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Applikation der flüssigen Substanz mithin nach einem Stempelverfahren, welches prozesssicher, reproduzierbar und mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist die Auftrageinrichtung eine an dem zweiten Werkzeugelement fixierte Schablone, welche an die Geometrie des mit der flüssigen Substanz zu benetzenden Werkstücks angepasst ist.
Diese Schablone ist insbesondere rahmenartig ausgebildet, wobei sie entlang den Rändern des Werkstücks diese übergreifend verläuft.
Um den Grundaufbau der Vorrichtung für unterschiedliche Geometrien eines flächigen Werkstücks nutzen zu können, ist die Auftrageinrichtung vorzugsweise als Wechselwerkzeug ausgebildet. In diesem Fall kann die gleiche Vorrichtung für eine Vielzahl von jeweils einer Werkstückgröße und -form zugeordnete Umschäumungsstationen genutzt werden. Denkbar ist es auch, für jede Umschäumungsstation eine separate erfindungsgemäße Vorrichtung vorzusehen.
Die Auftrageinrichtung kann mit dem zweiten Werkzeugelement verklemmt, verklebt oder auch verklettet sein.
Insbesondere kann das zweite Werkzeugelement eine Nut zur Aufnahme der Auftrageinrichtung aufweisen, in welcher die Auftrageinrichtung verklemmt ist.
Besonders günstige Auftrageigenschaften werden erreicht, wenn das verformbare, flächige Material der Auftrageinrichtung aus einem Weichschaumstoff besteht. Insbesondere kann der Weichschaumstoff auf Melaminharzbasis hergestellt sein. Ein solches Material, welches mit einem Glasprimer beaufschlagt ist, gibt diesen gleichmäßig und in hinreichender Menge bei der Applikation auf eine Glasplatte ab. Das flächige Material ist insbesondere ein an die betreffende Größe des Werkstücks und an dessen Form angepasster Zuschnitt, der eine Art Stempelkissen bildet.
Um die flüssige Substanz definiert auf das flächige Werkstück aufbringen zu können, weist die Vorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise eine Zentriereinrichtung für das Werkstück auf. Diese greift bei der Positionierung des Werkstücks in der Vorrichtung an dessen Rändern an. Beim Applizieren der flüssigen Substanz zieht sich die Zentriervorrichtung wieder zurück, so dass die flüssige Substanz auch auf den umlaufenden Randbereich aufgebracht werden kann.
Die Fixiereinrichtung für das flächige Werkstück kann einen Vakuumsauger umfassen.
Wenn die Auftrageinrichtung automatisiert mit der flüssigen Substanz beaufschlagt werden soll, umfasst diese vorzugsweise eine Zufuhreinrichtung für die flüssige Substanz. Die Zufuhreinrichtung umfasst beispielsweise Düsen, die über die Fläche des flexibel verformbaren Materials an der dem Werkstück abgewandten Seite verteilt sind.
Das einem Stempelprozess gleichende Auftragverfahren kann mittels einer Hubeinrichtung eines der Werkzeugelemente unterstützt sein. Die Hubeinrichtung verfährt die beiden Werkzeugelemente zum Applizieren der flüssigen Substanz gegeneinander und führt mithin den Stempelprozess durch.
Die Führung der Werkzeugelemente erfolgt beispielsweise an Säulen, kann aber auch mittels anderer, geeigneter Mittel erfolgen, die eine exakte Positionierung und Führung der beiden Werkzeugelemente zueinander gewährleisten.
Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich insbesondere zum Applizieren eines Glasprimer in den Randbereichen einer Glastafel mit einem sogenannten C-Schliff, welche als Deckelelement eines Schiebedachs bzw. Hubschiebedachs eingesetzt wird und hierzu mit einem Polyurethanschaumkunststoffrahmen versehen wird. In diesem Falle wird die Glastafel nach dem Applizieren des Glasprimers in ein Werkzeug zum Schäumen des Kunststoffrahmens eingebracht. Das Verfahren nach der Erfindung ist damit Teil des Schäumprozesses zur Herstellung des Kunststoffrahmens.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung mit auseinandergefahrenen Werkzeugelementen;
2 eine 1 entsprechende Ansicht mit aneinandergefahrenen Werkzeugelementen; und
3 eine Draufsicht auf ein unteres Werkzeugelement zusammen mit einer eine Primerschablone darstellenden Auftrageinrichtung für einen Glasprimer.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung 10 zum frittenseitigen Auftragen eines Glasprimers auf Randbereiche einer gewölbte Glastafel 12 dargestellt, welche zur Ausbildung eines Deckelelementes eines Hubschiebedachs nachfolgend in einer Schäumvorrichtung mit einem Polyurethanschaumrahmen versehen werden soll, der zur Aufnahme eines Dichtelements und von Einlegeteilen dient, die zur Versteifung und/oder zur Anbindung des Deckelelements an eine Verstellmechanik dienen können.
Die Vorrichtung 10 umfasst ein erstes, unteres Werkzeugelement 14, das mit einer Aufnahmeeinrichtung 16 für die gewölbte Glastafel 12 versehen ist, an welcher die Glastafel 12 mittels einer Fixiereinrichtung fixiert ist. Die Aufnahmeeinrichtung 16 ist an einer unteren Werkzeugaufspannplatte 18 fixiert.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 ein zweites, oberes Werkzeugelement 20, das mit einer oberen Werkzeugaufspannplatte 22 versehen ist, an deren Unterseite eine Schablonenhalterung 24 angebracht ist. Die Schablonenhalterung 24 dient zur Fixierung einer rahmenartig ausgebildeten, stempelkissenartigen Auftrageinrichtung 26, die aus einem auf Melaminharzbasis hergestellten Weichschaumstoff besteht, der ein flexibel verformbares, flächiges Material darstellt und eine Dicke zwischen beispielsweise 10 und 25 mm aufweisen kann. Der Weichschaumstoff, der einen rahmenartigen Zuschnitt darstellt, ist in einer korrespondiernden Nut bzw. Ausnehmung der Schablonenhalterung 24 verklemmt.
Die beiden Werkzeugelemente 14 und 20 sind gegeneinander im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene der Glastafel 12 verfahrbar, und zwar derart, dass das obere Werkzeugelement 20 über dessen Werkzeugaufspannplatte 22 an zwei Säulen 28A, 28B geführt ist. An den Säulen 28A, 28B ist jeweils ein als Bund ausgeführter Endanschlag 30A bzw. 30B ausgebildet. Die Endanschläge 30A, 30B gewährleisten, dass die von dem oberen Werkzeugelement 20 auf die Glasplatte 12 ausgeübte Kraft begrenzt ist, so dass eine Zerstörung der Glastafel 12 verhindert wird.
Die rahmenartige Auftrageinrichtung 26, die eine Primerschablone darstellt, ist derartig angeordnet und ausgebildet, dass sie bei zusammengefahrenen Werkzeugelementen 14 und 20 sowohl in einem umlaufenden oberseitigen Flächenbereich als auch an einem sogenannten C-Schliff, welcher den Rand der Glastafel 12 bildet, anliegt.
Das Aufbringen des Glasprimers auf die Glastafel 12 mittels der Vorrichtung 10 erfolgt derartig, dass zunächst bei auseinander gefahrenen Werkzeugelementen 14 und 20 die Auftrageinrichtung 26 manuell mit dem eine flüssige Substanz darstellenden Glasprimer, beispielsweise mittels einer Rolle oder eines Filzes, beaufschlagt wird. Dann wird das flächige Werkstück 12 in die Vorrichtung 10 eingebracht und an der Aufnahmeeinrichtung 16 des unteren Werkzeugelementes 14 zentriert und fixiert, so dass die in 1 dargestellte Anordnung resultiert.
Anschließend wird das obere Werkzeugelement 20 entlang den Säulen 28A, 28B bis an die Endanschläge 30A, 30B verfahren, so dass die in 2 dargestellte Anordnung resultiert. Die nach Art eines Stempelkissens ausgebildete Auftrageinrichtung 26 wird so mit einem Druck beaufschlagt, so dass sie sich angepasst an die Umfangskontur der Glasplatte 12 in dessen Randbereich verformt und an der Oberseite der Glastafel 12 und an dessen umlaufenden C-Schliff anliegt. Dadurch wird eine gleichzeitige Applikation des Glasprimers in einem rahmenartigen Flächenbereich an der Oberseite der Glastafel 12 und an dessen C-Schliff, der einen umlaufenden Randbereich der Glastafel 12 darstellt, gewährleistet.
Dann werden die Werkzeugelemente 14 und 20 wieder auseinander gefahren und wird die mit dem Glasprimer benetzte Glastafel 12 der Vorrichtung 10 entnommen und einer Schäumvorrichtung zur Ausbildung eines Polyurethanschaumrahmens zugeführt.

10: Vorrichtung
12: Glastafel
14: unteres Werkzeugelement
16: Aufnahmeeinrichtung
18: untere Werkzeugaufspannplatte
20: oberes Werkzeugelement
22: obere Werkzeugaufspannplatte
24: Schablonenhalterung
26: Auftrageinrichtung
28A, 28B: Säulen
30A, 30B: Endanschlag

Claims

Vorrichtung zum flächigen Auftragen einer flüssigen Substanz, insbesondere eines Haftvermittlers, auf ein flächiges Werkstück (12), umfassend zwei gegeneinander verfahrbare Werkzeugelemente (14, 20), von denen eines eine Fixiereinrichtung für das Werkstück (12) und das andere eine stempelartige Auftrageinrichtung (26) umfasst, die mit einem flexibel verformbaren, flächigen Material versehen ist, welches die flüssige Substanz bei einem Anpressen der Auftrageinrichtung (26) an das Werkstück (12) derart auf das Werkstück (12) überträgt, dass zumindest ein rahmenartiger, dem zweiten Werkzeugelement (20) zugewandter Flächenbereich und ein umlaufender Rand des Werkstücks (12) mit der flüssigen Substanz benetzt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrageinrichtung (26) eine an dem zweiten Werkzeugelement (20) fixierte Schablone ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone rahmenartig ausgebildet ist und entlang der Ränder des Werkstücks (12) diese übergreifend verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrageinrichtung (26) als Wechselwerkzeug ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das flexibel verformbare Material der Auftrageinrichtung (26) mit dem zweiten Werkzeugelement (20) verklemmt, verklebt oder verklettet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Werkzeugelement (20) eine Nut zur Aufnahme der Auftrageinrichtung (26) hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verformbare, flächige Material der Auftrageinrichtung (26) aus einem Weichschaumstoff besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichschaumstoff auf Melaminharzbasis hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Zentriereinrichtung für das Werkstück.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung für das Werkstück (12) mindestens einen Vakuumsauger umfasst, der beim Auftragen der flüssigen Substanz auf das Werkstück (12) wirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrageinrichtung (26) mit einer Zufuhreinrichtung für die flüssige Substanz versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung Düsen umfasst, die über die Fläche des flexiblen, verformbaren Materials an dessen dem Werkstück (12) abgewandten Seite verteilt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Hubeinrichtung für mindestens eines der Werkzeugelemente (14, 20), die diese gegeneinander verfährt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Werkzeugelemente (14, 20) an mindestens einer Säule (28A, 28B) geführt ist.
Verfahren zum flächigen Auftragen einer flüssigen Substanz, insbesondere eines Haftvermittlers, auf ein flächiges Werkstück (12), bei welchem Verfahren das Werkstück in einer Vorrichtung (10) fixiert wird, die zwei gegeneinander verfahrbare Werkzeugelemente (14, 20) umfasst, von denen eines eine Fixiereinrichtung für das Werkstück (12) umfasst und das andere mit einer stempelartigen Auftrageinrichtung (26) versehen ist, die mit einem flexibel verformbaren, flächigen Material versehen ist, wobei das flächige Material mit der flüssigen Substanz beaufschlagt und derart mit dem Werkstück (12) verpresst und verformt wird, dass zumindest ein rahmenartiger, dem Werkzeugelement (20) der Auftrageinrichtung (26) zugewandter Flächenbereich und ein umlaufender Rand des Werkstücks (12) mit der flüssigen Substanz benetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das flexibel verformbare Material manuell mit der flüssigen Substanz beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das flexibel verformbare Material automatisiert mit der flüssigen Substanz beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugelemente (14, 20) im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene des flächigen Werkstücks (12) gegeneinander verfahren werden, so dass das flexibel verformbare, flächige Material mit dem Werkstück (12) verpresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Werkstück (12) in der Vorrichtung (10) zentriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (12) eine Glastafel und das flüssige Material ein Glasprimer ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Glastafel (12) nach dem Applizieren des Glasprimer in ein Werkzeug zum Schäumen eines Kunststoffrahmens eingebracht wird.