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I. Anwendungsgebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbringen eines Dichtungsprofils in die dafür vorgesehene Aufnahme-Nut eines Bauteiles.
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II. Technischer Hintergrund
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Bisher wurden Dichtungsprofile in Nuten eingebracht, indem sie in größeren Abständen manuell mit dem Halteteil ihres Querschnittes in die entsprechende Nut eingedrückt wurden, bis die gesamte Länge des Dichtungsprofils in der Nut vorfixiert war.
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Anschließend wurde mittels einer Schablone das Dichtungsprofil über die gesamte Länge gleichzeitig auch an den restlichen Abschnitten in die Nut des Bauteiles eingepresst.
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Eine andere Möglichkeit, wie sie beispielsweise aus der
WO 2006/029864 A2 bekannt ist, besteht darin, das Dichtungsprofil mittels angetriebener Förderrolle in die Nut einzubringen.
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Des Weiteren ist es aus der
DE 692 06 191 bekannt, für das Bearbeiten eines Werkstückes die bearbeitende Einheit gegenüber dem Werkstück mittels einer Schablone zu führen.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Dichtung nicht aus einem vorgefertigten elastischen, aber im Wesentlichen formhaltigen Dichtungsprofil herzustellen, sondern in Form eines formlosen Schaumes oder einer pastösen Kunststoff-Masse in die Nut einzuspritzen, aus der das Material dann hervorquillt oder hervorragt.
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Ein solches Aufschäumen, bzw. Einspritzen von Dichtungsprofilen hat jedoch den Nachteil, dass eine Vielzahl an Chemikalien verwendet werden müssen und dieses Verfahren somit relativ umweltschädlich ist. Weiterhin sind auf solche Art hergestellte Dichtungen weniger formbeständig und können über die Zeit teilweise undicht werden.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorgefertigtes Dichtungsprofil, welches meist aus einem elastischen Material wie Gummi besteht, in die Nut des Bauteiles automatisch einzubringen.
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b) Lösung der Aufgabe
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einfügen eines elastischen Dichtungsprofils in eine Nut eines z. B. im Wesentlichen planaren Bauteils. Dabei weist die Vorrichtung einen Einlegekopf zum Bereitlegen, Zuführen und Einfügen des Dichtungsprofils auf. Der Einlegekopf umfasst angetriebene Förderrollen für das Dichtungsprofil. Außerdem weist die Vorrichtung einen Bauteilträger auf, auf dem das Bauteil aufliegt. Der Bauteilträger umfasst eine Führungsschablone, welche dafür ausgelegt ist, den Bauteilträger relativ zum Einlegekopf zu führen, dass insbesondere sich der Einlegekopf entlang der Nut bewegt. Hierfür verläuft die Führungsschablone immer in einem definierten Abstand zu der Nut des auf dem Bauteilträger aufgelegten Bauteiles.
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Vorzugsweise ist die Führungsschablone auf der anderen Seite des Bauteilträgers angeordnet, als die Seite, auf der das Bauteil aufgenommen wird.
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Die Führungsschablone kann eine Führungsschiene sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Schiene eine gleich bleibende Dicke aufweist. Die Form dieser Führungsschiene entspricht der Form der Außenkante des Bauteils, wenn im Bereich der Außenkante die Nut verläuft.
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In jedem Fall sollte die Führungsschiene in ihrem Verlauf dem Verlauf der Nut entsprechen, wobei es denkbar ist, dass sie in Aufsicht um einen konstanten Abstand zum Verlauf der Nut versetzt ist.
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Die Vorrichtung kann weiterhin eine Antriebsvorrichtung aufweisen, welche den Einlegekopf an die Hauptebene des Bauteilträgers annähern kann. Dabei ist die Antriebsvorrichtung vorzugsweise in den Einlegekopf integriert oder an diesem befestigt. Als Hauptebene des Bauteilträgers wird die Ebene definiert, die durch den flächigen Körper des Bauteils definiert wird, wobei dessen Lage in auf dem Bauteilträger aufgenommener Position wiederum vom Bauteilträger vorgegeben wird.
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Weiterhin weist die Vorrichtung ein Trageelement, insbesondere eine Tragplatte auf, die Teil des Bauteilträgers ist. Vorzugsweise ist dabei die Tragplatte zwischen der Führungsschablone und dem Bauteil angeordnet. Dabei kann die Tragplatte dieselbe Kontur aufweisen wie das Bauteil.
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Der Bauteilträger kann auch einen Drehteller aufweisen. Letzterer ist vorzugsweise um eine Rotationsachse drehbar, die orthogonal zur Hauptebene ist. Bevorzugt wird dabei die Ausführungsform, in der der Drehteller horizontal angeordnet ist.
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Die Rotationsachse befindet sich weiterhin vorzugsweise innerhalb des Umfangs des Bauteils und/oder innerhalb des Umfangs der Führungsschablone. Besonders bevorzugt befindet sie sich nahe des Schwerpunktes des Bauteils. Die Drehrichtung des Drehtellers kann wählbar sein.
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Der Einlegekopf kann eine Führungsrolle aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, die Führungsschablone relativ zum Einlegekopf zu bewegen. Vorzugsweise umfasst die Führungsrolle hierfür Antriebsmittel, beispielsweise einen Elektromotor. Am besten wird dazu aber ein Synchronmotor mit einem Servoregler verwendet. Der Einlegekopf kann auch zwei oder mehr Führungsrollen aufweisen. Dabei ist denkbar, dass sich, wenn es sich bei der Führungsschablone um eine Führungsschiene handelt, auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Führungsschiene jeweils mindestens eine daran anliegende Rolle angeordnet ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform befindet sich auf der von der Rotationsachse gesehenen äußeren Seite der Führungsschiene zwei Führungsrollen und auf der inneren Seite eine Führungsrolle.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Grundgestell auf, welches den Einlegekopf und den Bauteilträger trägt.
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Der Einlegekopf kann einen Kopfrahmen und einen Kopfkörper umfassen. Der Kopfkörper ist dabei an dem Kopfkörper beweglich befestigt. Der Kopfrahmen kann in Richtung des Bauteilträgers, insbesondere der Rotationsachse des Bauteilträgers linear verschiebbar sein.
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Der Kopfkörper ist auf eine solche Weise beweglich am Kopfrahmen befestigt, dass er um eine Schwenkachse schwenkbar ist. Diese Schwenkachse verläuft parallel zur Hauptebene des Bauteilträgers und ist vorzugsweise von der Hauptebene beabstandet.
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Vorzugsweise weist der Kopfrahmen die Antriebsvorrichtung für die Führungsrollen auf.
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Weiterhin trägt der Kopfkörper vorteilhafterweise auch die mindestens eine Führungsrolle, oder zumindest einen Teil der Führungsrollen auf, die der Führung entlang der Führungsschablone dienen.
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Ausgehend von der Annahme, dass wie oben beschrieben, auf beiden Seiten der Führungsschiene Führungsrollen angeordnet sind, können die Führungsrollen auf den gegenüberliegenden Seiten mittels einer Spannvorrichtung miteinander verbunden sein.
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Somit ist es möglich, dass die gegenüberliegenden Rollen durch Betätigen der Spannvorrichtung gegeneinander annäherbar und an der Führungsschiene angepresst sind und durch Lösen der Spannvorrichtung wieder beabstandet werden können. Somit kann der Einlegekopf an der Führungsschiene entlang dieser verfahren werden.
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Der Einlegekopf, insbesondere der Kopfkörper, kann wenigstens zwei Förderrollen für das Dichtungsprofil aufweisen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die mindestens zwei Förderrollen das durchlaufende Dichtungsprofil einklemmen. Dabei kann der Abstand zwischen den beiden Förderrollen so gewählt sein, dass das Dichtungsprofil beim Durchlauf leicht komprimiert wird. Dies hat den Vorteil, dass sich die Reibung und somit die Schubkraft auf das Dichtungsprofil erhöht.
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Weiterhin kann die Vorrichtung so ausgelegt sein, dass das bereit gestellte Dichtungsprofil einen Verlauf aufweist, der an jeder Förderrolle entlang mindestens 50°, besser mindestens 90°, besser mindestens 150° des Umfangs der Förderrolle verläuft.
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Mindestens eine Rolle ist dabei vorteilhafterweise angetrieben, beispielsweise mittels eines Elektromotors. Am besten wird dazu ein Synchronmotor mit einem Servoregler verwendet. Dieser sollte mit dem Antriebs- oder Servoregler der Führungsrolle im Master-Slave Betrieb betrieben werden. Dadurch kann eine exakter Gleichlauf der beiden Antriebe und somit ein besseres Ergebnis erzielt werden. Die Geschwindigkeit kann dabei durch eine Steuerung geregelt sein.
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Die Steuervorrichtung kann eine Eingabevorrichtung aufweisen. Über diese kann die Antriebsvorrichtung so ansteuerbar sein, dass die Zuführgeschwindigkeit des Dichtungsprofils durch den Einlegekopf und/oder die relative Bewegungsgeschwindigkeit des Einlegekopfes entlang des Bauteilträgers und/oder das Verhältnis zwischen beiden Geschwindigkeiten eingestellt werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind dabei beide Geschwindigkeiten proportional zueinander, wobei die Zuführgeschwindigkeit des Dichtungsprofils geringfügig höher ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des Einlegekopfes. Dies hat den Vorteil, dass ein leichter Überschuss an Dichtungsprofil in der Nut entsteht. Das Dichtungsprofil wird also in die Nut hineingequetscht.
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In Bewegungsrichtung des Einlegekopfes – relativ zum Bauteilträger – vor der mindestens einen Förderrolle kann ein Führungsschuh angeordnet sein. Dieser kann so angeordnet sein, dass das durch die Förderrolle transportierte Dichtungsprofil zwischen der Förderrolle und dem Führungsschuh leicht eingepresst wird.
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Das Dichtungsprofil ist vorzugsweise so aufgebaut, dass es einen Befestigungsteil und einen Dichtungsteil aufweist.
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Beim Transport des Dichtungsprofils mittels der Förderrollen wird dieses vorzugsweise von den Förderrollen auf der Unterseite des Befestigungsteils und auf der Oberseite des Dichtungsteils von den Förderrollen berührt.
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Der Einlegekopf und/oder der Kopfrahmen sind vorzugsweise um eine zur Hauptebene lotrechte Schwenkachse schwenkbar. Der Kopfrahmen weist vorzugsweise eine längliche Form auf und ist lotrecht zur Hauptebene und/oder vertikal ausgerichtet. Diese Schwenkbarkeit ist so ausgelegt, dass der Einlegekopf durch die Führungsschiene und die daran verfahrenden Führungsrollen immer in Drehrichtung so ausgerichtet ist, dass die Einlegerolle in ihrer Laufrichtung immer der Richtung des gerade zu bearbeitenden Nutabschnitts entspricht. Bei der Einlegerolle handelt es sich um die Förderrolle, die das Dichtungsprofil in die Nut hineindrückt. Die Vorrichtung kann auch mehrere Einlegerollen aufweisen.
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Das Grundgestellt weist vorzugsweise ein Magazin für Vorratsrollen mit Dichtungsprofilen auf. Weiterhin kann das Grundgestell Mittel zum Transport des Dichtungsprofils von den Vorratsrollen zu dem Einlegekopf aufweisen.
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Dabei kann ein solches Transportmittel beispielsweise eine angetriebene Fächerrolle sein. Auch die Vorratsrollen sind vorzugsweise angetrieben. Weiterhin können die Transportmittel schwenkbare Rollen aufweisen, die so ausgelegt sind, dass diese, wenn das Dichtungsprofil Zug bekommt, um einen vom Rollenmittelpunkt entfernten Punkt geschwenkt werden.
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Ein solches Schwenken kann als Signal verwendet werden, um festzustellen, dass die antreibbaren Rollen aktiviert werden müssen, oder schneller angetrieben werden müssen.
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Das zwischen den Vorratsrollen und dem Einlegekopf transportierte Dichtungsprofil weist vorzugsweise grundsätzlich Spiel auf, um eine zugfreie Zuführung des Profils zu den Förderrollen zu gewährleisten
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Schließlich behandelt die Erfindung ein Verfahren zum Einlegen eines elastischen Dichtungsprofils in eine Nut eines z. B. flächigen Bauteils. Bei dem Verfahren wird zuerst ein unbearbeitetes Bauteil auf einem Bauteilträger montiert. Der Bauteilträger bewegt sich nun gemeinsam mit dem Bauteil relativ zu einem Einlegekopf. Dabei wird die Lage und/oder Bewegungsrichtung des Einlegekopfs entlang der Nut des Bauteilträgers durch eine Führungsschablone vorgegeben. Gleichzeitig wird das Dichtungsprofil von dem Einlegekopf so zugeführt und eingelegt, dass ein geringfügiger Überschuss an Dichtungsprofil in der Nut entsteht und das Dichtungsprofil somit in die Nut hineingepresst wird.
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Vorzugsweise wird die Lage und/oder die Bewegungsrichtung des Einlegekopfs in Relation zu dem Bauteilträger durch eine Führungsschablone so vorgegeben, dass sich der Einlegekopf immer exakt über der Nut des montierten Bauteils befindet.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
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1: Eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung,
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2a: die Gesamtvorrichtung aus 1 in Seitenansicht,
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2b: die Gesamtvorrichtung von 1 in Aufsicht,
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2c: die Gesamtvorrichtung aus 1 in Längsansicht,
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3: eine Ausführungsform der Einlegeeinrichtung mit Einlegekopf und Bauteilträger in Seitenansicht,
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4: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Einlegekopfs,
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5a: der Einlegekopf von 4 in einer Ansicht von vorne, gemeinsam mit einem Bauteilträger, und
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5b: ein vergrößerter Ausschnitt von 5a.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gesamtvorrichtung. Die Gesamtvorrichtung weist ein Grundgestell 99 auf. An diesem sind ein beweglicher Einlegekopf 2 befestigt, sowie ein drehbarer Bauteilträger 3. Die Befestigungsmittel des Einlegekopfs 2 sind in 1 nicht gezeigt.
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Der Bauteilträger 3 weist – wie besser in den 2a, b zu erkennen – einen Drehteller 6 auf und ist somit um die Rotationsachse 22 des Drehtellers 6 drehbar. Der Bauteilträger 3 umfasst weiterhin eine Tragplatte 7, welche lösbar auf dem Drehteller 6 montiert ist und als Auflageelement des Bauteils dient. Diese verfügt über Positionsanschläge sowie mehrere Saugnäpfe 28, mit denen ein Bauteil 101 angesaugt werden kann (Bauteil nur 101 in 3 gezeigt). Als Befestigungsmittel für das Bauteil können auch andere Mittel dienen, beispielsweise ein umlaufender Rand der Tragplatte 7, in den das Bauteil bündig eingelegt werden kann. Weiterhin weist die Tragplatte 7 vorzugsweise die gleiche Form, oder zumindest eine Ähnliche wie das flächige Bauteil 101 auf, d. h. die Begrenzung ihres äußeren Randes entspricht der Kontur des zu bearbeitenden flächigen Bauteils 101. Die Tragplatte 7 gibt die Hauptebene 9 des Bauteilträgers 3 vor. Die Rotationsachse 22 stellt eine Normale der Hauptebene 9 dar.
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Bei dem Bauteil kann es sich insbesondere um die Innenverkleidung einer Kraftfahrzeugstür handeln. Diese weist, wie später im Detail erläutert, auf ihrer Montageseite im Randbereich eine meist umlaufende Nut 100 (siehe 3) auf, in die das Dichtungsprofil 1 einzulegen ist. Das Dichtungsprofil weist eine Querschnittsform auf mit einem Befestigungsteil 1a an der Unterseite des Querschnitts und einem Dichtungsteil 1b an der Oberseite des Querschnitts. Der Befestigungsteil wird in die Nut 100 beim Einlegevorgang eingelegt, wobei sein Querschnitt vorzugsweise etwas größer ist als der der Nut, sodass er eingepresst werden muss und einen sicheren Halt bietet.
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Die Tragplatte 7 weist, wie später detailliert erläutert, an ihrer Unterseite, d. h. gegenüber von der Befestigungsseite für das Bauteil 101, eine Führungsschiene 5 auf.
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Diese ist am Rand der Tragplatte 7 angeordnet. Bei der Tragplatte 7 handelt es sich um eine Aluminiumplatte, beispielsweise an der Tragplatte festgeschraubt ist. Die Führungsschiene 5 kann aus Aluminium oder einem anderem Material bestehen, wie einem Kunststoff. Die Tragplatte 7 kann ein Relief aufweisen und/oder Löcher. Sie kann auch ein Gitter oder einen Rahmen darstellten. Letztendlich muss sie lediglich so ausgebildet sein, dass sie eine stabile Auflagefläche für das Bauteil 101 bildet und eine mechanische Fixierung zwischen der Führungsschiene 5 und dem Bauteil 101 herstellt, zumindest in Rotationsrichtung um die Rotationsachse 22.
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Da eine solche Tragplatte 7 der Kontur eines bestimmten Bauteils 101 entspricht und/oder der Verlauf der Führungsschiene an die Nut eines bestimmten Bauteils angepasst ist, ist es notwendig, bei Bearbeitung eines anderen Bauteils, d. h. eines Bauteils mit einer anders verlaufenden Nut, die Tragplatte gegen eine anders geformte Tragplatte auszutauschen.
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Hierfür kann die Tragplatte 7 vom Drehteller 6 abgenommen werden. Wie in 1 zu erkennen, sind anders geformte Tragplatten unterhalb des Drehtellers im Grundgestell 99 gelagert. Somit ist ein schnelles Austauschen durch den Bediener möglich.
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Der Einlegekopf 2 weist eine längliche Form auf. Er ist vertikal ausgerichtet. Er ist in Arbeitsposition am Rand des Bauteilträgers 3 angeordnet, und steht von diesem hauptsächlich nach oben weg. Dabei umgreift er eine Stelle des Rands, was im nachfolgenden genauer beschrieben wird.
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Vorzugsweise weist der Drehteller selbst keine aktiven Antriebsmittel auf, wobei dies dennoch möglich ist. Eine Rotation der Tragplatte 7 wird, wie später im Detail erläutert, durch den Einlegekopf bewirkt. Der Einlegekopf 2 weist hierfür Führungsrollen 8 auf, die auf beiden Seiten der Führungsschiene 5 angeordnet sind, und diese somit einklammern. Der Einlegekopf 2 ist selbst bezüglich der Drehlage um die Rotationsachse 22 fest montiert. Er ist selbst lediglich um eine Schwenkachse 23 schwenkbar, welche parallel zur Rotationsachse 22 verläuft und sich im Bereich des Einlegekopfes 2 befindet. Außerdem kann der Einlegekopf 2 radial bezüglich der Rotationsachse 22 verschoben werden. Wenn nun die Führungsrollen 8 am Einlegekopf 2 angetrieben werden, wird die Tragplatte 7, d. h. der gesamte Bauteilträger 3, gedreht. Der Einlegekopf 2 wird dabei, entsprechend der Form der Tragplatte 7 und der Führungsschiene 5, radial vor und zurück geschoben, und um die Schwenkachse 23 geschwenkt. Der Einlegekopf 2 „fährt” somit einmal den Rand der Tragplatte 7, oder zumindest einen Teil davon, ab. Dabei erfolgt, wie später detailliert erläutert, der Einlegeprozess des Dichtungsprofils 1.
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Das Dichtungsprofil 1 wird dem Einlegekopf 2 über eine Transportschiene 26 und mehrere aktive Transportmittel, wie beispielsweise Elektromotoren 25, von einem Magazin 21 zugeführt.
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Die Gesamtvorrichtung weist schließlich noch eine Steuerung 20 auf. Diese umfasst eine Eingabeeinheit für den Bediener und kann außerdem noch über eine Anzeigeeinheit wie ein Display oder einen Lautsprecher verfügen. Mittels der Steuerung kann somit der Betrieb der Vorrichtung überwacht werden, sowie der Vorrichtung verschiedene Parameter vorgegeben werden, wie beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit der Förderrollen und/oder die Einlegegeschwindigkeit durch den Einlegekopf 2.
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2a zeigt eine Ansicht von der Seite der Gesamtvorrichtung aus 1. In dieser Ansicht sind links zwei Vorratsrollen 19 für Dichtungsprofil zu erkennen, die Teil eines Revolvermagazins 21 sind.
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Ausgehend von einer Vorratsrolle 19 in einer vorbestimmten Lage des Magazins erfolgt die Zuführung des Dichtungsprofils 1 an den Einlegekopf 2. Hierfür wird die Transportrolle 19 aktiv abgerollt und das Dichtungsprofil 1 nach oben abgenommen. An dieser Stelle wird es horizontal abgeleitet, wobei die hierfür eingesetzte Umlenkrolle 30 durch einen weiteren Elektromotor 25 aktiv angetrieben wird. Der obere, horizontale Transportweg des Dichtungsprofils 1 erfolgt unterhalb der Transportschiene 26.
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In diesem Bereich ist es vorgesehen, dass das Dichtungsprofil 1 zu jedem Zeitpunkt leicht durchhängt. Es soll so vermieden werden, dass das Dichtungsprofil 1 unter Zug gerät, d. h., dass die Zuführung des Dichtungsprofils 1 an den Einlegekopf 2 nicht rasch genug erfolgt. Die Zuführungsgeschwindigkeit, die benötigt wird, richtet sich demnach nach der Arbeitsgeschwindigkeit, d. h. der Einlegegeschwindigkeit, des Einlegekopfs 2. Die Zuführvorrichtung weist hierfür eine Zugmessvorrichtung 29 in Form eines von oben auf dem durchhängenden, horizontalen Dichtungsprofil aufliegenden Hebels. Dieser kann an seinem Ende zur Vermeidung von Reibung eine Rolle aufweisen. Wird nun das Dichtungsprofil zu sehr gestrafft, wird der Hebel nach oben gedrückt, was als Regelsignal für die Steuerung des Elektromotors 25, dessen Antriebsrolle 30 am vorderen Ende des horizontalen Transportbereich des Dichtungsprofils 1 angeordnet ist, genutzt wird.
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Wird der Hebel der Zugmessvorrichtung 29 also zur sehr nach oben gedrückt, wird der Elektromotor 25 aktiviert, bzw. schneller betrieben. Die Zuführung des Dichtungsprofils 1 unmittelbar zu dem Einlegekopf 2 ist in 2a nicht gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit, ist ebenfalls die mechanische Anbringung des Einlegekopfs 2 am Grundgestell 99 nicht gezeigt.
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2b zeigt eine Aufsicht der perspektivischen Ansicht der Gesamtvorrichtung aus 1. In dieser ist zu erkennen, dass die Transportschiene 26, und somit der obere, horizontale Transportweg des Dichtungsprofils 1 von dem Magazin 21 zum Einlegekopf 2 nicht parallel zu den Längsleisten des Grundgestells 99 erfolgt, sondern um einen Winkel von ca. 20° verdreht ist. Das Dichtungsprofil 1 wird somit in Aufsicht betrachtet in etwa in den zentralen Bereich des Grundgestells 99 geführt.
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Weiterhin ist in 2b zu erkennen, dass die Tragplatte 7, und somit das darauf montierbare Bauteil 101, das bearbeitet werden soll, in etwa um seinen Mittelpunkt, d. h. um seinen Schwerpunkt, rotierbar ist. An dieser Stelle befindet sich die Rotationsachse 22, die durch den darunter angeordneten Drehteller 6 vorgegeben wird. Der Einlegekopf 2 kann die Tragplatte 7 um diese Rotationsachse 22 mittels an der Führungsschiene 5 anliegenden Führungsrollen drehen. Im Bezug zur Rotationsachse 22 ist der Einlegekopf 2 radial verschiebbar, jedoch in Umfangsrichtung fest. Weiterhin soll der Einlegekopf 2 an jeder Stelle der rotierenden Tragplatte 7 mit seiner Einlegevorrichtung, insbesondere der Einlegerolle 24, die später noch erläutert wird, am gerade zu bearbeitenden Nutabschnitt des Bauteils anliegen. Hierfür verläuft die Führungsschiene 5 an jeder Stelle parallel zur Nut.
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Die Zuführung des Dichtungsprofils 1, die vertikal, von oben an den Einlegekopf 2 erfolgt, ist so ausgelegt, dass die Verschiebung und das Schwenken des Einlegekopfs 2 ein zuverlässiges Bereitstellen des Dichtungsprofils 1 nicht behindert. Insbesondere hierfür ist ein gewisses Spiel im vorangehenden, horizontalen Transportweg des Dichtungsprofils unterhalb der Transportschiene 26 vorteilhaft.
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Es ist alternativ auch denkbar, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass der Bauteilträger 3 und somit die Tragplatte 7 feststehend sind und von dem Einlegekopf 2 umkreist werden. Einzig entscheidend ist, dass sich der Einlegekopf 2 und der Bauteilträger 3 auf die gezeigte Weise relativ zueinander bewegen. Möglich ist demnach also auch, dass sowohl der Bauteilträger 3 in eine Richtung rotiert und der Einlegekopf 2 diesen in die andere Richtung gehend umkreist.
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Da jedoch die Zuführung des Dichtungsprofils 1 am einfachsten und zuverlässigsten zu realisieren ist, wenn lediglich der Bauteilträger 3 rotiert, wird diese Ausführungsform bevorzugt.
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Ein Bediener kann das erfindungsgemäße Einlegeverfahren für ein Dichtungsprofil auf folgende Weise durchführen:
Zuerst wählt er die für das aktuell zu bearbeitende Bauteil 101 passende Tragplatte 7 aus. Diese wird auf dem Drehteller 6 montiert. Anschließend legt er das Bauteil 101 auf die Tragplatte 7 und positioniert sie, so dass vorzugsweise die Konturen der Tragplatte 7 und des Bauteils 101 übereinstimmen. Im Anschluss kann er den Einlegekopf 2 mit Hilfe daran befestigter Hebel nach unten, und somit an das Bauteil 101 heranziehen, bis die Einlegevorrichtung des Einlegekopfs 2, insbesondere die Einlegerolle 24, an einer beliebigen Stelle, oder an einer vorgegebenen Stelle der Nut 100 an dieser anliegt. Nun wird der Spannhebel 15 geschlossen, dessen Funktionsweise später erläutert wird. Eventuell ist vor Starten des automatischen Einlegevorgangs ein manuelles Eindrücken des ersten Stücks des Dichtungsprofils 1, das durch den Einlegekopf 2 zugeführt wird, notwendig. Im Anschluss kann der Bediener, beispielsweise über die Steuerung 20, den automatischen Einlegevorgang starten. Bei diesem wird die Tragplatte 7 und somit das Bauteil 101 einmal um 360 Grad – oder weniger – um die Rotationsachse 22 gedreht. Der automatische Einlegevorgang für ein Bauteil 101 in der Größe einer KFZ-Tür benötigt in etwa 30 Sekunden, kann jedoch auch in kürzerer Zeit durchgeführt werden.
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Es ist denkbar, dass besonders schwierige Stellen am Umfang des Bauteils 101, wie beispielsweise eine sehr enge und/oder tiefgehende Einbuchtung, manuell bearbeitet wird, was bedeutet, dass hier das Dichtungsprofil 1 von Hand eingelegt wird. Somit ist es denkbar, dass der automatische Einlegevorgang am Rand einer solchen Einbuchtung startet, und der Einlegekopf 2 sich relativ von dieser Einbuchtung weg bewegt. Die Rotation des Bauteils 101 und der Tragplatte 7 erfolgt dann so lange, bis der Einlegekopf 2 relativ zum Bauteil 101 auf der anderen Seite der Einbuchtung wieder ankommt. Der Bediener kann nun, falls notwendig, den noch zu erledigenden Einlegevorgang in der Einbuchtung per Hand durchführen und das Bauteil 101 im Anschluss aus der Vorrichtung heraus nehmen und ein neues, unbearbeitetes Bauteil einlegen. Alternativ ist natürlich auch denkbar, dass der manuelle Einlegevorgang erst außerhalb der Vorrichtung durchgeführt wird.
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Die Tragplatte 7 weist Markierungen, beispielsweise in Form von einem Relief oder einzelnen Erhebungen auf, die von Sensoren der Gesamtvorrichtung erkannt werden. Dadurch ist das Identifizieren einer bestimmten Tragplatte für die Steuerung 20 möglich und sie kann somit automatisch bestimmen, welches automatische Einlegeverfahren zu wählen ist. Die Rotationsgeschwindigkeit wird von der Steuerung in Abhängigkeit vom Grad der Kurvigkeit des gerade vom Einlegekopf 2 zu bearbeitenden Teils der Nut gewählt. In starken Kurven wird demnach eine niedrigere Geschwindigkeit gewählt. Die Steuerung weist hierfür vorzugsweise gespeicherte Bewegungsprogramme auf, die in Abhängigkeit von der identifizierten Tragplatte 7 ausgewählt werden.
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2c zeigt eine Längsansicht der Gesamtvorrichtung aus 1. Hier ist insbesondere das Magazin 21 gezeigt. Dieses weist einen Revolver mit drei Vorratsrollen 19 auf. Natürlich kann das Magazin 21 auch mehr oder weniger Vorratsrollen 19 aufweisen. Dabei wird eine Vorratsrolle 19 mittels eines Elektromotors 25 aktiv abgerollt, wobei diese Vorratsrolle 19 somit der Versorgung des Einlegekopfs 2 mit Dichtungsprofil 1 dient.
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Es handelt sich hierbei um diejenige Vorratsrolle 19, die in 2c oben angeordnet ist. Ist nun die so in Anspruch genommene Vorratsrolle 19 leer, kann der Revolver eins weiter in oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, so dass eine der anderen beiden vollen Vorratsrollen 19 an der Stelle der leeren Vorratsrolle ist. Der Abwickelvorgang kann nun von der vollen Vorratsrolle 19 erfolgen. Gleichzeitig kann die leere Vorratsrolle ausgetauscht werden.
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Die Zuführung des Dichtungsprofils 1 an den Einlegekopf 2 erfolgt vorzugsweise über einen Schlaufenbildner 27, der im Bereich des Magazins 21 angeordnet ist.
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Das Dichtungsprofil 1 verläuft also ausgehend von der abgewickelten Transportrolle 19 über den Schlaufenbildner 27, und von diesem nach oben zu der aktiv betriebenen Umlenkrolle 30.
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Dies hat den Effekt, dass der Transportweg des Dichtungsprofils 1 verlängert wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass, selbst wenn die in Anspruch genommene Transportrolle 19 leer ist, auf dem Transportweg immer noch so viel Dichtungsprofil 1 vorhanden ist, dass mindestens ein Bauteil 101 komplett mit Dichtungsprofil 1 versorgt werden kann. Der automatische Einlegevorgang muss also nicht beendet werden, wenn die Transportrolle während des Vorgangs leer werden würde.
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Außerdem dient der Schlaufenbildner 27 als Zugmesser. Der Schlaufenbildner ist hierfür als Hebel ausgebildet, der an seinem Ende eine Rolle aufweist. Gerät das Dichtungsprofil unter Zug, d. h. wird mehr Dichtungsprofil benötigt, als von der abrollenden Vorratsrolle bereitgestellt wird, wird der Hebel bewegt. Das sich daraus ergebende Regelsignal kann zur Steuerung des die Vorratsrolle antreibenden Elektromotors verwendet werden. Wird der Hebel also bewegt, kann der Elektromotor eingeschaltet oder schneller betrieben werden. Zusätzlich sind auch manuelle Eingaben über die Steuerung 20 denkbar.
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3 zeigt eine Detailansicht des Einlegekopfes 2 und des Bauteilträgers 3. Der Bauteilträger 3 weist eine Tragplatte 7 auf, die auf einem Drehteller 6 angeordnet ist. Auf der Tragplatte 7 ist ein daran durch die Saugnäpfe 28 festgesaugtes und positioniertes Bauteil 101 mit einer Nut 100 angedeutet.
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Die Tragplatte 7 weist an ihrer Unterseite eine Führungsschiene 5 auf. Diese verläuft, sich nach unten erstreckend, auf der Unterseite im Randbereich der Tragplatte. Dabei ist es möglich, dass die Kante der Tragplatte 7 und die Außenkante der Führungsschiene 5 bündig sind, oder leicht zueinander versetzt. Beispielsweise kann die Führungsschiene geringfügig nach innen versetzt sein. Die Führungsschiene 5 weist vorzugsweise eine konstante Dicke auf.
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Entscheidend ist, dass die Form, d. h. der Verlauf der Führungsschiene 5 der Form, d. h. dem Verlauf der Nut 100 des Bauteils 101 entspricht. Die Führungsschiene 5 gibt den relativen Verlauf des Einlegekopfes 2 auf dem Bauteil 101 vor. Somit müssen beispielsweise die Führungsschiene 5 und die Tragplatte 7 in ihrer Kontur nicht übereinstimmen. Die Kontur des Bauteils 101 und die Tragplatte 7 müssen nicht zwangsläufig übereinstimmen.
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Die Führungsschiene 5 und die Nut 100 können sich dabei in der Aufsicht auf die Gesamtvorrichtung überlagern. Es ist auch denkbar, dass sie in Aufsicht zueinander versetzt sind, solange dieser Versatz auch den Versatz zwischen den Führungsrollen 8 und der Einlegerolle 24 in Aufsicht auf den Einlegekopf 2 entspricht.
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Auf der von der Führungsschiene 5 gesehen gegenüberliegenden Seite der Tragplatte 7 sind Befestigungsmittel 28 zur Fixierung des in 3 gezeigten Bauteils 101 vorgesehen. Bei diesem handelt es sich um Saugnäpfe 28. Auf einer Seite des Bauteilträgers 3 befindet sich der Einlegekopf 2. Dieser befindet sich in 3 in Arbeitsposition.
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Wie zu den 2a und 2b bereits erläutert, kann dieser auch in einer inaktiven Ruhestellung sein, die sich in vertikaler Richtung oberhalb der Arbeitsposition befindet. In der Ruheposition kann ein Bauteil 101 unbehindert auf die Tragplatte 7 aufgelegt werden. Im Anschluss wird der Einlegekopf 2 zu dem Bauteilträger hin bewegt, in diesem Fall also vertikal nach unten gezogen. Dabei wird er solange nach unten bewegt, bis die Einlegevorrichtung des Einlegekopfes 2, insbesondere die Einlegerolle 24, an der Nut 100 des Bauteils 101 anliegt, oder unmittelbar in vertikaler Erstreckung sich oberhalb dieser befindet.
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Das Bewegen des Bauteilträgers 3 erfolgt – wie erwähnt – über wenigstens eine angetriebene der Führungsrollen 8, die die Führungsschiene 5 einklammern. Für eine Anpressung der auf der Innenseite der Führungsschiene 5 liegenden Führungsrolle 8 an der Führungsschiene 5, weist dieser einen Spannhebel 15 auf, dessen Funktionsweise in 4 deutlicher wird.
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Die Einlegerolle 4 des Einlegekopfes 2 weist in jedem Fall einen kleinen Abstand, beispielsweise wenige Millimeter, zur Oberseite der Tragplatte 7 auf entsprechend der Dicke des Bauteils 101 an dieser Stelle.
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Die Antriebsvorrichtung 18 für die Führungsrollen 8 befindet sich unterhalb der Führungsrollen 8. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor.
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4 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Einlegekopfes 2. Der Einlegekopf 2 weist einen Kopfrahmen 12 auf, der mit dem Grundgestell 99 verbunden ist.
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In dem Kopfrahmen 12 ist ein Kopfkörper 13 montiert. Dieser hängt in dem gabelförmigen Kopfrahmen 12 an der Oberseite an einer Schwenkachse 14. Die Schwenkachse 14 verläuft horizontal und ist parallel zur Tangente des aktuell vom Einlegekopf 2 bearbeitenden Abschnitts der Nut 100 des Bauteils 101.
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Der Kopfkörper 13 ist also um die Schwenkachse 14 schwenkbar, so dass der untere Bereich des Kopfkörpers 13, an dem sich die Förderrollen 4 befinden in Richtung des Bauteilträger 3 und von diesem weg bewegen kann.
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Dadurch ist es möglich, die radiale Lage der Förderrollen 4 am Bauteilträger 3 und auf der Tragplatte 7 fein zu justieren. Nach der Feinjustierung ist es denkbar, dass der Kopfkörper in der eingestellten Position in Bezug zum Kopfrahmen fixiert wird.
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Der Kopfkörper 13 weist zwei Förderrollen 4 auf. Deren Achsen sind parallel zueinander angeordnet. Dabei ist es entscheidend, dass insbesondere die untere Förderrolle 4, nämlich die Einlegerolle 24, die beim Einlegen das Dichtungsprofil 1 in die Nut 100 des Bauteils 101 hineindrückt, grundsätzlich in ihrer Verlaufsrichtung der unter ihr liegenden Nut entspricht.
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Die beiden Förderrollen 4 werden durch einen Elektromotor 18 angetrieben. Dieser ist ebenfalls am Einlegekopf 2 angeordnet. Dabei ist es vorteilhaft, dass die beiden Förderrollen 4 mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben werden, dass der Transport des damit angetriebenen Dichtungsprofils 1 geringfügig schneller erfolgt, als die relative Geschwindigkeit des Einlegkopfes 2 zur Nut 100 des Bauteils 101 und somit zur Tragplatte 7.
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Dadurch wird erreicht, dass grundsätzlich geringfügig mehr Dichtungsprofil 1 durch die Einlegerolle 24 bereitgestellt wird als tatsächlich an Weg zurückgelegt wird und somit das Dichtungsprofil 1 in die Nut 100 hineingepresst wird.
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Damit ausreichend Kraft auf das Dichtungsprofil 1 für das Hineinpressen übertragen wird, wird das Dichtungsprofil 1 von den beiden Förderrollen 4 eingeklemmt, wie es in 5 genauer gezeigt wird.
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Die Vorrichtung weist darüber hinaus ein Trennmittel 31 zum Trennen des Dichtungsprofils 1 auf. In diesem Fall handelt es sich um eine Schere. Diese ist im Bereich der Einlegerolle 24 am Einlegekopf 2 angeordnet. Bei Beenden des automatischen Einlegevorgangs kann mit Hilfe des Trennmittels 31 das Dichtungsprofil 1 durchgeschnitten werden.
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In 4 ist ebenfalls die Anordnung der Führungsrollen 8 gut zu erkennen. Diese haben die Funktion, die Führungsschiene 5 der Tragplatte 7 einzuklammern, und durch Antrieb der Führungsrollen 8 die Tragplatte 7 rotieren zu lassen.
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Dabei ist eine Führungsrolle 8 auf der Innenseite der ringförmig verlaufenden Führungsschiene 5 angelegt. Zwei Führungsrollen 8 sind auf der Außenseite angelegt.
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Die außen angeordneten Führungsrollen werden aktiv durch einen Elektromotor 18 angetrieben. Die innere Führungsrolle dreht sich passiv mit und hat die Funktion, den Einlegekopf entlang der Führungsschiene 5 zu führen.
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In 4 ist die Arbeitsposition des Einlegekopfes 2 gezeigt. Hier ist der Spannhebel 15 geschlossen. Dadurch sind die äußeren Führungsrollen 8 und die innere Führungsrolle 8 so zueinander gezogen, dass eine durch die äußeren und die innere Führungsrolle durchlaufende Führungsschiene 5 eingeklemmt wird.
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Wenn ein automatischer Einlegevorgang beendet ist, kann der Spannhebel 15 gelöst und somit die innere Führungsrolle 8 zu den äußeren beabstandet werden.
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Im Anschluss ist es möglich die Führungsrollen 8, die nun durch Öffnen des Spannhebels 15 von der Führungsschiene 5 beabstandet worden sind, von dieser zu entfernen und den Einlegekopf 2 insgesamt vom Bauteilträger 3 zu entfernen. Anschließend kann das Bauteil 101, welches auf der Tragplatte 7 angeordnet ist, ausgetauscht werden.
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Natürlich ist es auch denkbar, dass sowohl auf der einen wie auf der anderen Seite der Führungsschiene 5 mehr oder weniger Führungsrollen 8 angeordnet sind. Des Weiteren ist es denkbar, dass ein Antrieb über die auf der Innenseite der Führungsschiene angeordnete Führungsrolle 8 erfolgt oder ein Antrieb über beide Rollen erfolgt.
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5a zeigt schließlich eine Ansicht des Einlegekopfes 2 aus 4 von vorne. Dabei zeigt 5b einen vergrößerten Teilausschnitt der Ansicht aus 5a.
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Hierbei wird insbesondere in 5b der Verlauf des Dichtungsprofils 1 im Einlegekopf 2 erkennbar. Dieser wird durch die Förderrollen 4 vorgegeben. Der Einlegekopf 2 kann jedoch auch noch zusätzliche Mittel, wie beispielsweise weitere Rollen, aufweisen. Die Zuführung des Dichtungsprofils 1 zum Einlegekopf 2 erfolgt in seitlicher Betrachtung von oben. Das Dichtungsprofil 1 wird im oder am Einlegekopf 2 vertikal nach unten geleitet und zu den Förderrollen 4, die sich am unteren Ende des Einlegekopfes 2 befinden, geführt.
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Hier wird das Dichtungsprofil 1, wie insbesondere in 5b zu sehen, von den beiden Förderrollen 4 eingeklemmt. Dies bedeutet, dass sich auf beiden Seiten des Dichtungsprofils 1 jeweils eine Förderrolle 4 befindet. Dabei wird das Dichtungsprofil 1 so geleitet, dass es mit beiden Förderrollen 4 eine möglichst große gemeinsame Kontaktfläche aufweist. Dies bedeutet, dass es über einen möglichst großen Umfangsabschnitt an jeder Förderrolle 4 anliegt. Hierdurch erhöht sich insgesamt die Kontaktfläche der Förderrollen 4 zum Dichtungsprofil 1 und somit die Reibkraft zwischen dem Dichtungsprofil 1 und den Förderrollen 4.
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Damit kann erreicht werden, dass eine hohe Kraft von den angetriebenen Förderrollen 4 auf das Dichtungsprofil 1 ausgeübt werden kann, welche notwendig ist, um das Dichtungsprofil 1 in die Nut 100 hineinzupressen.
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In Fahrtrichtung des Einlegekopfes 2 – relativ zum Bauteilträger 3 – befindet sich vor der Einlegerolle 24 ein Führungsschuh 16. Dieser dient der korrekten Führung des Dichtungsprofils 1.
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Der Abstand zwischen den beiden Förderrollen 4 kann so gewählt sein, dass er geringfügig kleiner ist als die Höhe des Dichtungsprofils 1. Dies führt dazu, dass das Dichtungsprofil 1 beim Durchlauf durch die beiden angetriebenen Förderrollen 4 etwas zusammengepresst wird. Dadurch kann die Reibkraft zwischen dem Dichtungsprofil 1 und den Förderrollen 4 noch zusätzlich erhöht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtungsprofil
- 1a
- Befestigungsteil
- 1b
- Dichtungsteil
- 1'
- Symmetrieebene
- 2
- Einlegekopf
- 3
- Bauteilträger
- 4
- Förderrolle
- 5
- Führungsschiene
- 6
- Drehteller
- 7
- Tragplatte
- 8
- Führungsrolle
- 9
- Hauptebene
- 10
- Längsrichtung der Dichtung
- 11
- Querrichtung
- 12
- Kopfrahmen
- 13
- Kopfkörper
- 14
- Schwenkachse
- 15
- Spannhebel
- 16
- Führungsschuh
- 17
- Antriebsvorrichtung für Förderrollen
- 18
- Antriebsvorrichtung für Führungsrollen
- 19
- Vorratsrolle
- 20
- Steuerung
- 21
- Magazin
- 22
- Rotationsachse
- 23
- Schwenkachse
- 24
- Einlegerolle
- 25
- Transportmittel für Dichtungsprofil
- 26
- Transportschiene
- 27
- Schlaufenbildner
- 28
- Saugnapf
- 29
- Zugmessvorrichtung
- 30
- Umlegrolle
- 31
- Trennmittel
- 99
- Grundgestell
- 100
- Nut
- 101
- Bauteil
