DE102007057175A1

DE102007057175A1 - Anlage zum automatisierten Applizieren einer selbsthaftenden Schutzfolie

Info

Publication number: DE102007057175A1
Application number: DE102007057175A
Authority: DE
Inventors: Rainer Stricker
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Eine Anlage (100) zum automatisierten Applizieren einer selbsthaftenden Schutzfolie (10) auf Fahrzeugkarosserieteile (11) mit einer Folienmaterialzuführeinheit und einem Rahmen mit Haltemitteln zum Halten eines aus der Folienmaterialzuführeinheit zugeführten Folienabschnittes soll geschaffen werden, mit der in wirtschaftlicher Weise eine Schutzfolie für Karosserieteile sicher appliziert werden kann. Dies wird erreicht durch eine Vakuumeinheit zum Verkleben der am Rahmen gehalterten Schutzfolie (10) und ein am Rahmen angeordnetes flexibles Element zum Andrücken der Schutzfolie (10), welches unter dem Einfluss des Vakuums verformbar ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum automatisierten Applizieren einer selbsthaftenden Schutzfolie auf Fahrzeugkarosserieteile nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Applizieren derselben.
Transportschutzfolien schützen temporär Lacke von Fahrzeugkarosserieteilen. Diese Folien werden in einer Produktionslinie der Automobilindustrie, also in Serienfertigung, an das zu schützende Teil angebracht. Das mit der Folie überzogene Karosserieteil, wie zum Beispiel eine Motorhaube, soll gegen äußere Einflüsse, wie Regenwasser und darin enthaltene Säuren, Staub und sonstige Verunreinigungen geschützt werden, so dass ein Fahrzeugabnehmer nach Entfernen der Schutzfolie eine einwandfreie Karosserieteiloberfläche vorfinden kann.
Solche Folien sind zwar kostengünstig und umweltfreundlich, weil die Karosserieteile jedoch oft gekrümmte oder abgewinkelte bzw. nicht ebene Flächen aufweisen, können sich leicht beim Überziehen der Folie Falten und Luftblasen bilden, die die Funktion der Schutzfolie stark beeinträchtigen können. Schmutz kann somit unter die Folie eindringen und die Folie kann sich sogar beispielsweise durch Fahrtwind teilweise lösen.
Zur Lösung dieser Probleme sind verschiedene Vorschläge bekannt. So ist beispielsweise aus der DE 100 51 800 C1 ein Verfahren zum automatisierten Überziehen eines Karosserieteiles mit einer Folie bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine als sogenannte Autowrapfolie ausgeführte Polyolefin-Folie zunächst durch einen als Spanneinrichtung wirkenden Rahmen gehalten, der über das zu schützende Karosserieteil angeordnet ist. Das Halten kann über Zugklammern, Schienen, Führungen oder unter Einsatz von Vakuum-Saugnäpfen erfolgen. Der Rahmen besteht aus Polyproylen-Rundmaterial. Die Folie wird anschließend auf das Karosserieteil zubewegt. Während des Überziehens der Folie wird diese selektiv erwärmt, so dass die verschiedenen Bereiche der Folie während des Verformens eine unterschiedliche Temperatur aufweisen. Zum Erwärmen werden infrarot-, mikrowellenwiderstandsbeheizte Einrichtungen bzw. Warmluftdüsen verwendet. Dadurch ist eine Foliendehnung möglich, so dass beim Überziehen keine Falten entstehen. Erforderlich ist aber ein zusätzlicher Applikationsschritt, der darin besteht, dass die Folie angedrückt wird, und zwar mit einer Quetschvorrichtung, wie einer Rolle, einer Bürste, einem Schaumstoffelement, einem Stempel, einem Kissen, ein Rakel oder durch Luftdruck. Die Applikationsvorrichtung soll ein solches bewegliches Mittel umfassen, allerdings ist die Steuerung kompliziert und in der Praxis mit geringen Kosten schwer umzusetzen, wenn ein vollautomatisierter Schritt gewünscht ist. Das zusätzliche Andrücken wird daher manuelle Arbeit erfordern. Als weiterer Schritt ist ein Aufschneiden durch ein Thermomesser, einem konventionellem Messer, einem Perforationsmesser oder mit einem Laserstrahl nötig, der von Hand oder automatisiert erfolgen soll. Dieser Schritt dient dazu, ein Folienbereich, der über die Ränder des Karosserieteils übersteht, zu entfernen.
Die DE 10 2004 014 052 B3 zeigt und beschreibt eine Anlage zum automatischen Applizieren von selbsthaftenden Schutzfolien auf Fahrzeugkarosserieteilen. Die Anlage ist mit mehreren Applikationsrobotern versehen. Es werden hierbei jeweils ein Paar von separaten ortsfesten Industrierobotern verwendet, die gegenüberliegend angeordnet sind. Einer der Roboter enthält in einem Roboterwerkzeug die Halterung für eine Vorratsrolle sowie eine Abschneidevorrichtung. Der gegenüberliegende Roboter umfasst eine Saugleiste zum Halten der Folien. Zum Schneiden der Folie wird ein Perforationswerkzeug eingesetzt. Die geschaffenen Perforationslinien dienen dazu, dass Überstände nach dem Applizieren der Folie angerissen werden können. Eine solche Anlage ist aufwändig in der Wartung. Zudem sind noch zusätzliche Arbeitsschritte für eine vollständige Applikation der Folie erforderlich.
Aus der DE 100 63 661 A1 ist eine selbstklebende Oberflächenschutzfolie mit einer Selbstklebermasse auf der Basis eines Polyurethan-Schaums bekannt. Diese ist zum temporären Schutz von Automobillackoberflächen geeignet. Hierin wird erläutert, dass als Haftkleber zwar Ethylenpropylendienmischpolymerisate (EPDM) eingesetzt werden kann, aufgrund seiner geringen Soforthaftung soll dies jedoch bei stark gekrümmten Bereichen zu Problemen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, mit der in wirtschaftlicher Weise eine Schutzfolie für Karosserieteile sicher appliziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung beruht auf den Gedanken, ein an sich bekanntes, auf einer Vakuum-Membran-Technologie basierendes Verfahren bzw. eine solche Vorrichtung, und zwar für das Applizieren von Transportschutzfolien für Fahrzeugkarosserieteile, einzusetzen und diese Vorrichtung mit einem flexiblen Profil, insbesondere einem EPDM-Profil zu kombinieren. Das Vakuum-Membran-Verfahren wird üblicherweise in der Möbelindustrie eingesetzt, wenn schwierige Geometrien mit Leder verklebt werden sollen oder in der holzverarbeitenden Industrie eingesetzt, wenn zum Beispiel Unikate mit dreidimensionalen Geometrien ein exklusives Furnier aufweisen.
Grundsätzlich ist es möglich, ein Vakuum ohne eine Membran zu erzeugen. Bevorzugterweise wird jedoch ein Vakuum-Membran-Verfahren eingesetzt, damit ein ausreichender Druck auf den Haftkleber der Folie aufgebaut wird.
Hierbei ist es wichtig, dass das Vakuum gesteuert stattfindet und einem bestimmten Ablauf entspricht, um einem Entstehen von Falten und Blasen entgegenzuwirken.
Mit der erfindungsgemäßen Anlage ist es möglich, ein Vakuum mit einer sogenannten Bodyguardfolie zu erzeugen. Die Erfindung erlaubt eine Applikation einer Schutzfolie bei Karosserieteilen mit sehr wenigen manuellen Schritten oder sogar vollautomatisiert. Dadurch ist eine Folienapplikation mit wenig Arbeitspersonal und sehr kostengünstig möglich. Hierbei wird eine sehr hohe Qualität der Verklebung auch bei stark gekrümmten oder abgewinkelten Teilen erreicht, weil durch das Vakuum und vorzugsweise auch durch die Membran Falten und Blasen verhindert werden.
Die erfindungsgemäße Anlage kann ohne weiteres in einer Fertigungsstraße eines Fahrzeuges plaziert werden, bei der das Fahrzeug auf einem Band im Takt läuft. Seine Motorhaube oder sein Dach, beispielsweise, kann mit einer Transportschutzfolie in der Fertigungsstraße appliziert werden. Der in der Anlage eingebaute Rahmen, der dem Umriss zum Beispiel der Motorhaube nachempfunden ist, holt sich von vorzugsweise einer Rolle den entsprechenden Bedarf an Folienmaterial, um die Motorhaube komplett abzudecken. Zweckmäßigerweise erfolgt eine Positionsbestimmung der entsprechenden zu verklebenden Oberfläche über Bezugspunkte am Fahrzeug oder des zu verklebenden Bauteiles.
Bevorzugterweise befindet sich am Rahmen, der der Außenkontur der Motorhaube nachempfunden ist, ein EPDM-Profil, welches mit Kanälen für Unterdruck durchzogen und entsprechend flexibel gestaltet ist, um ein Abfedern zu ermöglichen. Auf der Oberseite des Rahmens befindet sich die Membran aus insbesondere Latex oder Polyurethan. Die Membran wiederum ist auf der Oberseite mit Stäben bzw. Steuerstäben von geringem Durchmesser aus Kunststoff oder Metall belegt. Diese Stäbe wiederum sind auf der Membran so fixiert, dass eine gewisse Vorspannung entsteht. Durch diese wird das gezielte Andrücken der Membran auf die Transportschutzfolie gesteuert. Die Steuerstäbe müssen je nach Geometrie und Form der zu schützenden Oberfläche angepasst werden, um ein gezieltes Aufkleben, einem bestimmten Ablauf nach, beim Erzeugen des Vakuums, zu ermöglichen. Idealerweise findet dieser Vorgang, von der Mitte der zu schützenden Oberfläche heraus, nach außen statt. Da die Form des Rahmens nicht genau der des Umrisses der zu schützenden Oberfläche entspricht, wird die Differenz über das EPDM-Profil ausgeglichen, welches sich beim Erzeugen von Vakuum zusammendrücken lässt. Das Vakuum selbst wird über die tiefsten Punkte an der entsprechenden Fläche geschaffen. Das EPDM hat vorzugsweise auch die Funktion über Unterdruck die Folie zu halten. Das EPDM-Profil selbst umfasst insbesondere zwei Kanäle. Vorhanden ist insbesondere ein erster, kleiner Kanal, der vorzugsweise mit einem Stahlkern stabilisiert ist. Dieser dient der Erzeugung des Unterdrucks zum Halten der Transportschutzfolie. Ein zweiter, großer Kanal, der ohne oder mit einem Stahlkern ausgeführt ist, sollte flexibel sein, um beim Erzeugen des Vakuums, sich der Motorhaube, bzw. einer anderen Oberfläche nähern zu können.
Zusätzlich kann in diesem Schritt noch ein IR-Strahler oder dergleichen zur Wärmeerzeugung integriert werden, sollte die Transportschutzfolie nicht genügend Dehnung besitzen.
Nach dem die Folie auf der Oberfläche appliziert wurde, löst sich der Rahmen und holt von der Rolle wieder neues Material. Währenddessen läuft das Fahrzeug auf dem Band zum nächsten Takt.
Eine Vorrichtung, insbesondere ein Roboter, vorzugsweise ein Industrieroboter schneidet insbesondere mit einem Laser, bevorzugterweise mit einem CO₂-Laser den Überstand der Folie ab. D. h. ein Folienbereich, der über die Ränder des Karosserieteils übersteht, wird entfernt. Gleichzeitig wird zweckmäßigerweise der Überstand von einer Art Staubsauger bzw. einer Saugvorrichtung in einen Abfallbehälter gesaugt. Der CO₂-Laser muss so gesteuert werden, dass die Schnittkanten für spätere Spaltmaßüberprüfungen keinen Nachteil darstellen.
Die Erfindung betrifft zwar insbesondere temporäre Transportschutzfolien, insbesondere aus Polyolefin bzw. Autowrapfolien. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Folien, wie Dauer-Schutzfolien gegen Steinschlag und dergleichen an dem Karosserieteil mit der Anlage bzw. dem Verfahren verklebbar.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine Anlage nach der Erfindung und
2 die Anlage nach einem Verfahrensschritt.
1 zeigt eine Anlage 100 in einer Fertigungsstraße zum automatisierten Applizieren einer selbsthaftenden Schutzfolie 10 auf Fahrzeugkarosserieteile 11 mit einer Folienmaterialzuführeinheit und einem Rahmen mit Haltemitteln zum Halten eines aus der Folienmaterialzuführeinheit zugeführten Folienabschnittes, wobei letztere Komponenten nicht gezeigt sind. De Folienmaterialzuführeinheit ist wenigstens eine Folien-Vorratsrolle ausgeführt.
Eine Vakuumeinheit, die ein Vakuum im Bereich 12 zwischen Schutzfolie 10 und Karosserieteil 11 erzeugt, dient zum Verkleben der am Rahmen gehalterten Schutzfolie 10. Weiterhin ist ein nicht gezeigtes und ein am Rahmen angeordnetes flexibles Element zum Andrücken der Schutzfolie 10 vorhanden, welches unter dem Einfluss des Vakuums verformbar ausgeführt ist.
Die Anlage 100 umfasst eine auf die Schutzfolie 10 wirkende Membran 13. Die Membran 13 ist auf einer Oberseite des Rahmens befestigt und besteht aus Latex oder einem Polyurethan. Auf der Oberseite der Membran 13 sind Steuermittel, insbesondere Steuerstäbe 14 zum Andrücken der Membran 13 auf die Schutzfolie 10 angebracht.
Das nicht gezeigte flexible Element ist aus einem EPDM-Profil ausgeführt und ist mit mindestens einem Unterdruckkanal versehen bzw. mit zwei Unterdruckkanälen versehen. Einer der Kanäle erzeugt den Unterdruck im Bereich 12, so dass die Folie 10 an dem Karosserieteil 11 verklebt wird. Der erste Kanal zum Halten der Schutzfolie 10 ist am Rahmen vorhanden und der zweite Kanal ist zum Erzeugen des Vakuums für dieses Verkleben der Schutzfolie 10 vorgesehen. Der Rahmen ist zumindest teilweise entsprechend einer Außenkontur des Karosserieteiles geformt.
Die Anlage 100 umfasst eine Erwärmungseinrichtung, insbesondere einen Infrarotstrahler 15 zum zumindest partiellen Erwärmen der Schutzfolie 10.
Zudem sind eine nicht gezeigte Schneidevorrichtung, insbesondere einen Industrieroboter mit einem Schneidemittel, insbesondere einen Laser, insbesondere einen CO₂-Laser zum Schneiden von Überstandsfolienmaterial sowie eine Saugvorrichtung zum Absaugen von abgeschnittenem Überstandsfolienmaterial 16, das gestrichelt in 2 angedeutet ist, vorhanden.
Wie 1 und 2 zeigen wird die Schutzfolie 10 zuerst durch die Membran 13 und ihren Steuerstäben 14 angedrückt und dann durch das Vakuum vollständig verklebt. Dadurch werden Blasen und Falten vermieden.
Das Verkleben findet von der Mitte der zu schützenden Oberfläche des Karosserieteiles 11 her nach außen statt, wie 2 zeigt.
Das Verkleben findet folgendermaßen statt, und zwar mit:

– einem Positionsbestimmungs-Schritt zum Erfassen der Position des Karosserieteiles 11 mittelbar über Bezugspunkte am Fahrzeug oder unmittelbar über das Karosserieteil 11,
– einem Fixierungs-Schritt, bei dem die Schutzfolie 10 am Rahmen temporär fixiert wird,
– einem Bewegungs-Schritt zum Zubewegen einer Membran 13, wie 2 zeigt, in Richtung des Karosserieteiles 11,
– einem Erwärmungsschritt zum zumindest partiellen Erwärmen der Schutzfolie mit dem Infrarotstrahler 15,
– einem Vakuum-Verklebungsschritt, wobei im Bereich 12 die Luft abgesaugt wird,
– einem Schneide-Schritt zum Schneiden eines Überstandsfolienmaterials 16 und
– einem Absaugungs-Schritt zum Ansaugen des Überstandsfolienmaterials 16.

100: Anlage
10: Schutzfolie
11: Fahrzeugkarosserieteile
12: Bereich
13: Membran
14: Steuerstäbe
15: Infrarotstrahler
16: Überstandsfolienmaterial

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10051800 C1 [0004]
- DE 102004014052 B3 [0005]
- DE 10063661 A1 [0006]

Claims

Anlage (100) zum automatisierten Applizieren einer selbsthaftenden Schutzfolie (10) auf Fahrzeugkarosserieteile (11) mit – einer Folienmaterialzuführeinheit und – einem Rahmen mit Haltemitteln zum Halten eines aus der Folienmaterialzuführeinheit zugeführten Folienabschnittes, gekennzeichnet durch – eine Vakuumeinheit zum Verkleben der am Rahmen gehalterten Schutzfolie (10), – und ein am Rahmen angeordnetes flexibles Element zum Andrücken der Schutzfolie (10), welches unter dem Einfluss des Vakuums verformbar ausgeführt ist.
Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf die Schutzfolie (10) wirkende Membran (13).
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (13) auf einer Oberseite des Rahmens befestigt ist.
Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (13) aus Latex oder einem Polyurethan besteht.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite der Membran (13) Steuermittel, insbesondere Steuerstäbe (14) zum Andrücken der Membran (13) auf die Schutzfolie (10) fixiert sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element aus einem EPDM-Profil ausgeführt ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element mit mindestens einem Unterdruckkanal versehen ist.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element mit zwei Unterdruckkanälen versehen ist, wobei der erste Kanal zum Halten der Schutzfolie (10) am Rahmen ausgeführt und der zweite Kanal zum Erzeugen des Vakuums für das Verkleben der Schutzfolie (10) vorgesehen sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen zumindest teilweise entsprechend einer Außenkontur des Karosserieteiles (11) geformt ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Erwärmungseinrichtung, insbesondere einen Infrarotstrahler (15) zum zumindest partiellen Erwärmen der Schutzfolie umfasst.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schneidevorrichtung, insbesondere einen Industrieroboter mit einem Schneidemittel, insbesondere einen Laser, insbesondere einen CO₂-Laser zum Schneiden von Überstandsfolienmaterial (16).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Saugvorrichtung zum Absaugen von abgeschnittenem Überstandsfolienmaterial (16).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienmaterialzuführeinheit für wenigstens eine Folien-Vorratsrolle ausgeführt ist.
Fertigungsstraße mit einer Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (100) an einem Förderband für die mit der Schutzfolie (10) zu applizierenden Karosserieteile bzw. für die die Karosserieteile tragenden Fahrzeuge angeordnet ist.
Verfahren zum Applizieren einer Schutzfolie mir einer Anlage oder einer Fertigungsstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Andrücken der Schutzfolie (10) durch eine Membran (13) und Verkleben der Schutzfolie durch das Vakuum.
Verfahren zum Applizieren einer Schutzfolie mir einer Anlage oder einer Fertigungsstraße nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach dem Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleben von der Mitte der zu schützenden Oberfläche des Karosserieteiles (11) her nach außen stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch einen Positionsbestimmungs-Schritt zum Erfassen der Position des Karosserieteiles mittelbar über Bezugspunkte am Fahrzeug oder unmittelbar über das Karosserieteil und/oder einen Fixierungs-Schritt, bei dem die Schutzfolie (10) am Rahmen temporär fixiert wird und/oder einen Bewegungs-Schritt zum Zubewegen einer Membran (13) in Richtung des Karosserieteiles (11) und/oder einen Erwärmungsschritt zum zumindest partiellen Erwärmen der Schutzfolie (10) und/oder einen Vakuum-Verklebungsschritt und/oder einen Schneide-Schritt zum Schneiden eines Überstandsfolienmaterials (16) und/oder einen Absaugungs-Schritt zum Ansaugen des Überstandsfolienmaterials (16).