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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Information, insbesondere einer technischen Codierung, auf eine Oberfläche eines Luftfahrzeugs, insbesondere auf eine Flugzeugoberfläche, wobei die Information ortsvariabel aufbringbar und veränderbar ist.
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Um etwaige Wartungsarbeiten zu erleichtern, sind die Baugruppen von Flugzeugen mit einer Vielzahl von technischen Beschriftungen versehen. Im Allgemeinen sind unterschiedliche Baugruppen eines Flugzeugs, wie zum Beispiel die Tragflächen, das Höhenleitwerk, das Seitenleitwerk sowie verschiedene Abschnitte der Rumpfzelle jeweils mit bestimmten Kodierungen versehen. Subkomponenten innerhalb einer übergeordneten Baugruppe sind wiederum mit Unterkodierungen versehen. Auf diese Weise können Servicetechniker schnell und eindeutig ein bestimmtes Bauteil, wie zum Beispiel eine Landeklappenverkleidung unterhalb einer Tragfläche identifizieren und die hieran gegebenenfalls erforderlichen Wartungsarbeiten vornehmen. Aufgrund der hohen Komplexität moderner Passagierflugzeuge ist eine sehr große Anzahl, im Einzelfall bis zu 1.000, solcher Markierungen erforderlich, die bislang durch Aufkleber hergestellt werden.
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Die zurzeit für die technische Beschilderung von Flugzeugen eingesetzten adhäsiven Aufkleber weisen jedoch eine Vielzahl von Nachteilen auf.
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Zum einen ist eine präzise Ausrichtung auf dem Untergrund schwierig und eine nachträgliche Korrektur durch das Abheben eines bereits aufgebrachten Aufklebers ohne eine Zerstörung desselben ist unmöglich. Ferner muss für jeden Flugzeugtyp eine Vielzahl unterschiedlicher Aufkleber bereitgehalten werden, wodurch der Lageraufwand steigt. Abgesehen hiervon ist die Adhäsionswirkung auf verschiedenen Untergründen ungleich. Da im Flugzeugbau zunehmend unterschiedliche Materialien, wie zum Beispiel Aluminiumlegierungsbleche, Verbundmaterialien, Beschichtungen und Abdichtungsmaterialien, miteinander kombiniert werden, stellt die jeweils unterschiedliche Haftkraft ein weiteres Problem dar. Abgesehen hiervon lassen sich insbesondere großflächige Aufkleber aufgrund ihrer flächenhaften Form nur in begrenztem Maße auf gekrümmten Flächen anbringen.
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Darüber hinaus sind die Aufkleber auf der Oberfläche des Flugzeugs einer Vielzahl von widrigen Einflüssen ausgesetzt. So müssen die verwendeten Aufkleber unter anderem extremen Temperaturschwankungen zwischen –60°C und +120°C und hierdurch bedingten Dehnungseffekten, Luftfeuchteveränderungen und starken Erosionseffekten infolge der Luftanströmung bei hohen Fluggeschwindigkeiten Wiederstehen. Daneben sind die Aufkleber, insbesondere in den Bereichen der aerodynamischen Wirkflächen aggressiven Fluiden, wie zum Beispiel der in Aktuatoren Verwendung findenden Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt. Unter anderem aufgrund der vorstehend genannten Einflussfaktoren ist die Haltbarkeit der bislang durch Aufkleber erzeugten Beschriftungen deutlich geringer als die Lebensdauer einer Lackierung für ein Passagierflugzeug.
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Um überhaupt eine vertretbare Haltbarkeit der konventionell eingesetzten Aufkleber zu erreichen, werden die Aufkleber nach dem Aufbringen heutzutage mit einem Klarlack (so genannter ”clear coat”) versehen, wodurch sich der Montageaufwand nochmals erhöht.
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Andere alternative Beschriftungssysteme für Flugzeuge, wie beispielsweise Laserbeschriftungssysteme, beeinträchtigen durch ihre thermische Wirkung die Integrität der Endlackierung und machen diese und damit die zu schützenden Baugruppen für schädliche Umwelteinflüsse anfälliger. Darüber hinaus ist der ästhetisch-optische Gesamteindruck durch Farbveränderungen der so generierten Beschriftungen unbefriedigend.
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Die
EP 0 217 976 A1 beschreibt ein Tampondruckverfahren. Das Verfahren sieht vor, dass von einer Reihe nebeneinander angeordneter Tampons gleichzeitig eine Anzahl von Druckbildern von einem Klischee bzw. von mehreren Klischees übernommen wird. Durch eine schrittweise Verstellung der Position eines zu bedruckenden Werkstücks werden die Druckbilder der Tampons nacheinander auf das Werkstück übertragen.
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Die
DD 235 603 A1 beschreibt ein Verfahren zur lagegerechten Positionierung von Gegenständen beim Farbumdruckverfahren. Beim Absenken eines Tampons auf einen zu bedruckenden Gegenstand wird der Tampon relativ zu der bedruckenden Oberfläche ausgerichtet.
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Die
US 4,803,922 A beschreibt eine Vorrichtung zum Tampondruck. Hierbei wird durch einen flexiblen Tampon Farbe von einer Druckplatte aufgenommen, welche dann von dem Tampon auf den zu beduckenden Gegenstand übertragen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile bei der Erstellung von komplexen Beschriftungen an Flugzeugen mittels einer Vielzahl von adhäsiven Aufklebern zu vermeiden, indem eine Information in Form eines Druckmusters aus einem Lack konturscharf auf eine Flugzeugoberfläche zu übertragen ist.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den nachfolgenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst:
- a) eine Tamponeinheit mit mindestens einem Tampon, welcher aus einem silikonfreien Kautschuk mit einer an die Einsatzbedingungen der Vorrichtung angepassten Shore-Härte gebildet ist und welcher im Inneren zumindest bereichsweise hohl ausgeführt ist;
- b) mindestens ein Handgriff;
- c) ein Andruckmechanismus für die Tamponeinheit;
- d) mindestens ein Auflager, das an der Oberfläche anliegt; und
- e) ein Gehäuse;
wobei ein Druckmuster auf dem mindestens einen Tampon mit einem mindestens zwei Komponenten beinhaltenden Polyurethanlack gebildet ist.
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Die Ausgestaltung der Vorrichtung nach Maßgabe der Merkmale b) und e), die ein von einem Monteur zumindest beidhändig handhabbares Gehäuse mit mindestens einem darin befindlichen Handgriff betreffen, ermöglicht einen mobilen Einsatz der Vorrichtung im Bereich der gesamten Oberfläche eines Flugzeugs. Somit können die am Flugzeug erforderlichen Informationen, üblicherweise in der Form von technischen Kodierungen, die aus einer beliebigen Abfolge von Ziffern, Buchstaben und/oder Piktogrammen bestehen, nahezu am gesamten Flugzeug in der Regel ohne weitere Hilfsmittel angebracht werden. Die Tamponeinheit mit mindestens einem Tampon nach Maßgabe des Merkmals a) ermöglicht die Benetzung mindestens eines Tampons mit einer geeigneten Druckfarbe im jeweils gewünschten Druckmuster, das der auf der Oberfläche, beispielsweise einer aerodynamischen Klappe, des Flugzeugs aufzubringenden Information entspricht. Die zur Erzeugung von mindestens fünfstelligen Codes notwendigen mindestens fünf Tampons können innerhalb der Tamponeinheit mit beliebigen Rast- oder Klemmverbindungen als Adapter befestigt sein. Hierdurch kann gegebenenfalls ein Austausch der Tampons, zum Beispiel im Verschleißfall erfolgen. Alternativ können die Tampons beispielsweise auch mit Klettverbindungen und/oder magnetischen Aufnahmen in der Tamponeinheit gehalten sein. Die Tamponeinheit ist mit dem Andruckmechanismus lösbar verbunden, um eine einfache Benetzung der Tampons mit dem Druckmuster in einer in der Regel separaten Benetzungsstation zu ermöglichen.
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Durch das Auflager sowie den Andruckmechanismus nach Maßgabe der weiteren Merkmale c) und d) ist zum einen eine genaue Positionierung der Vorrichtung auf der Flugzeugoberfläche und damit der aufzubringenden Information gewährleistet und zum anderen ist sichergestellt, dass die Tampons mit dem darauf befindlichen, durch Benetzung gebildeten Druckmuster, mit einer definierten Andruckkraft gegen die Oberfläche des Flugzeugs gedrückt werden. Somit verfügen die mittels der Vorrichtung aufgebrachten Informationen über eine hohe Formtreue, einen guten Kontrast und eine ausreichende Konturschärfe.
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Nach Maßgabe einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Tampon in einer Benetzungsstation mit einem Druckmuster benetzbar.
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Hierdurch wird es möglich, mit beispielsweise nur einem (Druck-)Tampon bzw. Druckkissen eine beliebige Vielfalt von Buchstaben oder Ziffern auf die Oberfläche des Flugzeugs aufzubringen.
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Durch die Verwendung eines Polyurethanlackes wird im Vergleich zu konventionellen Beschilderungen mit adhäsiven Aufklebern, die anschließend mit einem Klarlack versehen werden, eine vergleichsweise hohe Haltbarkeit erreicht, die in der Regel der Lebensdauer einer Endlackierung eines Flugzeugs entspricht. Alternativ können als Druckfarbe wasserbasierende Lacke, Acryllacke oder Tinten eingesetzt werden.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein komplexes Druckmuster durch eine Kombination von mindestens zwei Druckmustern auf mindestens zwei Tampons gebildet ist.
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Hierdurch lassen sich beliebig komplexe Informationen durch geeignete Kombination der Druckmuster auf den einzelnen Tampons bilden.
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Eine Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass eine Benetzungsstation mindestens ein Klischee mit mindestens einer Zeichenmatritze aufweist, wobei in die mindestens eine Zeichenmatrize mittels mindestens eines Rakels die Druckfarbe überstandsfrei einbringbar ist.
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Die Zeichenmatrize stellt ein negatives Abbild der aufzubringenden Information dar, das zudem spiegelbildlich zum Druckmuster ist. Eine Tiefe von bis zu 0,3 Millimetern der Zeichenmatritze ist in der Regel für eine ausreichende Auftragsdicke der Beschriftung ausreichend. Im Fall einer größeren Tiefe der Zeichenmatrize besteht die Gefahr, dass die aufgebrachten Informationen bzw. Zeichen eine zu große Schichtdicke aufweisen, die zum Verlaufen und einer hierdurch bedingten Konturunschärfe der aufgestempelten Zeichenfolgen führen kann. Für jedes auf die Flugzeugoberfläche aufzutragende Zeichen weist das in der Regel metallische Klischee eine entsprechende Zeichenmatritze auf, deren geometrischer Verlauf jeweils der Form des aufzutragenden Zeichens entspricht. Durch den Rakel, der vorzugsweise mit einer elastischen silikonfreien Gummilippe gebildet ist, wird in die Zeichenmatritze genau die Menge an Druckfarbe eingestrichen, die zur vollständigen, bündigen Ausfüllung der Matrize erforderlich ist. Etwaig überlaufende Druckfarbe wird beim Zurückgleiten des Rakels entfernt.
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Anstelle eines Klischees kann die Benetzungsstation beispielsweise mit umlaufenden elastischen Endlos-Bändern ausgestattet sein, auf deren Oberseiten sich eine Vielzahl von Zeichen in Form von Erhebungen mit einer entsprechenden Umfangskontur (Patrizen) befinden, die stetig oder selektiv nach erfolgter Zeichenauswahl mit der Druckfarbe, ähnlich wie bei Datumsstempeln benetzt werden. Durch das Andrücken des betreffenden Tampons auf die vorab durch das Verfahren des Bandes ausgewählte und positionierte Patrize wird das Druckmuster von dieser auf die Oberseite des Tampons transferiert. Durch das mindestens eine Band mit einer – bei einer hinreichenden Länge und Breite des Bandes – praktisch unbegrenzten Anzahl von Patrizen, kann im Vergleich zu einem Klischee mit einer begrenzten Flächenausdehnung eine größere Anzahl unterschiedlicher Zeichen bereitgehalten werden.
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Weiterhin kann die Benetzungsstation eine Vielzahl von metallischen Walzen mit einer jeweils angenähert vieleckigen Querschnittsgeometrie aufweisen, die auf einer gemeinsamen Welle drehbar gelagert sind. Das Verdrehen der Walzenkörper auf der gemeinsamen Welle kann sowohl manuell als auch motorisch, gesteuert von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, erfolgen. Die Walzen rasten hierbei definiert in Winkelstellungen ein, deren Gradzahl sich aus der Beziehung 360°/n ergibt, wobei die Variable n die Anzahl der ebenen bzw. leicht gekrümmten Seitenflächen des jeweiligen Walzenvielecks ist und der Wert von 360° dem Vollkreis entspricht. Auf den im Wesentlichen ebenen Seitenflächen der Walzen sind die erforderlichen Symbole zur Bildung der Matrizen eingeätzt. Durch das Verdrehen der Walzen auf der Welle kann innerhalb eines quer zu den Walzen und in einem geringen Abstand hierüber angeordneten Abnahmefensters eine nahezu beliebige Anzahl von Symbolkombinationen eingestellt werden. Die Größe der rechteckförmigen Ausnehmung im Abnahmefenster ist nur geringfügig größer als die Flächenausdehnung der Tamponeinheit im Bereich der Tampons. Im Bereich des Abnahmefensters wird nach erfolgter Positionierung der Walzen die Druckfarbe in die gewählten Zeichenmatrizen beispielsweise mittels eines Rakels oder dergleichen eingestrichen. Anschließend wird die Tamponeinheit in die Ausnehmung des Abnahmefensters geführt, um die Druckfarbe von den Walzen abzunehmen. Zu diesem Zweck kann das Abnahmefenster eine Aufnahme zur Zentrierung der Tamponeinheit aufweisen. Weiterhin ist es möglich, die Vorrichtung mit der darin aufgenommenen Tamponeinheit im Ganzen auf die Aufnahme aufzustecken, mit dieser zu verriegeln und durch eine Betätigung des Handhebels die Benetzung der Tampons mit den gewünschten Druckmustern zu bewirken. In dieser Konstellation ist es nicht mehr erforderlich, die Tamponeinheit vor der Benetzung der Tampons in der Benetzungsstation aus dem Handgerät herauszunehmen. Nach erfolgter Benetzung kann die Vorrichtung vom Abnahmefenster gelöst werden und steht zur Verwendung bereit.
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Ferner kann die Benetzungsstation mit nebeneinander angeordneten und parallel zueinander verschiebbaren Metallstreifen großer Längenausdehnung gebildet sein, in deren Oberseiten eine Vielzahl unterschiedlicher Zeichenmatrizen eingeätzt ist. Quer zu den Metallstreifen verläuft wiederum ein Abnahmefenster. Das Abnahmefenster stellt unter anderem eine Ausrichtungshilfe bei der Positionierung der Tamponeinheit beim Abnehmen der Druckfarbe von Oberseiten der Metallstreifen dar. Durch entsprechendes Verschieben der Metallstreifen zueinander lässt sich unterhalb des Abnahmefensters eine große Zahl von Zeichen und/oder Symbolfolgen zusammenstellen. Die parallele Positionierung der Metallstreifen kann entweder manuell oder motorisch, gesteuert von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung erfolgen.
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Alternativ kann die Farbe auf die Tampons auch mittels eines Druckkopfes aufgesprüht werden. Zu diesem Zweck enthält der Druckkopf eine Vielzahl von matrixartig angeordneten Sprühdüsen, die von einem zentralen Druckfarbenvorrat gespeist werden. Somit können mit nur einem Druckkopf, der mittels einer Positioniereinheit entlang der Tamponeinheit verfahrbar ist, beliebige Zeichen- und Symbolfolgen auf die Oberseite der Tampons aufgesprüht bzw. aufgespritzt werden. Durch die Verwendung eines Druckkopfes können allein durch Softwareänderungen innerhalb der Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Benetzungsstation beliebige Zeichenfolgen programmiert werden, so dass eine praktisch unbegrenzte Variabilität des Zeichenvorrates gegeben ist.
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Ein ebenes, einstückiges plattenförmiges Klischee weist gegenüber den variablen einstellbaren Klischees mit Walzen und Metallstreifen insbesondere den Vorteil auf, dass keine Fugen oder Spalten existieren, in die sich Druckfarbe einlagern kann. Hierdurch ist die Entstehung von Störstreifen bei der Übertragung der Druckmuster vom Klischee auf die Tamponoberseiten weitgehend ausgeschlossen. Demgegenüber weisen die variabel einstellbaren Klischees den Vorteil auf, dass die Tampons innerhalb der Tamponeinheit nicht individuell in vertikaler Richtung beweglich sein müssen und die Benetzungsstation konstruktiv einen erheblich einfacheren Aufbau aufweist, da das Erfordernis der xy-Positionierbarkeit des Klischees entfällt.
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Nach Maßgabe einer Weiterentwicklung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass mittels des mindestens einen Tampons die in einer ausgewählten Zeichenmatritze befindliche Druckfarbe aus dieser heraushebbar und auf eine Oberseite des Tampons zur Schaffung eines entsprechenden Druckmusters übertragbar ist.
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Durch die im Idealfall verlustfreie Übertragung der Druckfarbe zwischen der Zeichenmatrize und der Oberseite des betreffenden Tampons ist eine hohe Druckqualität erreichbar.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Klischee eine ebene Platte ist, wobei durch das Verfahren der in einer Halterung aufgenommenen Tamponeinheit und/oder der Platte zueinander mittels mindestens zweier Positioniereinrichtungen eine Vielzahl unterschiedlicher Zeichenmatrizen für die Benetzung eines jeden Tampons auswählbar ist.
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Die Platte in ihrer Funktion als Klischee weist bevorzugt eine rechteck-, kreisförmige, ovale oder elliptische Form bei einer jeweils in etwa konstanten Materialstärke auf. Die Platte ist bevorzugt mit einer Stahllegierung gebildet, um hinreichend lange Standzeiten bei einer Vielzahl von Benetzungs-, Druck- bzw. Stempelvorgängen sowie eine gleichbleibende Druckqualität zu erreichen und übermäßige Abnutzungserscheinungen zu vermeiden.
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Zum Aufbringen eines beliebigen Zeichens auf die Flugzeugoberfläche wird zunächst die Tamponeinheit der (Druck-)Vorrichtung entnommen und in eine passend ausgestaltete Aufnahme an einer Halterung innerhalb der in der Regel separat ausgebildeten Benetzungsstation eingesetzt. Anschließend wird in die Zeichenmatritzen des Klischees mittels eines Rakels die Druckfarbe eingestrichen. Dieses kann auch selektiv erfolgen. Beispielsweise durch das Verfahren der Platte parallel zur y-Achse und der Halterung mit der Tamponeinheit parallel zur x-Achse wird die gewünschte Zeichenmatritze ausgewählt. Ist der zu benetzende Tampon oberhalb der gewünschten Zeichenmatrize positioniert, erfolgt durch das Absenken der gesamten Tamponeinheit parallel zur z-Achse eine erste Annäherung an die Matrize. Bei einem hinreichend kleinen Abstand wird der betreffende Tampon mittels eines ihm zugeordneten Magnetstößels aus der Tamponeinheit heraus gefahren und hierdurch mit dem gewünschten Druckmuster benetzt. Für die Übertragung der Druckfarbe ist entscheidend, dass eine Adhäsionswirkung der Zeichenmatrix auf die Druckfarbe kleiner ist als die Haftkraft zwischen der Oberseite des Tampons und der Druckfarbe. Infolge der beliebigen Positionierbarkeit der Tamponeinheit oberhalb des Klischees bzw. der Platte können in Verbindung mit den selektiv aus der Tamponeinheit heraus fahrbaren Tampons eine Vielzahl von unterschiedlichen Druckmustern von nur einem Klischee bzw. einer Platte auf die ausgewählten Tampons übertragen werden. Somit können aus einem begrenzten Vorrat an Zeichenmatrizen auf der Platte – in Abhängigkeit von der Tamponanzahl – nahezu beliebig viele Zeichenfolgen gebildet werden. Die Positionierung der Tamponeinheit und/oder der (Klischee-)Platte in der x-, y- sowie z-Richtung des Raums kann durch Aktuatoren wie beispielsweise elektromotorische Spindelantriebe, Schrittmotoren oder dergleichen erfolgen.
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Der Vorgang wird für alle in der Vorrichtung vorhandenen Tampons in der Benetzungsstation wiederholt, um die vollständige aufzutragende Information auf die Oberflächen der einzelnen Tampons zu transferieren. Zur endgültigen Applikation auf der Flugzeugoberseite wird die Tamponeinheit mit den übertragenen Druckmustern der Benetzungseinrichtung entnommen und in die Druck- bzw. Stempelvorrichtung eingesetzt. Durch das Andrücken der Tamponeinheit an die Flugzeugoberseite mittels eines geeigneten Andruckmechanismus kann an jeder beliebigen Position eine Beschriftung aufgebracht werden. Als Andruckmechanismus kommen verschiedene konstruktive Varianten, beispielsweise Hebelantriebe, Zahnstangenantriebe, Magnetantrieb, elektromotorische, hydraulische oder pneumatische Antriebe in Betracht. Zu bevorzugen sind jedoch solche, bei denen keine elektrischen Entladungen entstehen, um die Unfallgefahr in explosionsgefährdeten Bereichen zu verringern.
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Die Benetzungsstation ist vorzugsweise vollständig mobil und autonom vom Handgerät ausgestaltet, um einen kleinen räumlichen Abstand zum Aufbringungsort des Druckmusters zu ermöglichen und hierdurch den Arbeitsaufwand zu minimieren. Zum Beispiel kann die Benetzungsstation auf einem Rollwagen montiert oder soweit miniaturisiert sein, dass ein Mitarbeiter in der Lage ist, die Benetzungsstation unter Zuhilfenahme geeigneter Hilfsmittel, wie beispielsweise Tragegurten, am Körper mit zuführen. Grundsätzlich kann die Benetzungsstation als ein integraler Bestandteil der Vorrichtung ausgestaltet sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 Eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen handbetätgigbaren Vorrichtung,
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2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,
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3 eine vergrößerte Prinzipdarstellung einer Tamponeinheit,
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4 eine schematische Funktionsdarstellung einer Benetzungsstation in einer Draufsicht,
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5 eine Vorderansicht der Benetzungsstation nach 4, und
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6 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Benetzungsstation mit einer Eingabeeinheit und einer optischen Ausgabeeinheit.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine als ein Handgerät ausgestaltete Vorrichtung 1 umfasst unter anderem ein Gehäuse 2, zwei um 90° zueinander versetzt am Gehäuse 2 angeordnete Handgriffe 3 und 4, eine Tamponeinheit 5 mit insgesamt fünf Tampons (Druckkissen) 6 bis 10, die randseitig von einem Käfig 11 umschlossen und darin verschiebbar aufgenommen ist. An einer umlaufenden Kante des mit dem Gehäuse 2 festverbundenen Käfigs 11 befinden sich drei Stege 12 bis 14, die als Anlagepunkte auf einer nicht dargestellten, mittels der Vorrichtung 1 zu beschriftenden Oberfläche eines Flugzeugs dienen. Alternativ kann die Tamponeinheit 5 feststehend ausgebildet sein. Der Käfig 11 kann flexibel ausgeführt sein, um sich der jeweiligen Oberflächengeometrie des zu kennzeichnenden Bauteils besser anpassen zu können. Alternativ kann der Käfig 11 auswechselbar sein, um unterschiedliche Käfige, die an unterschiedliche Bauteilkrümmungen angepasst sind, verwenden zu können.
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In Folge der drei Stege 12 bis 14 ist eine statisch ausreichend bestimmte Positionierung der Vorrichtung 1 in Relation zur Oberfläche gegeben. An den Enden der Stege 12 bis 14 befinden sich jeweils ein Gummipuffer bzw. vom Benutzer ablösbare Saugnäpfe, um eine Beschädigung der Endlackierung zu verhindern und zugleich einen festen Sitz auf der Flugzeugoberfläche zu bewirken. Durch die Stege 12 bis 14 ist zudem ein gleichbleibender Abstand zwischen der Oberfläche und den Tampons 6 bis 10 in einer ”Ruheposition” der Vorrichtung 1 sichergestellt.
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Durch einen manuell betätigbaren Handhebel 15 ist die Tamponeinheit 5 – einschließlich der darin befestigten Tampons 6 bis 10 – in Richtung des weißen Doppelpfeils 16 in Relation zum Käfig 11 bzw. zum Gehäuse 2 in eine ”Druck- bzw. Stempelposition” verschiebbar. Um beispielsweise den Schriftzug bzw. die technische Codierung ”AB 123” auf ein Bauteil aufzubringen, ist eine Oberseite des Tampons 6 mit einem Druckmuster ”3”, eine Oberseite des Tampons 7 mit dem Druckmuster ”2”, eine Oberseite des Tampons 8 mit einem Druckmuster ”1”, eine Oberseite des Tampons 9 mit einem Druckmuster ”B” und eine Oberseite des Tampons 10 mit einem Druckmuster ”A” benetzt. Die Druckmuster werden vorzugsweise mit einem aushärtbaren, hochelastischen Polyurethanlack (PUR-Lack) gebildet, der mindestens zwei Komponenten, insbesondere eine Basis, einen Härter und optional einen Verdünner, enthält. Das Benetzen mit den gewünschten Druckmustern erfolgt in einer separaten Benetzungsstation (vgl. 3–6). Die Oberseiten der Tampons 6 bis 10 weisen jeweils eine leicht konvex, das heißt sphärisch gekrümmte Oberflächengeometrie auf. Die Tampons 6 bis 10 sind aus einem silikonfreien Kautschuk gebildet, dessen Shore-Härte den jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst ist. Die Tampons 6 bis 10 können massiv ausgestaltet oder im Inneren zumindest bereichsweise hohl ausgeführt sein.
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Infolge einer Betätigung des Handhebels 15 durch einen Anwender werden die Tampons 6 bis 10 mit einer definierten Kraft von bis zu 50 N mit der Flugzeugoberfläche in Kontakt gebracht, um den Schriftzug ”AB 123” als (Gesamt-)Druckmuster 17 aufzubringen, das heißt bei herausgefahrener Tamponeinheit 5. Die einzelnen Druckmuster ”A” bis ”3” werden zeitgleich auf die Flugzeugoberfläche transferiert. Durch das Benetzen der Oberseiten der Tampons 6 bis 10 mit einer Auswahl von unterschiedlichen Druckmustern aus einem begrenzten Druckmuster-Pool kann bereits durch die Kombination von nur fünf Tampons 6 bis 10 eine sehr große Anzahl von unterschiedlichen Zeichenfolgen generiert werden, die üblicherweise deutlich größer ist als die Zahl der am Flugzeug zu beschriftenden Baugruppen. Die Tamponeinheit 5 ist ferner so aufgebaut, dass im Bedarfsfall eine leichte Auswechselung der darin aufgenommenen Tampons 6 bis 10 möglich ist. Dies kann zum Beispiel im Verschleißfall erforderlich sein, wenn die Tampons 6 bis 10 nach längerem Gebrauch eine unterschiedliche Höhe aufweisen und sich hierdurch das Druckbild verschlechtert oder Tampons mit anderen Härtegraden oder geometrischen Abmessungen erforderlich sind. Die Austauschbarkeit kann durch Adapter erreicht werden, die die Verbindung zwischen den Tampons 6 bis 10 und der Tamponeinheit 5 bilden. Die Adapter können beispielsweise mit Klemm- oder Rastverbindungen, mit Klettverbindungen oder mit starken Permanentmagneten arbeiten. Darüber hinaus ermöglicht die Tamponeinheit 5 eine horizontal flexible Positionierung der einzelnen Tampons 6 bis 10 in Relation zueinander, die mit nicht dargestellten Zwischenstücken erfolgt. Besonders bevorzugt sind die Adapter zur Anbindung der Tampons 6 bis 10 an die Tamponeinheit 5 als eine kombinierte Stift-Magnet-Verbindung ausgeführt.
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Nach dem Loslassen des Handhebels 15 durch einen Benutzer wird die Tamponeinheit 5 durch Federkraft selbsttätig wieder in die ”Ruheposition” zurückgezogen.
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Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Maßgabe der 1. Die Vorrichtung 1 befindet sich wiederum in der ”Ruheposition”, das heißt die Tamponeinheit 5 mit den Tampons 6 bis 10 befindet sich in einer von einer Oberfläche 18 abgehobenen Position, während die Stege 12 bis 14 in Kontakt mit der Oberfläche 18 des in den Figuren nicht dargestellten, zu beschriftenden Flugzeugs stehen. Am Gehäuse 2 befindet sich endseitig der erste Handgriff 3, während der optionale zweite Handgriff 4 – in der Darstellung der 2 nicht sichtbar – senkrecht aus der Zeichenebene heraus ragt und mittels des Beschlages 19 am Gehäuse 2 festgeklemmt ist. Hierdurch ist es möglich, den zweiten Handgriff 4 beliebig um eine Längsachse 20 der Vorrichtung 1 herum zu verschwenken und festzusetzen, wodurch sich das Handling für einen Anwender verbessert. Der Handhebel 15 ist in einem Drehpunkt 21 im Gehäuse 2 verschwenkbar aufgenommen und verfügt an einem unteren Ende über einen ergonomisch gestalteten Griffabschnitt 22 und an einem hiervon wegweisenden Ende über ein Zahnkreissegment 23. Das Zahnkreissegment 23 steht im Eingriff mit einer Zahnstange 24, um die kreisförmige Bewegung des Handhebels 15 bei einer Betätigung in eine horizontale Bewegung der Zahnstange 24 entlang der Längsachse 20 in Richtung eines Pfeils 25 zu transformieren. Die Zahnstange 24 ist mit der Tamponeinheit 5 – gegebenenfalls über eine optionale, nicht dargestellte Schubstange zur Längenjustierung in Richtung der Längsachse 20 – verbunden. Durch die Längenjustierung kann ein Abstand zwischen den Oberseiten der Tampons 6 bis 10 und der Oberseite 18 der zu beschriftenden Flugzeugaußenhaut im Ruhezustand der Vorrichtung 1 eingestellt und nach längerer Gebrauchsdauer erforderlichenfalls gegebenenfalls nachjustiert werden. Auf der Zahnstange 24 ist weiterhin eine Zugfeder 26 koaxial angeordnet, die zum Zurückziehen der Tamponeinheit 5 sowie der hiermit verbundenen Zahnstange 24 in Richtung eines weiteren Pfeils 27 beim Loslassen des Handhebels 15 dient. Der Handhebel 15 mit dem Zahnkreissegment 23 der Zahnstange 24, der Zugfeder 26 einschließlich der Tamponeinheit 5 bilden die wesentlichen Teile des Andruckmechanismus der Vorrichtung 1.
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Es kann im Andruckmechanismus eine Übersetzung vorgesehen sein, um die Anpresskraft in Abhängigkeit von der Stellung des Handhebels 15 zu verändern. Weiterhin kann der Handhebel 15 einen Freilauf aufweisen, um beim Zurückziehen der Tamponeinheit 5 das Einklemmen einer Hand eines Anwenders zu verhindern.
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Die Tamponeinheit 5 kann mittels einer nicht im Detail dargestellten Verriegelung 28 vorzugsweise händisch lösbar verbunden sein. Ferner ist im Gehäuse ein Stellrad 29 vorgesehen, um eine Vorspannung der Zugfeder 26 zu variieren. Die Einstellung der Federvorspannung der Zugfeder 26 ist unter anderem erforderlich, um unterschiedliche Härtegrade der jeweils eingesetzten Tampons 6 bis 10 zu kompensieren. Ferner lässt sich das nach längerer Gebrauchsdauer ergebende irreversible Zusammendrücken der Tampons 6 bis 10 ausgleichen.
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Die Vorrichtung 1 kann mit nicht näher dargestellten Positionierhilfen ausgestattet sein, um eine Auftragung der Schriftzüge unter exakt definierten Winkeln von zum Beispiel 0°, 45° oder 90° zu ermöglichen. Als Positionierhilfen können zum Beispiel Einkerbungen im Bereich des Käfigs 11, Laserquellen, wie zum Beispiel Laser-LED, mit einem linienhaften Strahlbild, sowie Libellen mit einer variablen Winkeleinstellung dienen.
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Die 3 illustriert eine detailliertere Prinzipdarstellung der Tamponeinheit nach den 1, 2.
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Die Tamponeinheit 5 verfügt über insgesamt fünf Magnetstößel 30 bis 34, an denen jeweils einer der Tampons 6 bis 10 befestigt ist. Die Magnetstößel 30 bis 34 ermöglichen eine vertikale Bewegung der Tampons 6 bis 10 mit kurzem Hub parallel zur z-Achse eines Koordinatensystems 35 durch einen von einer Steuer- und Regeleinrichtung kontrollierten Stromfluss durch nicht dargestellte Elektromagnete innerhalb der Magnetstößel 30 bis 34. Zwischen den Magnetstößeln 30 bis 34 und den Tampons 6 bis 10 können Adapter vorgesehen sein. Durch diese Adapter ist ein einfacher und schneller Austausch der Tampons 6 bis 10 möglich.
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Durch die Magnetstößel 30 bis 34 wird eine hinreichend hohe Andruckkraft der Tampons 6 bis 10 auf ein darunter angeordnetes Klischee (vgl. 4) zur Benetzung der Tampons 6 bis 10 mit den ausgewählten Druckmustern erzielt. Anstelle der Magnetstößel 30 bis 34 können auch Stößel verwendet werden, die mittels einer Nockenwelle mit fünf Nocken durch eine Drehung von jeweils 72° selektiv ausfahrbar sind. Andere selektiv wirkende Antriebsmechanismen, die zum Beispiel auf Druckluftaktuatoren, Hydraulikaktuatoren oder miniaturisierte Spindelantriebe basieren, sind gleichfalls möglich.
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Die Magnetstößel 30 bis 34 können allseitig anreihbar ausgestaltet sein, um im Bedarfsfall beliebig lange Zeichenfolgen erzeugen zu können.
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Die 4, 5 auf die im Weiteren zugleich Bezug genommen wird, zeigen eine Benetzungsstation mit einem Klischee und einer Tamponeinheit in einer Draufsicht und Vorderansicht.
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Eine Benetzungsstation 36 umfasst eine Halterung 37, in der die Tamponeinheit 5 mittels geeigneter Befestigungsmittel lösbar aufgenommen ist. Unterhalb der Halterung 37 mit der Tamponeinheit 5 befindet sich ein als leicht elliptische, einstückige Platte 38 ausgeführtes Klischee 39 mit konstanter Materialstärke. Die Platte 38 ist in einer weiteren Halterung 40 bevorzugt lösbar aufgenommen, um zum Beispiel ganze Zeichensätze austauschen zu können. Die Halterungen 37, 40 sind mittels nicht näher dargestellten Positioniereinrichtungen in Richtung der weißen Doppelpfeile parallel zur x- und y-Achse des Koordinatensystems 35 verfahrbar. Darüber hinaus ermöglicht eine weitere Positioniereinrichtung das senkrechte Verfahren der Halterung 37, parallel zur z-Achse. Die Positioniereinrichtungen können beispielsweise mit elektromotorisch angetriebenen Spindeln oder mit durch Schrittmotoren bewegten Zahnriemen gebildet sein.
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In die mit einer harten Stahllegierung gebildete Platte 38 ist eine Vielzahl von Zeichenmatrizen eingelassen, von denen exemplarisch für alle übrigen die nebeneinander liegenden Zeichenmatrizen 41 bis 43 (”K”, ”L”, ”M”) des dargestellten Zeichensatzes mit einer Bezugsziffer versehen sind. Die leicht vertieften Zeichenmatrizen können beispielsweise durch Fräsen, Ätzprozesse, Funkenerodieren oder Lasererodieren gebildet sein. In die Zeichenmatrizen wird mittels eines nicht dargestellten Rakels die Druckfarbe 44 eingestrichen. Durch entsprechendes Verfahren der Tamponeinheit 5 bzw. der Platte 38 in Relation zueinander wird ein zu benetzender Tampon 6 bis 10 oberhalb der ausgewählten Zeichenmatrize positioniert. Anschließend kann der Abstand zwischen der Tamponeinheit 5 und der Platte 38 durch vertikales Verfahren entlang der z-Achse zunächst soweit vermindert werden, dass zum Beispiel mittels des Magnetstößels 31 der ausgewählte Tampon 7 mit der Zeichenmatrize 41 in Kontakt kommt und das ausgewählte Druckmuster ”K” auf diesen übertragen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis alle fünf Tampons 6 bis 10 mit den gewünschten Druckmustern besetzt sind. Abschließend wird die so vorbereitete Tamponeinheit 5 aus der Halterung 37 der Benetzungsstation 36 herausgenommen und in die Vorrichtung 1 (vgl. Ziffer 1, 2) eingesetzt, mit der die Applikation der Zeichenfolge auf der Oberfläche 18 des Flugzeugs erfolgt.
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Die 6 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung eine mögliche technische Ausführungsform der Benetzungsstation 36 mit der Tamponeinheit 5, die parallel zur x-Achse und zur z-Achse des Koordinatensystems 35 verfahrbar ist und dem Klischee 39, das parallel zur y-Achse des Koordinatensystems positionierbar ist. Die Benetzungsstation 36 kann über eine optische Anzeigeeinrichtung 45 verfügen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem alphanumerischen Display bzw. Bildschirm und vorzugsweise mit LCD-Display gebildet ist. Über eine Eingabeeinrichtung 46, die hier als Tastatur ausgestaltet ist, können vom Anwender die auf die Tamponeinheit 5 aufzubringenden Druckmuster festgelegt werden, wobei im Anschluss mittels der Anzeigeeinrichtung 45 die Richtigkeit der Eingaben überprüft wird. In der Darstellung von 6 wird das Druckmuster ”AB 123” auf die Tamponeinheit 5 transferiert. Ferner verfügt die Benetzungsstation 36 über eine Rakeleinrichtung 47 mit einem darin befindlichen, hier jedoch verdeckten Rakel, um die Druckfarbe 44 möglichst randscharf (d. h. ohne überstehende Druckfarbe) in die Zeichenmatrizen des Klischees 39 einzubringen. Weiterhin kann die Benetzungsstation 36 über eine nicht dargestellte Abstreifeinheit verfügen, mit der vor einer erneuten Benetzung der Tampons 6 bis 10 überschüssige Druckfarbe von diesen rückstandsfrei entfernbar ist. Hierdurch kann die Druckqualität auch nach sehr vielen Stempelvorgängen aufrechterhalten werden.
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Um den Herstellungsaufwand für die Benetzungsstation 36 insgesamt zu verringern, wird das Klischee 39 bevorzugt lediglich parallel zur x-Achse und zur y-Achse verfahren. Somit braucht die Tamponeinheit 5 mit den Tampons 6 bis 10 nur noch in vertikaler Richtung parallel zur z-Achse positioniert werden. Das Abheben der Druckmuster vom Klischee erfolgt durch das individuelle Absenken der Tampons 6 bis 10 mittels der Magnetstößel auf das Klischee 39 in der jeweiligen xy-Position.
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Die bevorzugt unmittelbar in die Benetzungsstation 36 integrierte Steuer- und Regeleinrichtung kontrolliert sämtliche Abläufe innerhalb der Benetzungsstation 36 außerhalb der rein mechanisch wirkenden Vorrichtung 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- erster Handgriff
- 4
- zweiter Handgriff
- 5
- Tamponeinheit
- 6
- Tampon
- 7
- Tampon
- 8
- Tampon
- 9
- Tampon
- 10
- Tampon
- 11
- Käfig
- 12
- Steg
- 13
- Steg
- 14
- Steg
- 15
- Handhebel
- 16
- Doppelpfeil
- 17
- (Gesamt-)Druckmuster
- 18
- Oberfläche (Flugzeug)
- 19
- Beschlag
- 20
- Längsachse (Vorrichtung)
- 21
- Drehpunkt
- 22
- Griffabschnitt
- 23
- Zahnkreissegment
- 24
- Zahnstange
- 25
- Pfeil
- 26
- Zugfeder
- 27
- Pfeil
- 28
- Verriegelung
- 29
- Stellrad
- 30
- Magnetstößel
- 31
- Magnetstößel
- 32
- Magnetstößel
- 33
- Magnetstößel
- 34
- Magnetstößel
- 35
- Koordinatensystem
- 36
- Benetzungsstation
- 37
- Halterung (Tamponeinheit)
- 38
- Platte
- 39
- Klischee
- 40
- Halterung (Klischee bzw. Platte)
- 41
- Zeichenmatrize
- 42
- Zeichenmatrize
- 43
- Zeichenmatrize
- 44
- Druckfarbe
- 45
- Anzeigeeinrichtung (LCD-Display, LCD-Monitor)
- 46
- Eingabeeinrichtung (Tastatur)
- 47
- Rakeleinrichtung
