DE102009057332A1

DE102009057332A1 - Manuelle und automatische Befestigungsvorrichtung eines Klebeelements sowie Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102009057332A1
Application number: DE102009057332A
Authority: DE
Inventors: Franz DRÜKE
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-12-08
Also published as: US20110132520A1; US9457548B2; US20150136320A1; US8919405B2; DE102009057332B4

Abstract

Es wird eine manuelle und eine automatische Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Klebeelements auf eine Fläche mit Hilfe eines Licht aushärtenden Klebstoffs offenbart. Die Befestigungsvorrichtungen bringen mit einem gezielten Anpressdruck das Klebeelement auf die Fläche auf, bevor das Licht zum Aushärten des Klebstoffs auf dem Klebeelement eingestrahlt wird. Da das Klebeelement aus transparentem Material besteht, wird der Klebstoff zwischen Befestigungselement und Fläche ausgehärtet.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine manuelle und eine automatische Befestigungsvorrichtung eines Klebeelements, insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, sowie ein manuelles und ein automatisches Befestigungsverfahren für ein derartiges Klebeelement.
2. Hintergrund der Erfindung
In der Industrie werden zunehmend verklebbare Befestigungselemente eingesetzt, die zum Halten von Bau- und Funktionsteilen dienen. Derartige Befestigungselemente bestehen beispielsweise aus einer T-förmigen Struktur, wenn man diese Befestigungselemente im Querschnitt betrachtet. Diese T-förmige Struktur umfasst eine tellerförmige Befestigungsfläche, an der ein bolzenähnliches Element unterschiedlicher Ausgestaltung befestigt ist. Dieses bolzenähnliche Element weist beispielsweise ein Gewinde, eine Schnappverbindung oder irgendwelche anderen Strukturen auf. Das tellerähnliche Element stellt eine Befestigungsfläche bereit, auf der Klebstoff aufgebracht wird. Diese Befestigungsfläche wird dann zum Halten auf eine Fläche aufgebracht und durch Aushärten des Klebstoffs befestigt.
DE 196 38 521 C2 beschreibt beispielsweise das automatische Befestigen derartiger Klebeelemente mit Hilfe eines wärmeaushärtenden Klebestoffs. Zu diesem Zweck weist das Befestigungselement bereits den wärmeaushärtenden Klebstoff auf. Dieser Klebstoff behindert nicht die Zufuhr der Befestigungselemente, da er bei Zimmertemperatur trocken und nicht klebend ist. Daher besteht die Möglichkeit, die Befestigungselemente über einen Zuführschlauch einem Setzkopf zuzuführen. Dieser Setzkopf greift die einzelnen Befestigungselemente und setzt sie auf die gewünschte Fläche auf. Nachfolgend wird mit Hilfe eines Magnetfelds Wärme erzeugt, die den wärmeaushärtenden Klebstoff am Befestigungselement aufweicht und aushärtet. Derartige Klebstoffeigenschaften sind ebenfalls in DE 44 02 550 A1 beschrieben.
DE 10 2004 012 786 A1 beschreibt ebenfalls eine automatische Befestigungsvorrichtung für derartige Klebeelemente. Die mit Klebstoff versehenen Klebeelemente werden einem Zwischenspeicher entnommen und automatisch dem Setzkopf übergeben. Der Setzkopf bewegt sich dann mit dem Klebeelement zu der gewünschten Fläche zum Befestigen. Dort wird wiederum mittels eines Magnetfelds und Wärme der auf dem Klebeelement befindliche Klebstoff ausgehärtet.
Ausgehend von den oben beschriebenen Befestigungsvorrichtungen ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine alternative Befestigungsvorrichtung und ein entsprechendes Befestigungsverfahren für Klebeelemente bereitzustellen.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannte Aufgabe wird durch eine manuelle Befestigungsvorrichtung eines Klebeelements, insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, durch ein manuelles Befestigungsverfahren dieses Klebeelements gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7, durch eine automatische Befestigungsvorrichtung dieses Klebeelements gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 13 und 24 sowie durch ein automatisches Befestigungsverfahren für dieses Klebeelement gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 20 und 28 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen vorliegender Erfindung sowie Weiterentwicklungen gehen aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen sowie den anhängenden Ansprüchen hervor.
Die manuelle Befestigungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung weist die folgenden Merkmale auf: einen in einem Gehäuse entlang einer ersten Bewegungsrichtung linear bewegbar angeordneten Halter, an dem das Klebeelement lösbar befestigbar ist, eine Lichtquelle, mit der Licht definierter Wellenlänge entlang der ersten Bewegungsrichtung abstrahlbar ist, und eine relativ zum Gehäuse bewegbar angeordnete Positioniervorrichtung, mit der die Befestigungsvorrichtung bezogen auf eine Fläche passend positionierbar ist, um das Klebeelement aufzubringen.
Vorliegende Erfindung offenbart ein Handgerät zum Befestigen des Klebeelements auf einer Fläche, beispielsweise ein Strukturelement eines Kraftfahrzeugs. Das Klebeelement besteht zu diesem Zweck aus einem tellerähnlichen Bestandteil, das auf der Fläche aufsetzt. Auf diesem tellerähnlichen Bestandteil wird ein lichtaushärtender Klebestoff aufgebracht, der mittels Licht einer bestimmten Wellenlänge aushärtbar ist. An diesem tellerähnlichen Bestandteil ist eine bolzenähnliche Komponente befestigt. Die bolzenähnliche Komponente weist beispielsweise eine Befestigungsstruktur auf, wie ein Gewinde, eine Schnappverbindung oder Ähnliches. Mit Hilfe der bolzenähnlichen Komponente wird das Klebeelement an dem Halter der Befestigungsvorrichtung befestigt. Dieser Halter ist in einer ersten Bewegungsrichtung derart bewegbar, dass das Klebeelement gezielt auf eine Fläche aufgesetzt werden kann. Um das Klebeelement mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung geeignet zu positionieren, wird eine Positioniervorrichtung eingesetzt. Diese stellt sicher, dass die tellerähnliche Klebefläche des Klebeelements parallel zur Fläche des Strukturbauteils angeordnet ist, um eine spätere optimale Befestigung des Klebeelements sicher zu stellen. Sobald mit Hilfe der Positioniervorrichtung eine optimale Anordnung der Befestigungsvorrichtung und somit des Klebeelements bezogen auf die Fläche erreicht ist, bewegt der Halter das Klebelement auf die Fläche. Durch die Bewegung des Halters oder durch eine separates Zuschalten oder bereits durch das Erreichen der optimalen Position mit Hilfe der Positioniervorrichtung wird die Lichtquelle aktiviert. Diese Lichtquelle bewirkt ein Aushärten des Klebstoffs am Klebeelement, so dass eine verlässliche Verbindung zwischen der Fläche und dem Klebeelement hergestellt wird. Diese verlässliche Verbindung zwischen Klebeelement und Fläche ist ausreichend, um den Halter und somit die gesamte Befestigungsvorrichtung vom Klebeelement zu trennen.
In bevorzugter Ausgestaltung vorliegender Erfindung stellt die Positioniervorrichtung bezogen auf die Lichtquelle der manuellen Befestigungsvorrichtung einen radialen Lichtschutz bereit, um ein seitliches Abstrahlen der Lichtquelle zu vermeiden. Des Weiteren ist bevorzugt, die Positioniervorrichtung in eine Installationsposition, in der das Klebeelement im Halter installierbar ist, und in eine Vorbereitungsposition bewegbar, in der die Positioniervorrichtung auf ein Aufsetzen auf die Fläche vorbereitet ist.
Die Positioniervorrichtung ist beispielsweise koaxial zum Gehäuse der Befestigungsvorrichtung angeordnet und bewegbar. Zur Installation eines Klebeelements im Halter wird die Positioniervorrichtung in die Installationsposition verschoben. Diese gibt den Halter frei, so dass das Klebeelement dort befestigt werden kann. Danach wird die Positioniervorrichtung in die Vorbereitungsposition verschoben, in der sie den Halter und das daran befestigte Klebeelement abdeckt bzw. radial umgibt. Diese Installationsposition dient dazu, dass bei der Bewegung der manuellen Befestigungsvorrichtung in Richtung Fläche des Strukturbauteils zunächst die Positioniervorrichtung auf dieser Fläche aufsetzt. Durch das geeignete Ausrichten der Befestigungsvorrichtung bezogen auf die Fläche wird die Positioniervorrichtung entsprechend verschoben, so dass aus dieser Verschiebung eine geeignete Positionierung der Befestigungsvorrichtung bezogen auf die Fläche ableitbar ist. In diesem Fall wurde die Positioniervorrichtung in eine Aufsetzposition zwischen Installations- und Vorbereitungsposition bewegt. Das Erreichen dieser Aufsetzposition, d. h. der Position zum Aufsetzen des Klebelements auf die Fläche, wird mit Hilfe eines Informationsmittels signalisiert. Dieses Informationsmittel ist bevorzugt eine Lichtquelle oder ein Tonsignalgeber.
Im Hinblick auf die Positioniervorrichtung ist es weiterhin bevorzugt, dass sie an einer der Fläche zugewandten Stirnseite eine Mehrzahl von Sensoren aufweist. Diese Sensoren erfassen das Erreichen einer gewünschten Positionierung der Befestigungsvorrichtung bezogen auf die Fläche. Gemäß einer Ausführungsform sind drei Sensoren gleichmäßig auf der Stirnseite der Positioniervorrichtung verteilt angeordnet. Nur wenn die Positioniervorrichtung und somit die gesamte manuelle Befestigungsvorrichtung senkrecht zur Fläche des Strukturbauteils angeordnet ist, geben alle Sensoren ein entsprechendes Signal ab und ermöglichen auf diese Weise das Erfassen einer gewünschten oder optimalen Positionierung der manuellen Befestigungsvorrichtung. Das Erreichen der gewünschten Positionierung wird mittels Licht- oder Tonsignal dem Nutzer der manuellen Befestigungsvorrichtung signalisiert. Auf dieser Grundlage versucht er diese Positionierung zu halten und die weiteren Schritte zum Befestigen des Klebeelements im Halter schließen sich an. So könnte beispielsweise gleichzeitig zu dem Signal der optimalen Positionierung der vorzugsweise Feder vorgespannte Halter zum Aufsetzen des Klebeelements auf die Fläche automatisch ausgelöst und nachfolgend die Lichtquelle zum Aushärten des Klebstoffs aktiviert werden. Sobald die erforderliche Zeit zum Aushärten des Klebstoffs abgelaufen ist, schaltet sich die Lichtquelle zum Aushärten automatisch ab und signalisiert auf diese Weise ebenfalls, dass die Befestigungsvorrichtung vom Klebeelement entfernt werden darf.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem ein manuelles Befestigungsverfahren des Klebeelements, insbesondere mit Hilfe der oben beschriebenen manuellen Befestigungsvorrichtung. Dieses manuelle Befestigungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: lösbares Aufnehmen des Klebeelements in einem Halter einer Befestigungsvorrichtung, Positionieren des Klebeelements über einer Fläche, indem eine Positioniervorrichtung der Befestigungsvorrichtung basierend auf einer Wechselwirkung mit der Fläche in eine Aufsetzposition gebracht wird, Aufsetzen des Klebeelements auf der Fläche und durch Lichteinstrahlung erzeugtes Festkleben des Klebeelements auf der Fläche. Im Hinblick auf das manuelle Befestigungsverfahren ist es bevorzugt, den Klebstoff, insbesondere Licht aushärtenden Klebstoff, auf das Klebeelement vor oder nach dem Aufnehmen des Klebeelements in dem Halter aufzubringen.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem eine automatische Befestigungsvorrichtung für das bereits oben beschriebene Klebeelement. Diese automatische Befestigungsvorrichtung weist die folgenden Merkmale auf: einen Halter, an dem das Klebeelement lösbar befestigbar ist, und mindestens ein Magazin, in dem eine Mehrzahl von Klebeelementen entnehmbar gespeichert ist. Zudem umfasst die automatische Befestigungsvorrichtung erfindungsgemäß eine Lichtquelle, mit der das in dem Halter befestigte Klebeelement gezielt bestrahlbar ist. Der Halter und das mindestens eine Magazin sind derart angeordnet, dass mit dem Halter eine lineare und/oder eine Schwenkbewegung und/oder mit dem Magazin eine lineare und/oder eine Schwenkbewegung durchführbar ist, so dass der Halter automatisch mit einzelnen Klebeelementen beladbar ist. Die automatische Befestigungsvorrichtung realisiert das Aufbringen einer Mehrzahl von Klebeelementen in einer automatisierten Herstellungsstrecke. Zu diesem Zweck sind die für einen vollständigen Herstellungszyklus erforderlichen Klebeelemente in dem mindestens einen Magazin gespeichert. Entweder das Magazin oder der Halter oder beide sind gezielt bewegbar, um das Laden der automatischen Befestigungsvorrichtung mit einem Klebeelement zu realisieren. Basierend auf der Abstimmung der Bewegungen des Magazins und des Halters aufeinander wird die Störkontur der automatischen Befestigungsvorrichtung gezielt variiert. Dies hat zur Folge, dass die Befestigungsvorrichtung in einer Ladeposition von Halter und Magazin zum Laden eines Klebeelements in den Halter eine größere Störkontur aufweist als in einer Aufsetzposition zum Aufsetzen des Klebeelements auf die Fläche. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auf Grund der geringeren Störkontur der Befestigungsvorrichtung beim Aufsetzen der Klebeelemente die gewünschten Positionen, beispielsweise in einer Automobilkonstruktion, leichter erreichbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Magazin der Befestigungsvorrichtung parallel zu einer Aufsetzrichtung der Befestigungsvorrichtung für die Klebeelemente angeordnet. Mit dem Halter für das Klebeelement ist eine Schwenkbewegung ausführbar, die den Halter aus einer Position parallel zur Aufsetzrichtung in eine Ladeposition angrenzend an das Magazin und zurück bewegt. In dieser Ladeposition ist mit dem Halter jeweils ein Klebeelement dem angrenzenden Magazin entnehmbar. Zu diesem Zweck sind bevorzugt mehrere Klebeelemente in dem Magazin gespeichert. Diese Klebeelemente sind in Richtung einer Halteposition des Magazins federvorgespannt, so dass nach Entnahme des Klebeelements aus der Halteposition des Magazins automatisch ein neues Klebeelement in die Halteposition versetzt wird. Die Federvorspannung sorgt ebenfalls bevorzugt dafür, dass keine externe Energiezufuhr zum Magazin erfolgen muss, um die Klebeelemente zu bewegen.
Es ist zudem bevorzugt, das Magazin linear und senkrecht zur Aufsetzrichtung bewegbar anzuordnen. Mit Hilfe dieser linearen Bewegung ist das Magazin zwischen der Ladeposition und einer Ruheposition bewegbar. Dabei sorgt wiederum die beim Aufsetzen des Klebeelements genutzte Ruheposition des Magazins dafür, dass die Befestigungsvorrichtung eine geringere Störkontur aufweist als wenn sich das Magazin in der Ladeposition befindet.
Zudem umfasst die Befestigungsvorrichtung bevorzugt einen Dispenser, mit dem das Klebeelement mit Licht aushärtendem Klebestoff versehbar ist. Der Dispenser ist bevorzugt derart angeordnet, dass er den Klebstoff aufbringt, bevor das Klebeelement in das mindestens eine Magazin aufgenommen oder bevor das Klebeelement durch den Halter auf die Fläche aufgesetzt wird. Zudem ist der Dispenser vorzugsweise mit einem Zwischenspeicher für Klebeelemente ausgestattet. Zunächst werden einzelne Klebeelemente dem Dispenser zugeführt, um sie jeweils mit Klebstoff zu versehen. Nachfolgend werden die mit Klebstoff versehenen Klebeelemente in den Zwischenspeicher verschoben. Sobald der Zwischenspeicher eine Mehrzahl von Klebeelementen aufweist, vorzugsweise die in einem Magazin speicherbare Anzahl von Klebeelementen, wird diese Mehrzahl von Klebeelementen gemeinsam in ein Magazin verschoben. Zu diesem Zweck ist das Magazin mit dem Zwischespeicher verbindbar, so dass durch dieses Verschieben der Mehrzahl von Klebeelementen diese im Magazin unter Federvorspannung gesetzt werden.
Es ist des Weiteren bevorzugt, die oben beschriebene automatische Befestigungsvorrichtung in Kombination mit einem Roboter einzusetzen.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem ein automatisches Befestigungsverfahren des Klebeelements, insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements. Dieses automatische Befestigungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Lösbares Aufnehmen des Klebeelements aus einem Magazin in einen Halter einer Befestigungsvorrichtung basierend auf einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Halters und/oder einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Magazins. Als weitere Schritte folgen das Aufsetzen des Klebeelements auf eine Fläche und das Bestrahlen des Klebeelements mit Licht, so dass ein auf dem Klebeelement befindlicher Klebstoff das Klebeelement an der Fläche befestigt.
Eine weitere erfindungsgemäße automatische Befestigungsvorrichtung eines Klebeelements, insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, umfasst einen Halter, an dem das Klebeelement lösbar befestigbar ist, und mindestens einen Klebeelement-Zuführkanal, über den eine Mehrzahl von Klebeelementen dem Halter einzeln zuführbar sind, einen Klebstoff-Dispenser, mit dem Klebstoff, insbesondere Licht aushärtender Klebstoff, automatisch auf dem Klebeelement oder an einer Befestigungsstelle auf einer Fläche zum Befestigen des Klebeelements aufbringbar ist, und eine Lichtquelle, mit der das in dem Halter befestigte Klebeelement und/oder die Befestigungsstelle gezielt bestrahlbar ist/sind. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die automatische Befestigungsvorrichtung an einem Roboter befestigt. Vorzugsweise ist der der Halter schwenkbar und/oder parallel zu einer Aufsetzrichtung des Klebeelements linear bewegbar angeordnet. Zum Aufbringen des Klebstoff ist der Klebstoff-Dispenser linear bewegbar und/oder schwenkbar angeordnet ist, um zur Klebestelle und/oder zum Klebeelement im Halter bewegbar zu sein.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem ein weiteres automatisches Befestigungsverfahren des Klebeelements, insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements. Das Befestigungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: automatisches Zuführen einzelner Klebeelemente über einen Zuführkanal zu einem Halter einer Befestigungsvorrichtung, lösbares Aufnehmen des Klebeelements in dem Halter, Aufbringen eines Licht aushärtenden Klebstoffs auf das Klebeelement und/oder auf eine Fläche basierend auf einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Halters und/oder einer linearen und/oder Schwenkbewegung eines Klebstoff-Dispensers, Aufsetzen des Klebeelements auf die Fläche und Bestrahlen des Klebeelements mit Licht, so dass ein auf dem Klebeelement und/oder der Fläche befindlicher Klebstoff das Klebeelement an der Fläche befestigt.
4. Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der manuellen Befestigungsvorrichtung,
2 die manuelle Befestigungsvorrichtung aus 1 mit der Positioniervorrichtung in der Installationsposition,
3 die manuelle Befestigungsvorrichtung aus 1 mit dem im Halter installierten Klebeelement,
4 die manuelle Befestigungsvorrichtung aus 1 mit der Positioniervorrichtung in der Vorbereitungsposition,
5 die manuelle Befestigungsvorrichtung aus 1 beim Befestigen des Klebeelements mittels Lichteinstrahlung,
6 die manuelle Befestigungsvorrichtung aus 1 nach dem Entfernen des Klebeelements aus dem Halter,
7 ein schematisches Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des manuellen Befestigungsverfahrens,
8 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der automatischen Befestigungsvorrichtung,
9 eine Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Halters der automatischen Befestigungsvorrichtung,
10 eine perspektivische Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Magazins,
11 eine vergrößerte Teilansicht des Magazins der automatischen Befestigungsvorrichtung aus 10,
12 eine perspektivische schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Dispensers der automatischen Befestigungsvorrichtung,
13 eine Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Zwischenspeichers des Dispensers aus 12,
14 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des automatischen Befestigungsverfahrens,
15–17 unterschiedliche Betriebssituationen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer automatischen Befestigungsvorrichtung.
5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die erfindungsgemäße manuelle und automatische Befestigungsvorrichtung 1; 9 dienen der Befestigung unterschiedlichster Klebeelemente 3 mit Hilfe von lichtaushärtendem Klebstoff 5. Das Klebeelement 3 besteht aus einem tellerähnlichen und einem bolzenähnlichen Abschnitt, so dass es in seiner Seitenansicht ein T-förmiges Aufsetzelement bildet. Das vollständige Klebeelement 3 oder zumindest der tellerähnliche Abschnitt bestehen aus einem transparenten Material, vorzugsweise Kunststoff. Auf Grund dieser Ausgestaltung ist das Klebeelement 3 mittels Licht durchstrahlbar, um einen lichtaushärtenden Klebstoff auszuhärten, der auf dem tellerähnlichen Abschnitt oder einer Fläche F eines Bauteils aufgebracht worden ist.
Der tellerähnliche Abschnitt stellt eine glatte Fläche oder eine Vertiefung bereit, auf/in die der Klebstoff auf- bzw. eingebracht wird. Zudem sind Vorsprünge oder ein ringförmiger Rand vorgesehen, um ein ungewolltes Verdrängen des Klebstoffs, bei Anpressen des Klebeelements an die Fläche von der Klebestelle zu vermeiden.
Der bolzenähnliche Abschnitt des Klebeelements 3 ist als Befestigungsabschnitt oder generell als Funktionsabschnitt ausgebildet. Zu diesem Zweck weist der bolzenähnliche Abschnitt beispielsweise ein Gewinde, eine Schnapp- oder eine Rastverbindung auf.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der manuellen Befestigungsvorrichtung 1. Die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 stellt ein Handgerät dar, mit dem einzelne Klebeelemente 3 auf der Fläche F befestigt werden. Die Fläche F wird beispielsweise durch Strukturbauteile im Automobilbau gebildet. Es sind ebenfalls andere Anwendungsbereiche denkbar, in denen Klebeelemente 3 aller Art verlässlich mit lichtaushärtendem Klebstoff befestigt werden können.
Die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 20. Im Gehäuse 20 ist ein bewegbarer Halter 10 für das Klebeelement 3 angeordnet. Der Halter 10 ist linear in einer Aufsetzrichtung I senkrecht zur Fläche F (vgl. 4) bewegbar. Vorzugsweise wird der Halter 10 durch eine Federkraft bewegt, um eine reproduzierbare Andruckkraft des Halters 10 auf das Klebeelement 3 zu erzeugen. Es ist ebenfalls ein motorischer oder ein manueller Antrieb des Halters 10 bevorzugt.
Der Halter 10 umfasst eine Befestigungsanordnung 12, an der das Klebeelement 3 befestigbar ist. Diese Befestigungsanordnung 12 stellt eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung zum Klebeelement 3 her. Zu derartigen Verbindungen zählt beispielsweise eine Klemm- oder Rastverbindung sowie eine Schraubverbindung zwischen Klebeelement 3 und Halter 10.
Die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 umfasst zudem eine Lichtquelle 40. Die Lichtquelle 40 strahlt Licht 45 in Aufsetzrichtung I ab, um das Klebeelement 3 zu durchstrahlen und den Klebstoff auszuhärten. Bevorzugt umgibt die Lichtquelle 4 ringförmig den Halter 10. Es ist ebenfalls bevorzugt, einzelne Lichtquellen 40 an der dem Klebeelement 3 zugewandten Seite des Gehäuses 20 anzuordnen. Vorzugsweise gibt die Lichtquelle 40 Licht definierter Wellenlänge ab, insbesondere blaues Licht. Die definierte Wellenlänge des Lichts 45 gewährleistet, dass der Klebstoff 5 zwischen der Fläche F und dem Klebeelement 3 schnellstmöglich aushärtet und eine Verbindung herstellt.
Das Gehäuse 20 umfasst des Weiteren eine Positioniervorrichtung 30. Diese Positioniervorrichtung 30 ist vorzugsweise relativ zum Gehäuse 20 verschiebbar angeordnet. Sie dient als Positionskontrolle für die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 bezogen auf die Fläche F. Zu diesem Zweck erfasst die Positioniervorrichtung 30, ob die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 senkrecht zur Fläche F positioniert ist, um das Klebeelement 3 zu befestigen. Nur bei einer derartigen Positionierung ergibt sich eine parallele Ausrichtung zwischen dem tellerähnlichen Bereich des Klebeelements 3 und der Fläche F. Diese Ausrichtung sowie eine reproduzierbar aufzubringende Anpresskraft des Klebeelements 3 auf die Fläche F stellen sicher, dass eine verlässliche Klebeverbindung zwischen Klebeelement 3 und der Fläche F erzeugt wird.
Zum Befestigen des Klebeelements 3 (Schritt B) im Halter 10 wird die Positioniervorrichtung 30 vorzugsweise in eine Installationsposition gemäß 3 bewegt (Schritt A). Die Positioniervorrichtung gibt den Halter 10 frei, um das Klebeelement 3 ungehindert im Halter 10 installieren bzw. befestigen zu können. Das Klebeelement 3 wird vorzugsweise vom Halter 10 durch Presssitz oder Gewindeverbindung gehalten. Zur Illustration ist das installierte Klebeelement 3 im Halter 10 in 3 dargestellt.
Danach wird die Positioniervorrichtung 30 bevorzugt in eine Vorbereitungsposition (Schritt C) bewegt. Die Vorbereitungsposition dient dazu, über das im Halter 10 befestigte Klebeelement 3 hinauszuragen. Dadurch wird eine geeignete Positionierung der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 vorbereitet. Dieser Zustand ist in 4 schematisch dargestellt.
Gemäß 4 wurde das Klebeelement 3 nach dem lösbaren Aufnehmen im Halter 10 (Schritt A) mit dem Licht aushärtenden Klebstoff 5 versehen. Es ist ebenfalls bevorzugt, den Licht aushärtenden Klebstoff vor dem Aufnehmen des Klebeelements im Halter auf das Klebeelement 3 aufzubringen. In 4 ist ebenfalls erkennbar, dass die Positioniervorrichtung 30 aus der Installationsposition gemäß 3 in die Vorbereitungsposition bewegt worden ist (Schritt C). Die Vorbereitungsposition der Positioniervorrichtung 30 dient der Vorbereitung des Aufsetzens der manuellen Befestigungsvorrichtung auf die Fläche F.
Um das Klebeelement 3 verlässlich auf der Fläche F zu befestigen, müssen die Fläche F und der tellerähnliche Abschnitt des Klebeelements 3 parallel zueinander angeordnet sein. Diese passende Ausrichtung der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 und somit des Klebeelements 3 zur Fläche F wird mit Hilfe der Positioniervorrichtung 30 erzielt. Zu diesem Zweck wird die Positioniervorrichtung 30 auf die Fläche F aufgesetzt. Auf Grund des manuellen Drucks auf die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 wird die Positioniervorrichtung 30 entgegen der Aufsetzrichtung I verschoben. Erfolgt dieses Verschieben der Positioniervorrichtung 30 gleichmäßig bezogen auf die äußere Umfangsfläche des Gehäuses 20 und/oder in senkrechter Ausrichtung der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 zur Fläche F, erreicht die Positioniervorrichtung 30 eine Aufsetzposition gemäß 5. Das Erreichen der Aufsetzposition ist vorzugsweise mittels Tastern, elektrischen Schaltern oder elektrischen Kontakten erfassbar (Schritt E), die auf der Außenseite des Gehäuses 20 angeordnet sind. Nur wenn die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 passend orientiert ist, aktiviert die Positioniervorrichtung 30 bei Erreichen der Aufsetzposition die umfänglich außen auf dem Gehäuse 20 gleichmäßig verteilten Schalter oder Sensoren. Dieser Zustand wird dann mit Hilfe einer geeigneten Informationsquelle signalisiert (Schritt F). Gemäß einer Alternative geht eine Kontrollleuchte an oder wird ein Tonsignal abgegeben. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass als geeignetes Signal die Lichtquelle 40 zugeschaltet wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Positioniervorrichtung 30 an der der Fläche F zugewandten Stirnseite eine Mehrzahl von Tastern, Schaltern oder Sensoren. Vorzugsweise sind mindestens drei Taster, Schalter oder Sensoren an dieser Stirnseite der Positioniervorrichtung 30 angeordnet. Wenn die Stirnfläche der Positioniervorrichtung 30 auf die Fläche F eines Bauteils gedrückt wird und die Stirnfläche korrekt anliegt, ist die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 senkrecht zur Fläche F ausgerichtet. In diesem Fall liefern alle Taster oder Sensoren der Stirnfläche der Positioniervorrichtung 30 ein entsprechendes Signal, welches beispielsweise mit Hilfe einer LED an der manuellen Befestigungsvorrichtung visualisiert werden kann. Die Positioniervorrichtung befindet sich somit ebenfalls in der Aufsetzposition. Danach wird der Halter 10 freigegeben, um das Klebeelement 3 gegen die Fläche F zu drücken. Ist der Halter 10 Feder vorgespannt in Aufsetzrichtung I, presst er nach dem Auslösen das Klebeelement 3 mit definiertem Anpressdruck gegen die Fläche F. Auf dieser konstruktiven Grundlage ist das Aufsetzen und Festhalten des Klebeelements 3 auf der Fläche F bei konstanter Position der Befestigungsvorrichtung 1 unter jeweils gleichen Bedingungen gewährleistet.
Die Taster oder Sensoren an der Stirnseite der Positioniervorrichtung 30 können zudem einen Verlust der Anpresskraft des Klebeelements 3 auf die Fläche F anzeigen. Nimmt beispielsweise der Nutzer der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 während der Belichtung (siehe unten) des Klebeelements 3 den Anpressdruck von der manuellen Befestigungsvorrichtung 1, können die Taster diesen Zustand erfassen und eine entsprechende Warnmeldung ausgeben.
5 zeigt den Zustand, in dem die manuelle Befestigungsvorrichtung 1 passend zur Fläche F sowie mit dem gewünschten Abstand angeordnet ist. Ist dies der Fall, wird dies vorzugsweise mittels Licht- oder Tonsignal signalisiert (Schritt G). Es ist ebenfalls denkbar, dass als Signal die Lichtquelle 40 zugeschaltet wird. Der Nutzer der Befestigungsvorrichtung 1 nimmt das Licht- und/oder Tonsignal aus Schritt G wahr. Obwohl die Positioniervorrichtung 30 bevorzugt auch als seitlicher Lichtschutz wirkt und ein radiales Austreten von Licht 45 verhindert, nimmt der Nutzer der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 das Licht 45 ebenfalls als Signal wahr, falls dies gewünscht sein sollte.
Das Licht- und/oder Tonsignal ist ausschlaggebend, um das Klebeelement 30 durch Bewegen des Halters 10 in Aufsetzrichtung I auf die Fläche F aufzusetzen (Schritt H). Vorzugsweise wird zu diesem Zweck der federvorgespannte Halter 10 ausgelöst, so dass er mit definierter Federkraft das Klebeelement 3 gegen die Fläche F drückt. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, den Halter 10 manuell in Richtung der Fläche F zu bewegen oder automatisch auf Grund des Signals der Positioniervorrichtung 30 auszulösen. Das Licht 45 wird in Aufsetzrichtung I von der Lichtquelle 40 abgestrahlt. Es durchstrahlt das transparente Klebeelement 3 und erzeugt dadurch eine Klebeverbindung 7 zwischen der Fläche F und dem Klebeelement 3 (Schritt I). Zum Herstellen der Klebeverbindung strahlt das Licht 45 über einen Zeitraum von 0,5 bis 10 Sekunden, bevorzugt 0,5 bis 5 Sekunden, auf das Klebeelement 3 ein. Da das Klebeelement 3 aus transparentem Material besteht, wirkt es ähnlich wie ein Lichtleiter. Dies hat zur Folge, dass das einfallende Licht 45 auch in Bereiche weitergeleitet wird, in die es nicht direkt einstrahlt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Licht aushärtende Klebstoff überall am Klebeelement 3 aushärtet.
Nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist und das Klebeelement 3 auf der Fläche F festgeklebt ist (Schritt I), wird der Halter 10 vom Klebeelement 3 gelöst. Zudem wird die Positioniervorrichtung 20 in die Installationsposition zurückbewegt, um das Einsetzen eines neuen Klebeelements zu erleichtern. Die verschiedenen oben beschriebenen Verfahrensschritte sind noch einmal schematisch im Flussdiagramm der 7 zusammengefasst.
Die Lichtquelle 40 der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 wird mit Hilfe eines Akkus mit Energie versorgt. Um eine reproduzierbare Aushärtung des Klebstoffs über Lichteinstrahlung zu gewährleisten, muss an der Lichtquelle 40 stets die vorgeschriebene elektrische Spannung anliegen. Somit ist es notwendig, zu überprüfen, ob der Akku vor dem Belichten der Klebestelle noch über ausreichend Spannung verfügt, um mindestens noch einen Belichtungszyklus mit der geforderten Spannung zu gewährleisten. Daher ist es bevorzugt, dass der Akku der manuellen Befestigungsvorrichtung 1 ständig überwacht wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zudem in regelmäßigen Abständen das Ergebnis dieser Überwachung gespeichert.
Oben wurde bereits beschrieben, dass der Klebstoff 5 auf das Klebeelement 3 aufgebracht wird. Sollte das Klebeelement 3 eine zentrale Durchgangsöffnung aufweisen, kann optional die Klebstoffapplizierung durch das Klebeelement 3 erfolgen. Dann würde das Klebeelement 3 erst auf die Fläche F gedrückt und ein niedrig viskoser Klebstoff durch den Halter 10 in die Klebefuge zwischen Fläche F und Klebeelement 3 gespritzt werden. Nachfolgend wird das Licht 45 der Lichtquelle 40 eingestrahlt, um die Klebeverbindung zwischen Fläche F und Klebeelement 3 zu erzielen.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem eine automatische Befestigungsvorrichtung 9. Eine bevorzugte Ausführungsform der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 ist in 8 dargestellt. Im Unterschied zur manuellen Befestigungsvorrichtung 1 ist die automatische Befestigungsvorrichtung 9 mit mindestens einem Magazin 50 für eine Mehrzahl von Klebeelementen 3 ausgestattet. Die Anzahl der Klebeelement 3 ist ausreichend, um einen gesamten Zyklus innerhalb einer Montagestrecke voll automatisch abzufahren. Zu diesem Zweck ist die automatische Befestigungsvorrichtung 9 bevorzugt an einen Roboter befestigt, der die einzelnen Befestigungspunkte der Klebeelemente 3 gezielt anfährt.
Die automatische Befestigungsvorrichtung 9 umfasst ebenfalls einen Halter 10 für ein Klebeelement 3. Der Halter 10 ist in größerem Detail in 9 dargestellt. Der Halter 10 wird bevorzugt durch einen Greifmechanismus mit einer Mehrzahl von Armen 14 gebildet. Die Arme 14 sind sternförmig angeordnet, vorzugsweise vier Arme 14, um gezielt ein Klebeelement 3 aus dem Magazin 50 zu entnehmen (Schritt S6). Dazu greifen die Arme 14 den bolzenähnlichen Abschnitt des Klebeelements 3 an einer Halteposition H des Magazins 50.
Der Greifmechanismus besteht bevorzugt ebenfalls nur aus zwei Armen 14 oder einer anderen geeigneten Konstruktion, um das Klebeelement 3 zu entnehmen.
Angrenzend an den Greifmechanismus enden Lichtleitkabel 40. Sie dienen als Lichtquelle, um den Klebstoff durch Belichten gemäß Schritt S8 auszuhärten. An Stelle der Lichtleiter 40 ist es ebenfalls bevorzugt, eine ringförmige Lichtquelle oder eine Mehrzahl von LED's angrenzend an den Greifmechanismus anzuordnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halter 10 in seiner Längsrichtung parallel zur Aufsetzrichtung I linear bewegbar. Ergänzend ist der Halter 10 aus seiner in 8 gezeigten Aufsetzposition in eine Entnahmeposition E verschwenkbar (vgl. Pfeile S_H in 8). In der Entnahmeposition E ist der Halter 10 vorzugsweise senkrecht zur Aufsetzrichtung I angeordnet.
Mindestens ein Magazin 50 ist parallel zur Aufsetzrichtung I in der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 angeordnet. Mit Hilfe eines Linearantriebs 52 sind die Magazine 50 jeweils in einer Position parallel zur Aufsetzrichtung I anordenbar. Zum Entnehmen eines Klebeelements 3 aus dem Magazin 50 wird das Magazin 50 in eine Ladeposition versetzt, wie in 8 dargestellt. Bezogen auf die Hauptachse der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 sind die Magazine 50 in ihrer Ladeposition seitlich nach außen versetzt angeordnet. In einer Ruheposition wird das Magazin 50 seitlich angrenzend an die Befestigungsvorrichtung 9 angeordnet (nicht gezeigt). Diese Ruheposition wird ebenfalls beim Kleben des Klebeelements 3 genutzt. Daraus folgt, dass während des Befestigens eines Klebeelements 3 an der Fläche F die automatische Befestigungsvorrichtung 9 eine geringere Störkontur aufweist als beim Entnehmen eines Klebeelements 3 in der Ladeposition des Magazins 50.
Während die Magazine 50 gemäß 8 lediglich linear bewegbar sind, ist es ebenfalls bevorzugt, hier eine Schwenkbewegung S_M auszuführen (vgl. Pfeile S_M in 8). Mit Hilfe dieser Schwenkbewegung S_M und vorzugsweise kombiniert mit einer linearen Bewegung ist das Magazin 50 vor den Halter 10 bewegbar, so dass ein Klebelement 3 aus dem Magazin 50 entnommen werden kann.
Ist die automatische Befestigungsvorrichtung 9 mit mindestens einem vollen Magazin 50 ausgestattet, ist mit dem Halter 10 eine lineare und/oder eine Schwenkbewegung SH und/oder mit dem Magazin 50 eine lineare und/oder eine Schwenkbewegung durchführbar, so dass der Halter 10 automatisch mit einzelnen Klebeelementen 3 beladbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 wird zum Laden des Halters 10 zunächst das Magazin 50 seitlich nach außen in die Ladeposition versetzt (Schritt S4). Danach wird der Halter 10 entlang des Pfeils S_H in die Entnahmeposition rechtwinkelig zur Aufsetzrichtung I verschwenkt (Schritt S5). In der Entnahmeposition ist der Halter 10 gegenüber der Halteposition H des Magazins 50 angeordnet. Zum Entnehmen eines Klebeelements 30 aus der Halteposition H des Magazins 50 greifen die Arme 14 das Klebeelement 3 an der Halteposition H. Durch eine Bewegung des Halters 10 oder des Magazins 50 senkrecht zur Aufsetzrichtung I wird das Klebeelement 3 aus der Klemmung durch die beiden Haltebacken 54 an der Halteposition H gelöst (Schritt S6). Nachfolgend schwenkt der Halter 10 in die Aufsetzrichtung 1 zurück, um das Klebeelement 3 zu befestigen. Dann wird das Magazin 50 in seine Ruheposition zurückbewegt, um die Störkontur der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 zu verringern (Schritt S4).
Innerhalb des Magazins 50 ist die Mehrzahl von Klebeelementen 3 gegen die Halteposition H federvorgespannt. Die Federvorspannung erzeugt ein Schieber 56. Wird ein Klebeelement 3 aus der Halteposition H entfernt, führt der Schieber 56 automatisch ein neues Klebeelement 3 in die Halteposition H ein. Da der Schieber 56 durch eine Feder angetrieben wird, arbeitet das Magazin 50 autark von einer externen Energiequelle. Auf diese Weise wird ebenfalls die Störkontur der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 verringert, weil beispielsweise Versorgungsleitungen eingespart werden.
Wenn ein neues Klebeelement 3 durch den Schieber 56 in die Halteposition H verschoben wird, wird die Bewegung des Klebeelements 3 durch die Haltebacken 54 gestoppt (vgl. 11). Aus der Halteposition H lässt sich das Klebeelement 3 durch eine Bewegung in oder senkrecht zur Aufsetzrichtung I lösen.
Um das im Halter 10 befindliche Klebeelement 3 auf die Fläche F aufzusetzen (Schritt S7), wird die automatische Befestigungsvorrichtung 9 vor der gewünschten Position angeordnet, beispielsweise mit Hilfe des Roboters. Das Aufsetzen (S7) erfolgt entweder durch eine Bewegung des Roboters oder durch eine geradlinige Bewegung des Halters 10 in Aufsetzrichtung I. Danach wird die Lichtquelle aktiviert (Schritt S8), so dass Licht über die Lichtleiter 40 zur Klebestelle gelangen und der Klebstoff aushärten kann.
Um Stillstandszeiten zu vermeiden, werden während laufender Klebevorgänge neue Klebeelemente 3 mit Hilfe eines Dispensers 60 vorbereitet. Der Dispenser 60 ist schematisch in den 12 und 13 dargestellt. Zu diesem Zweck werden unter einer Dosiervorrichtung 62 Klebeelemente 3 gezielt hindurchbewegt, um sie mit Klebstoff zu versehen (Schritt S1). Die vorbereiteten Klebeelemente 3 werden dann in einen Zwischenspeicher 70 in dafür vorgesehenen Schienen 72 gespeichert (vgl. 13). Vorzugsweise besitzen die Schienen 72 jeweils das Fassungsvermögen an Klebeelementen 3 eines Magazins 50.
Während die automatische Befestigungsvorrichtung 9 arbeitet, werden die zwischengespeicherten und mit Klebstoff versehenen Klebeelemente 3 in ein Magazin 50 überführt. Während die Mehrzahl an Klebeelementen 3 in das Magazin 50 gedrückt wird, wird der Schieber 56 wieder vorgespannt, um seine obige Funktion zu erfüllen. Um die Klebeelemente 3 vor Licht geschützt im Magazin 50 zu lagern, werden die mit Klebstoff versehenen Köpfe der Klebeelemente 3 unter benachbarten Abdeckblechen 58 gehalten. Die Abdeckbleche 58 verhindern den Lichteinfall und somit das Aushärten des Klebstoffs.
Um einen einwandfreien Betrieb der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 zu gewährleisten, werden vorzugsweise eine Auswahl der folgenden Parameter überwacht. Um die mit Hilfe des Dispensers 60, 62 aufgebrachte Klebstoffmenge zu prüfen, wird der Druck im Dispenser 60, 62 überwacht. Der Druck gibt Aufschluss darüber, welche Klebstoffmenge bei einer bestimmten Düsenöffnung und einem bestimmten Druck abgegeben worden ist.
Des Weiteren wird die Positionierung des Klebeelements 3 auf der Fläche F überwacht. Dazu wird der Anpressdruck des Klebeelements 3 auf die Fläche F gemessen. Erst wenn der Anpressdruck einen bestimmten Schwellenwert erreicht, wird die Belichtung der Klebestelle gestartet. Außerdem werden die Anpressdrücke erfasst und gespeichert.
Zudem wird vorzugsweise die auf die Klebestelle aufgebrachte Lichtintensität überwacht. Zu diesem Zweck wird mittels geeigneter Geräte die Intensität der Lichtquelle im gewünschten Längenwellenbereich zwischen den einzelnen Belichtungszyklen nachgewiesen. Dazu müssten zwischen einer vorgegebenen Anzahl von Klebungen Belichtungen zur Kontrolle der Intensität vorgesehen werden. Des Weiteren existiert die bevorzugte Ausführungsform, eine on-line-Überwachung der Lichtintensität mit Hilfe von Spektroskopie durchzuführen. Dabei wird das Licht in einem bestimmten Abstand zur Lichtaustrittsfläche über einen Lichtleiter abgenommen und in das Spektrometer geleitet. Durch eine entsprechende Software ist es ebenfalls denkbar, die über dem Belichtungszeitraum eingebrachte Lichtenergie zu errechnen und zu dokumentieren.
Eine weitere Alternative der automatischen Befestigungsvorrichtung 9 ist in den 15 bis 17 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der Halter 10 mit einem Linearantrieb 12 in Aufsetzrichtung 1 des Klebeelements 3 verbunden. Dieser Linearantrieb 12 dient dem Aufsetzen des Klebeelements 3 auf der Fläche F, wo es mittels Licht aushärtendem Klebstoff befestigt werden soll. Es ist ebenfalls bevorzugt, an Stelle des Linearantriebs 12 oder in Ergänzung zu diesem die Befestigungsvorrichtung an einem Roboter (nicht gezeigt) zu befestigen. Mit dem Roboter sind beliebige Bewegungen im Raum ausführbar, um das Klebeelement 3 an einer Befestigungsstelle auf der Fläche F zu aufzusetzen und nachfolgend zu befestigen.
Das Klebeelement 3 wird über einen Zuführkanal 80 zugeführt. Dies erfolgt beispielsweise mit Hilfe von Druckluft oder anderen Transportmöglichkeiten einzelner Klebeelemente 3. Sobald das Klebeelement 3 zugeführt worden ist, wird es vom Halter 10 übernommen und durch ihn lösbar gehalten. Der Halter 10 ist mit einem Gelenk ausgestattet, so dass er das Klebeelement 3 zum Dispenser 62 verschwenken kann. Nach der Applikation von Klebstoff 5 auf das verschwenkte Klebeelement 3 schwenkt der Halter 10 in die Aufsetzrichtung zurück. Alternativ ist es an dieser Stelle ebenfalls bevorzugt, dass der Klebstoff 5 an der Befestigungsstelle auf die Fläche F appliziert wird, an der das Klebeelement 3 befestigt werden soll. Der Klebstoff 5 wird auf das Klebeelement 3 und/oder die Befestigungsstelle auf der Fläche F basierend auf einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Halters 10 und/oder einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Klebstoff-Dispensers 62 aufgebracht.
Sobald der Halter 10 mit Klebeelement 3 wieder parallel zur Aufsetzrichtung I orientiert ist oder der tellerförmige Abschnitt des Klebeelements 3 parallel zur Fläche F ausgerichtet ist, wird das Klebeelement 3 auf die Fläche F aufgesetzt. Zu diesem Zweck bewegt sich der lineare Antrieb des Halters 10 und/oder der Roboter in Aufsetzrichtung I, bis das Klebeelement 3 ausreichend oder mit definiertem Anpressdruck gegen die Fläche F gedrückt wird. Nachfolgend wird das aufgesetzte Klebeelement 3 mit Licht 45 bestrahlt, so dass ein auf dem Klebeelement 3 und/oder der Fläche F befindlicher Klebstoff 5 das Klebeelement 3 an der Fläche F befestigt. Da das Klebeelement 3 vorzugsweise aus transparentem Material besteht, durchstrahlt das Licht 45 das Klebeelement 3 und härtet den Klebstoff 5 aus. Das Klebeelement 3 besteht aus dem gleichen Material und es werden die gleichen Aushärtezeiten erzielt, wie sie oben im Zusammenhang mit einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung diskutiert worden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19638521 C2 [0003]
DE 4402550 A1 [0003]
DE 102004012786 A1 [0004]

Claims

Manuelle Befestigungsvorrichtung (1) eines Klebeelements (3), insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, die die folgenden Merkmale aufweist. a. einen in einem Gehäuse (20) entlang einer ersten Bewegungsrichtung (I) linear bewegbar angeordneten Halter (10), an dem das Klebeelement (3) lösbar befestigbar ist, b. eine Lichtquelle (40), mit der Licht (45) definierter Wellenlänge entlang der ersten Bewegungsrichtung (I) abstrahlbar ist, und c. eine relativ zum Gehäuse (20) bewegbar angeordnete Positioniervorrichtung (30), mit der die Befestigungsvorrichtung (1) bezogen auf eine Fläche (F) passend positionierbar ist, um das Klebeelement (3) aufzubringen.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, in der die Positioniervorrichtung (30) bezogen auf die Lichtquelle (40) einen radialen Lichtschutz bereitstellt, um ein seitliches Austreten von Licht zu vermeiden.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, in der die Positioniervorrichtung (30) in eine Installationsposition, in der das Klebeelement (3) im Halter installierbar ist, und in eine Vorbereitungsposition bewegbar ist, in der die Positioniervorrichtung (30) auf ein Aufsetzen auf die Fläche (F) vorbereitet ist.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, in der die Positioniervorrichtung (30) in eine Aufsetzposition zwischen Installations- und Vorbereitungsposition bewegbar ist, so dass mit einem Informationsmittel bei Erreichen der Aufsetzposition eine gewünschte Positionierung der Befestigungsvorrichtung bezogen auf die Fläche signalisierbar ist.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, in der die Positioniervorrichtung (30) an einer der Fläche (F) zugewandten Stirnseite eine Mehrzahl von Sensoren aufweist, die das Erreichen einer gewünschten Positionierung der Befestigungsvorrichtung (1) bezogen auf die Fläche (F) erfassen.
Befestigungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, in der die Positioniervorrichtung (30) parallel zur ersten Bewegungsrichtung (I) derart verschiebbar angeordnet ist, dass ein definierter Abstand zwischen der Fläche (F) und dem Klebeelement (3) im Halter (10) einstellbar ist.
Manuelles Befestigungsverfahren eines Klebeelements (3), insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, das die folgenden Schritte aufweist: a. lösbares Aufnehmen (B) des Klebeelements (3) in einem Halter (10) einer Befestigungsvorrichtung (1), b. Positionieren (D) des Klebeelements (3) über einer Fläche (F), in dem eine Positioniervorrichtung (30) der Befestigungsvorrichtung (1) basierend auf einer Wechselwirkung mit der Fläche in eine Aufsetzposition gebracht wird, c. Aufsetzen (4) des Klebeelements (3) auf der Fläche (F) und d. durch Lichteinstrahlung erzeugtes Festkleben (I) des Klebeelements (3) auf der Fläche (F).
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 7, das den weiteren Schritt aufweist: Bewegen (A) der Positioniervorrichtung (30) zwischen einer Installationsposition, in der das Klebeelement im Halter installierbar ist, und einer Vorbereitungsposition (C), in der die Positioniervorrichtung (30) auf ein Aufsetzen auf die Fläche (F) vorbereitet ist.
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 7, mit dem weiteren Schritt: Signalisieren (F), insbesondere mit Licht, sobald sich die Positioniervorrichtung (30) in der Aufsetzposition befindet.
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 8, mit dem weiteren Schritt: Abschirmen der Lichtquelle (40) durch die Positioniervorrichtung (30) und Bewegen (D) der Positioniervorrichtung (30) parallel zu einer Aufsetzrichtung (I) des Klebeelements (3) auf die Flächen (F), um ein Erreichen der Aufsetzposition zu erfassen € und zu signalisieren (F).
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 10, in dem bei Erreichen der Aufsetzposition ein Signal erzeugt wird (G), vorzugsweise ein Licht oder Tonsignal, das das Erreichen der Aufsetzposition signalisiert.
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 7, mit dem weiteren Schritt: Aufbringen von Klebstoff, insbesondere von lichtaushärtendem Klebstoff, auf das Klebeelement (3) vor oder nach dem Aufnehmen des Klebeelements (3) in dem Halter (10).
Automatische Befestigungsvorrichtung (9) eines Klebeelements (3), insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, das die folgenden Merkmale aufweist: a. einen Halter (10), an dem das Klebeelement (3) lösbar befestigbar ist, und mindestens ein Magazin (50), in dem eine Mehrzahl von Klebeelementen (3) entnehmbar gespeichert ist, b. eine Lichtquelle (40), mit der das in dem Halter (10) befestigte Klebeelement (3) gezielt bestrahlbar ist, wobei c. der Halter (10) und das mindestens eine Magazin (50) derart angeordnet sind, dass mit dem Halter (10) eine lineare und/oder eine Schwenkbewegung und/oder mit dem Magazin (50) eine lineare und/oder eine Schwenkbewegung durchführbar ist, so dass der Halter (10) automatisch mit einzelnen Klebeelementen (3) beladbar ist.
Befestigungsvorrichtung (9) gemäß Anspruch 13, die in einer Ladeposition von Halter (10) und Magazin (50) zum Laden eines Klebeelements (3) in den Halter (10) eine größere Störkontur aufweist als in einer Aufsetzposition zum Aufsetzen des Klebeelements auf eine Fläche (F).
Befestigungsvorrichtung (9) gemäß Anspruch 13 oder 14, in der das mindestens eine Magazin (50) parallel zu einer Aufsetzrichtung (I) der Befestigungsvorrichtung (9) für die Klebeelemente (3) angeordnet ist und mit dem Halter (H) eine Schwenkbewegung ausführbar ist, die den Halter in eine Ladeposition angrenzend an das Magazin (50) und zurück bewegt.
Befestigungsvorrichtung (9) gemäß Anspruch 15, in der das Magazin (50) linear senkrecht zur Aufsetzrichtung (I) bewegbar angeordnet ist, um das Magazin (50) in die Ladeposition und in eine Ruheposition zu bewegen.
Befestigungsvorrichtung (9) gemäß Anspruch 13, in der in dem mindestens einen Magazin (50) eine Mehrzahl von Klebeelementen (3) speicherbar ist, die auf Grund einer im Magazin (50) wirkenden Federvorspannung automatisch einer Halteposition (H) des Magazins (50) zuführbar sind.
Befestigungsvorrichtung (9) gemäß Anspruch 13, die einen Dispenser (70) umfasst, mit dem das Klebeelement (3) mit Licht (40) aushärtendem Klebstoff (5) versehbar ist, bevor das Klebeelement (3) in das mindestens eine Magazin (50) aufgenommen oder bevor das Klebeelement (3) durch den Halter (10) auf die Fläche (F) aufgesetzt wird.
Befestigungsvorrichtung (9) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, die an einem Roboter befestigt ist.
Automatisches Befestigungsverfahren eines Klebeelements (3), insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, das die folgenden Schritte aufweist: a. lösbares Aufnehmen (S6) des Klebeelements (3) aus einem Magazin (50) in einen Halter (10) einer Befestigungsvorrichtung (9) basierend auf einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Halters (10) und/oder einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Magazins (50), b. Aufsetzen (S7) des Klebeelements (3) auf eine Fläche (F) und c. Bestrahlen (S8) des Klebeelements (3) mit Licht (45), so dass ein auf dem Klebeelement (3) befindlicher Klebstoff (5) das Klebeelement (3) an der Fläche befestigt.
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 20, das den weiteren Schritt aufweist: Verschwenken (S5) des Halters (10) aus einer Aufsetzrichtung (I) in eine Entnahmeposition senkrecht zur Aufsetzrichtung (I) angrenzend an das Magazin (50).
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 20, das den weiteren Schritt aufweist: Bewegen (S4) des parallel zur Aufsetzrichtung (I) angeordneten Magazins (50) zwischen einer Ruheposition und einer Ladeposition senkrecht zur Aufsetzrichtung (I), so dass während des Aufsetzens des Klebelements (3) die Befestigungsvorrichtung (9) eine kleinere Störkontur aufweist als beim Laden des Klebeelements (3) in den Haltern (10).
Befestigungsverfahren gemäß Anspruch 20, das den weiteren Schritt aufweist: Automatisches Versehen (S1) einer Mehrzahl von Klebeelementen (3) mit Licht aushärtendem Klebstoff, Zwischenspeichern (S2) der Mehrzahl mit Klebstoff versehenen Klebeelemente und/oder Bewegen (S3) der Mehrzahl mit Klebstoff versehenen Klebeelemente in das mindestens eine Magazin.
Automatische Befestigungsvorrichtung eines Klebeelements (3), insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, das die folgenden Merkmale aufweist: a. einen Halter (10), an dem das Klebeelement (3) lösbar befestigbar ist, und mindestens einen Klebeelement-Zuführkanal (80), über den eine Mehrzahl von Klebeelementen (3) dem Halter (10) einzeln zuführbar sind, b. einen Klebstoff-Dispenser (62), mit dem Klebstoff (5), insbesondere Licht aushärtender Klebstoff, automatisch auf dem Klebeelement (3) oder an einer Befestigungsstelle auf einer Fläche (F) zum Befestigen des Klebeelements (3) aufbringbar ist, und c. eine Lichtquelle (40), mit der das in dem Halter (10) befestigte Klebeelement (3) und/oder die Befestigungsstelle gezielt bestrahlbar ist/sind.
Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 24, die an einem Roboter befestigt ist.
Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 24, in der der Halter (10) schwenkbar und/oder parallel zu einer Aufsetzrichtung (I) des Klebeelements (3) linear bewegbar angeordnet ist.
Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 24, in der der Klebstoff-Dispenser (62) linear bewegbar und/oder schwenkbar angeordnet ist, um zur Klebestelle und/oder zum Klebeelement (3) im Halter (10) bewegbar zu sein.
Automatisches Befestigungsverfahren eines Klebeelements (3), insbesondere eines T-förmigen Aufsetzelements, das die folgenden Schritte aufweist: a. automatisches Zuführen einzelner Klebeelemente (3) über einen Zuführkanal (80) zu einem Halter (10) einer Befestigungsvorrichtung, b. lösbares Aufnehmen des Klebeelements (3) in dem Halter (10), c. Aufbringen eines Licht aushärtenden Klebstoffs (5) auf das Klebeelement (3) und/oder auf eine Fläche (F) basierend auf einer linearen und/oder Schwenkbewegung des Halters (10) und/oder einer linearen und/oder Schwenkbewegung eines Klebstoff-Dispensers (62), d. Aufsetzen des Klebeelements (3) auf die Fläche (F) und e. Bestrahlen des Klebeelements (3) mit Licht (45), so dass ein auf dem Klebeelement (3) und/oder der Fläche (F) befindlicher Klebstoff (5) das Klebeelement (3) an der Fläche (F) befestigt.