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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines Maskierungselements, insbesondere einer Maskierungsfolie, mittels welchem ein Durchbruch eines Bauteils überdeckt ist sowie eine Entfernungsvorrichtung zum Entfernen eines Maskierungselements, insbesondere einer Maskierungsfolie, mittels welchem ein Durchbruch eines Bauteils überdeckt ist.
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Maskierungselemente, insbesondere Folien, zum Überdecken von Durchbrüchen in Bauteilen, sind beispielsweise aus der
DE 10 2008 050 772 A1 bekannt. Mittels derartiger, beispielsweise auf Butylkautschukbasis gebauter Folien können Durchbrüche in Fahrzeugkarosserien beispielsweise während Lackier- oder Versiegelungsvorgängen verschlossen werden. Dies ist während der Herstellung eines Kraftwagens mehrfach notwendig. Während es bekannt ist, derartige Maskierungselemente automatisiert aufzubringen, wird die Entfernung der Maskierungselemente üblicherweise manuell durchgeführt. Dies ist ein sehr arbeitsaufwändiger Prozess, der die Herstellungszeit eines Kraftwagens verlängert und zusätzliche Kosten verursacht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Entfernungsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche ein schnelles und kostengünstiges Entfernen von Maskierungselementen von Bauteilen, insbesondere von Kraftwagenkarosserien ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Entfernungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entfernen eines Maskierungselements, insbesondere einer Maskierungsfolie, mittels welchem mindestens ein Durchbruch eines Bauteils überdeckt ist, wird eine Entfernungsvorrichtung im Bereich des Durchbruchs unter Durchdringung des Maskierungselements in den Durchbruch eingeführt, wobei ein bezüglich der Entfernungsvorrichtung axialer Formschluss zwischen der Entfernungsvorrichtung und dem Maskierungselement hergestellt wird. Anschließend wird das Maskierungselement durch eine axiale Bewegung und/oder einer Schraubbewegung der Entfernungsvorrichtung von dem Bauteil abgehoben.
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Mit anderen Worten hintergreift die Entfernungsvorrichtung nach dem Durchdringen des Maskierungselements dieses, so dass durch die anschließende axiale Abhebebewegung eine Kraft auf das Maskierungselement ausgeübt werden kann, welche das Maskierungselement vom Bauteil löst und abhebt. Ein derartiges Verfahren kann problemlos automatisiert werden, beispielsweise indem die Entfernungsvorrichtung von einem Roboter geführt wird. Hierdurch kann auf aufwändige manuelle Bearbeitungsschritte verzichtet werden.
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Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren treten dabei keine nennenswerten Verschmutzungen des Bauteils auf, so dass auf eine aufwändige Reinigung verzichtet werden kann. Die einfache Gestaltung des Verfahrens führt zudem zu einem geringen Wartungsaufwand der verwendeten Bauteile und zu geringem Verschleiß, was die Kosten weiter senkt. Insgesamt wird so ein besonders schnelles und kostengünstiges Verfahren zum Entfernen von Maskierungselementen bereitgestellt.
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Das Maskierungselement überdeckt zweckmäßigerweise nicht nur den Durchbruch, sondern auch eine den Durchbruch ringförmig umgebende Funktionsfläche. Während der Lackierung stellt dieses Maskierungselement somit sicher, dass die Funktionsfläche nicht mit Lack beschichtet wird. Soll der Durchbruch in einem späteren Prozessschritt für eine Verschraubung verwendet werden, so wird sichergestellt, dass der Schraubenkopf bzw. die Mutter unmittelbar auf der (unlackierten) Funktionsfläche aufliegt, wodurch eine sichere Schraubverbindung gewährleistet werden kann
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Entfernungsvorrichtung durch Einschrauben eines Gewindebereichs der Entfernungsvorrichtung in das Maskierungselement eingeführt. Das Gewinde stellt zunächst eine Möglichkeit zur Verfügung, das Maskierungselement zu durchdringen, indem das Gewinde das Maskierungselement im Durchdringungsbereich aufschneidet. Gleichzeitig wird durch das Gewinde der gewünschte axiale Formschluss bzw. Hintergriff hergestellt. Dies stellt mechanisch eine besonders einfache Lösung dar.
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Zusätzlich oder alternativ kann der axiale Formschluss durch Abspreizen wenigstens eines Halteelements von einem Grundkörper der Entfernungsvorrichtung hergestellt werden. Das Halteelement kann dabei frei dimensioniert werden, so dass beliebig weite Hintergriffe zwischen der Entfernungsvorrichtung und dem Maskierungselement möglich sind und so ein besonders zuverlässiges Ablösen des Maskierungselements von dem Bauteil zu ermöglichen.
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Zusätzlich oder alternativ kann der axiale Formschluss auch durch pneumatisches, hydraulisches oder mechanisches Aufweiten des wenigstens einen Halteelements hergestellt werden. Auch dies ist eine mechanisch besonders einfache Lösung, die ohne eine komplexe Kinematik zum Bewegen von Abspreizelementen oder dergleichen auskommt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Entfernungsvorrichtung zum Entfernen eines Maskierungselements, insbesondere einer Maskierungsfolie, mittels welchem ein Durchbruch eines Bauteils überdeckt ist. Die Entfernungsvorrichtung umfasst hierbei ein Trennelement zum Durchtrennen des Maskierungselements sowie wenigstens ein Formschlusselement zum Herstellen eines bezüglich der Entfernungsvorrichtung axialen Formschlusses zwischen dem Maskierungselement und der Entfernungsvorrichtung. Das Trennelement ermöglicht das Einführen der Entfernungsvorrichtung in den Durchbruch, während das Formschlusselement den gewünschten Hintergriff zwischen der Entfernungsvorrichtung und dem Maskierungselement herstellt, so dass dieses abgehoben werden kann.
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Eine derartige Entfernungsvorrichtung kann robotisch geführt werden, so dass die komplette Entfernung des Maskierungselements automatisierbar ist. Eine solche Vorrichtung ist zudem besonders wartungs- und verschleißarm, so dass sie sehr kostengünstig in ihrer Anwendung ist. Beim Entfernen des Maskierungselements mittels einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung verbleiben zudem keine nennenswerten Rückstände auf dem Bauteil, so dass keine aufwändige Nachbearbeitung bzw. Reinigung durchgeführt werden muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Trennelement als Dorn ausgebildet. Mit einem derart ausgebildeten Trennelement kann das Durchdringen des Maskierungselements einfach durch eine axiale Vorschubbewegung der Entfernungsvorrichtung realisiert werden. Eine komplexe Kinematik ist hierzu nicht notwendig.
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Das Formschlusselement ist vorzugsweise als Gewinde ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des notwendigen Hintergriffs zum Entfernen des Maskierungselements durch ein Schrauben der Entfernungsvorrichtung in das Maskierungselement. Die Gewindespitze übernimmt dabei die Funktion des Trennelements und wird dabei von den Gewindegängen, die eine schneidende Wirkung auf das Maskierungselement ausüben, noch unterstützt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Formschlusselement durch einen abspreizbaren Teilbereich der Entfernungsvorrichtung gebildet. Der Teilbereich kann dabei beliebig dimensioniert werden, so dass die Fläche, auf welcher der Formschluss zwischen der Entfernungsvorrichtung und dem Maskierungselement wirkt, der Haltekraft des Maskierungselements auf dem Bauteil angepasst werden kann. So kann ein besonders zuverlässiges Ablösen des Maskierungselements realisiert werden.
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Alternativ oder auch zusätzlich kann das Formschlusselement als pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch aufweitbarer Balg ausgebildet sein. Auch hier kann ein beliebig großer Hintergriff zwischen der Entfernungsvorrichtung und dem Maskierungselement realisiert werden, wobei durch die pneumatische, hydraulische oder mechanische Betätigung des Formschlusselements auf eine komplexe Mechanik verzichtet werden kann. Die Entfernungsvorrichtung ist daher besonders einfach gestaltet und sehr wartungs- und verschleißarm.
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Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1A–D ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung während einander folgender Verfahrensschritte beim Durchführen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen eines Maskierungselements, wobei ein Formschlusselement der Entfernungsvorrichtung als Schraubgewinde ausgebildet ist;
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2A–D ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung nach Art eines Spreizdübels während aufeinanderfolgender Verfahrensschritte bei der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen eines Maskierungselements;
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3A–D ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung nach Art eines Spreizdübels während aufeinanderfolgender Verfahrensschritte beim Durchführen eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen eines Maskierungselements;
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4A–D ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung während aufeinanderfolgender Verfahrensschritte beim Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen eines Maskierungselements, wobei ein Formschlusselement der Entfernungsvorrichtung als schwenkbares Halteelement ausgebildet ist;
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5A–D ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung bei der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen eines Maskierungselements, wobei ein Formschlusselement der Entfernungsvorrichtung als pneumatisch aufweitbarer Balg ausgebildet ist; und
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6A–6J ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entfernungsvorrichtung bei der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen und Entsorgen eines Maskierungselements, wobei ein Formschlusselement der Entfernungsvorrichtung als elastischer Balg ausgebildet ist.
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Während der Fertigung von Kraftwagenkarosserien werden Durchbrüche 10 in Bauteilen 12 der Karosserie während unterschiedlicher Bearbeitungsschritte mit Maskierungsfolien 14 überdeckt, um beispielsweise Hohlräume in den Bauteilen 12 temporär abzudichten. Diese Abdichtung dient beispielsweise dazu, während der Lackierung des Bauteils 12 ein Eindringen von Beschichtungswerkstoff oder Lack zu verhindern. Vorteilhafterweise sind diese Maskierungsfolien 14 dabei so dimensioniert, dass sie auch eine den Durchbruch 10 umgebende Funktionsfläche des Bauteils 12 überdecken, so dass eine Beschichtung dieser Funktionsfläche unterbunden wird. Soll der Durchbruch für eine Verschraubung verwendet werden, so kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass der Schraubenkopf bzw. die Mutter unmittelbar auf dem (unlackierten) Bauteil aufliegt, wodurch eine sichere Schraubverbindung gewährleistet werden kann.
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Nach erfolgter Beschichtung bzw. Lackierung des Bauteils 12 müssen die Maskierungsfolien 14 wieder entfernt werden. Zur automatischen Entfernung ist eine Entfernungsvorrichtung 16 vorgesehen, welche einen Haltebereich 18 umfasst, mittels derer die Entfernungsvorrichtung 16 beispielsweise mit einem Roboter verbunden werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 schließt sich an den Haltebereich 18 ein Schaft 20 mit einem Gewinde 22 an, welcher in einer Gewindespitze 24 endet. Zum Entfernen der Maskierungsfolie 14 wird die Entfernungsvorrichtung 16 zunächst in Richtung des Pfeils 26 vorgeschoben, wobei der Schaft 20 gleichzeitig in Richtung des Pfeils 28 rotiert wird. Wie 1B zeigt, durchdringt die Gewindespitze die Maskierungsfolie 14 im Bereich der Durchbrechung 10, was durch die Schneidwirkung der Gewindegänge 30 noch unterstützt wird. Die Entfernungsvorrichtung 16 kann mit einem selbstschneidenden Aufsatz versehen sein, so dass nicht nur ein Einschrauben in die Maskierungsfolie 14, sondern auch ein Einschneiden möglich ist.
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Nach Erreichen der gewünschten Durchdringungstiefe des Schafts 20 durch die Maskierungsfolie 14 kann die Maskierungsfolie 14, wie in den 1C und 1D gezeigt, entweder durch weitere Drehung in Richtung des Pfeils 28 oder durch Abheben der Entfernungsvorrichtung in Richtung des Pfeils 16 vom Bauteil 12 gelöst werden. Sobald sich, wie in 1D dargestellt, die Maskierungsfolie 14 komplett vom Bauteil 12 gelöst hat, kann diese entfernt und entsorgt werden.
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Alternativ zur Verwendung eines Gewindes, um einen Hintergriff zwischen der Folie 14 und der Entfernungsvorrichtung 16 herzustellen, kann die Entfernungsvorrichtung 16 auch wie in den 2 und 3 dargestellt, nach Art eines Spreizdübels gestaltet sein. Die Entfernungsvorrichtung 16 weist auch hier einen Schaft 20 auf, der sich an einen Haltebereich 18 anschließt. Der Schaft 20 endet in einem Dorn 34, der die Durchdringung der Maskierungsfolie 14 erleichtert.
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Der Schaft 20 umfasst eine Mehrzahl von Spreizelementen 36, die beim Einführen der Entfernungsvorrichtung 16 in die Maskierungsfolie 14 im ungespreizten Zustand vorliegen, so dass der Schaft 20 einen in etwa zylindrischen Querschnitt aufweist. Die Entfernungsvorrichtung 16 wird hier in Richtung des Pfeils 26 vorgeschoben, bis der Dorn 34 die Maskierungsfolie 14 vollständig durchdringt und die Maskierungsfolie 14 an einer Anlagefläche 38 eines Übergangsstückes 40 zwischen dem Schaft 20 und dem Haltebereich 18 anliegt.
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Ist dieser Zustand erreicht, so werden, wie in 2C und 3C gezeigt, die Spreizelemente 36 aufgespreizt, so dass sich ein Hinterschnitt zwischen der Entfernungsvorrichtung 16 und der Maskierungsfolie 14 ergibt. Durch diesen Hintergriff kann eine axial wirkende Kraft auf die Maskierungsfolie 14 ausgeübt werden, sobald die Entfernungsvorrichtung 16 in Richtung des Pfeils 32 axial vom Bauteil 12 abgehoben wird. Hierdurch wird die Maskierungsfolie 14, wie in den 2D und 3D gezeigt, vom Bauteil 12 abgelöst, und kann in der Folge entsorgt werden.
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Die Ausführungsformen gemäß den 2 und 3 unterscheiden sich dabei lediglich im Aufspreizmechanismus der Aufspreizelemente 36. In der Ausführungsform gemäß 2 erfolgt das Aufspreizen durch Rückziehen eines Kernbereichs des Schafts 20 in Richtung des Pfeils 34 in den Haltebereich 18, wobei dieser Kernbereich mit den Spreizelementen 36 verbunden ist. Diese biegen sich daher nach außen auf und stellen den gewünschten Hintergriff her. In der Ausführungsform gemäß 3 werden die Spreizelemente dagegen in Richtung des Pfeils 42 aktiv seitlich aufgespreizt, wodurch ebenfalls der gewünschte Hintergriff entsteht.
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Eine weitere, mechanisch einfachere Ausführungsform ist in den 4A–D dargestellt. Auch hier umfasst die Entfernungsvorrichtung einen Haltebereich 18 sowie einen Schaft 20, zwischen denen ein Anlagebereich 40 mit einer Anlagefläche 38 vorgesehen ist. Der Schaftbereich 20 umfasst hier ein Klappelement 44, welches um eine Drehachse 46 in Richtung des Pfeils 48 schwenkbar ist, wodurch der gewünschte Hintergriff zwischen der Entfernungsvorrichtung 16 und der Maskierungsfolie 14 hergestellt wird.
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Auch hier wird die Entfernungsvorrichtung 16 unter Vorschub in Richtung des Pfeils 26 in die Maskierungsfolie 14 eingeführt, was durch den Dorn 34 am Ende des Schaftbereichs 20 unterstützt wird. Sobald die Maskierungsfolie 14 an der Anlagefläche 38 des Übergangsbereichs 40 anliegt, wird das Klappelement um die Schwenkachse 46 verschwenkt, bis es in etwa senkrecht zum Schaft verläuft, um so den notwendigen Formschluss zwischen der Entfernungsvorrichtung 16 und der Maskierungsfolie zu erzeugen. Abschließend wird die Maskierungsfolie 14 durch Bewegung der Entfernungsvorrichtung 16 in Richtung des Pfeils 32 wieder vom Bauteil 12 abgehoben.
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Eine weitere Ausführungsform, die auf mechanisch bewegliche Teile verzichtet, ist in den 5A–D dargestellt. Mit dem Schaft 20 der Entfernungsvorrichtung 16 ist hier ein pneumatisch aufweitbarer Balg 50 vorgesehen, mittels welchem der Hintergriff zwischen der Entfernungsvorrichtung 16 und der Maskierungsfolie 14 hergestellt werden kann. Die Durchdringung der Maskierungsfolie durch die Entfernungsvorrichtung 16 erfolgt auch hier wieder durch Vorschub der Entfernungsvorrichtung in Richtung des Pfeils 26, wobei der Dorn 34 die Durchdringung der Maskierungsfolie 14 erleichtert.
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Nachdem der Schaft 20 der Entfernungsvorrichtung 16 soweit durch die Maskierungsfolie 14 geschoben ist, dass der Balg 50 unterhalb der Maskierungsfolie 14 zu liegen kommt, wird der Balg 50 mit Druck beaufschlagt, so dass er seitlich vom Schaft 20 abragt und den Hintergriff zur Maskierungsfolie 14 herstellt. Auch hier wird nun wieder die Entfernungsvorrichtung 16 in Richtung des Pfeils 32 abgehoben und nimmt die Maskierungsfolie 14 dabei mit, die anschließend entsorgt werden kann.
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6A–6D zeigt eine weitere Ausführungsform, die auf mechanisch bewegliche Teile verzichtet. Der Schaft 20 ist verschieblich gegenüber dem Haltebereich 18 der Entfernungsvorrichtung 16 angeordnet und umfasst einen stabförmigen Führungsbereich 62, der einen elastischen hülsenförmigen Balg 60 trägt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hintergriff zwischen Entfernungsvorrichtung 16 und Maskierungsfolie 14 durch eine Verformung des elastischen Balgs 60 hergestellt.
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Zunächst wird durch einen Vorschub der Entfernungsvorrichtung 16 in Pfeilrichtung 26 die Maskierungsfolie 14 durchdrungen, wobei ein Dorn 34 an der Spitze des Schafts 20 die Durchdringung der Maskierungsfolie 14 erleichtert. Nachdem der Schaft 20 der Entfernungsvorrichtung 16 so weit durch die Maskierungsfolie 14 geschoben ist, dass der Balg 60 zumindest abschnittsweise unterhalb der Maskierungsfolie 14 zu liegen kommt, wird der Schaft 20 in Richtung des Haltebereichs 18 gezogen (Pfeil 64), wodurch der elastische Balg 60 in Axialrichtung komprimiert wird und seitlich abstehende Falten wirft, welche die Maskierungsfolie 14 hintergreifen. Nun wird die Entfernungsvorrichtung 16 in Richtung des Pfeils 32 abgehoben und nimmt die Maskierungsfolie 14 mit.
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Das anschließende Abstreifen der Maskierungsfolie 14 und die Reinigung der Entfernungsvorrichtung 16 ist in 6E–6J dargestellt. Durch eine Vorschubbewegung des Schafts 20 (Pfeil 66) wird zunächst der elastische Balg 60 entspannt, so dass die Falten verschwinden. Anschließend wird mit Hilfe einer stationären Abstreifvorrichtung 68, die beispielsweise gabelförmig gestaltet sein kann, die Maskierungsfolie 14 vom Schaft 20 abgestreift und fällt in eine unterhalb der Abstreifvorrichtung 68 angeordnete Auffangwanne 70. Die Entfernungsvorrichtung 16 wird anschließend zu einer Reinigungsvorrichtung 72 bewegt, in der der Schaft 20 mitsamt dem darauf befestigten elastischen Balg 60 in einer Reinigungskammer 74 mit Düsen 76 gereinigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008050772 A1 [0002]
