DE102013102668A1

DE102013102668A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Konditionieren eines Reinigungselements

Info

Publication number: DE102013102668A1
Application number: DE102013102668.0A
Authority: DE
Inventors: Jörn Bielenberg; Torsten Fleischer; Andreas Luger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Eisenmann SE
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Exel Industries SA
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2033-03-16
Also published as: DE102013102668B4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Konditionieren eines Reinigungselementes für ein Reinigungsverfahren von Bauteilen, insbesondere für ein Reinigungsverfahren von Klebeflächen an Karosseriebauteilen, vorgeschlagen, die einen Reinigungsmittelspeicher, eine Dosiereinheit und eine Applikationsvorrichtung umfasst, wobei die Applikationsvorrichtung Reinigungsmittel in das Reinigungselement automatisiert und in vorbestimmter Menge appliziert, so dass das Verfahren in eine Massenproduktion von Fahrzeug-Karosseriebauteilen integrierbar wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konditionieren eines Reinigungselements für ein Reinigungsverfahren von Bauteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Reinigungsverfahren von Klebeflächen an Karosseriebauteilen für Kraftfahrzeuge, das in den Montageprozess vollautomatisiert integrierbar ist.
Das Verkleben von Karosseriebauteilen wird im Verbindungsprozess neben den gängigen Verfahren wie Schweißen, Schrauben, Nieten usw. standardmäßig verwendet. Bei konventionellen Karosseriebauverklebungen von Blechteilen wird die Oberfläche des zu verklebenden Bauteils nicht gereinigt, da die verwendeten Klebstoffe mittlerweile einen Klebevorgang auch auf geölten Blechen zulassen. Bei Montageverklebungen ist eine Vorabreinigung der zu verklebenden Oberflächen jedoch die Regel. Diese erfolgt üblicherweise dadurch, dass Reinigungsmittel manuell auf einen Lappen aufgebracht und die Klebestelle von Hand gereinigt wird. Die dabei verwendete Menge an Reinigungsmittel ist nicht vorgeschrieben und schwankt benutzerabhängig.
In Ausnahmefällen wird auch eine automatisierte Reinigung verwendet, wobei ein Reinigungstuch getränkt und anschließend entlang der zu verklebenden Fläche des Bauteils geführt wird. Die Menge an aufgebrachtem Reinigungsmittel ist dabei weder gesteuert noch festgelegt. Das unkontrollierte Befeuchten der Reinigungstücher in den automatisierten Prozessen ist deshalb nachteilig, da ein Überschuss an Reinigungsmittel zu einer zu starken Befeuchtung des Bauteils führen kann, wodurch die Verklebung nicht zeitlich unmittelbar anschließend stattfinden kann, da es sonst zu Nebenreaktionen des Reinigungsmittels mit dem Kleber käme. Die Festigkeit der Verklebung wäre nicht gewährleistet. Bei einer zu geringen Durchtränkung des Reinigungstuches mit Reinigungsmittel ist hingegen eine ausreichende Reinigung der zu verklebenden Fläche nicht sicher gewährleistet. Der Reinigungsvorgang ist unzureichend oder dauert verhältnismäßig lange.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konditionieren eines Reinigungselementes bereitzustellen, mit der bzw. mit dem die Nachteile bisheriger manueller und automatisierter Reinigungsprozesse von zu verklebenden Bauteilen überwunden werden und sichergestellt ist, dass innerhalb einer Massenfertigung von Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen eine Reinigung von Montageklebeflächen stets mit der richtigen Menge an Reinigungsmittel durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und dem Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zum Konditionieren des Reinigungselements für das Reinigungsverfahren von Klebeflächen an Karosseriebauteilen einen Reinigungsmittelspeicher, eine elektronisch gesteuerte Dosiereinheit, und eine Applikationsvorrichtung auf, mittels der Reinigungsmittel auf bzw. in das Reinigungselement automatisiert appliziert wird, wobei die applizierte Menge eines Reinigungsmittels vorbestimmt ist und von der Dosiereinheit elektronisch gesteuert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich in vorteilhafter Weise dadurch aus, dass für jeden Reinigungsvorgang immer dieselbe Menge an Reinigungsmittel auf das Reinigungselement aufgebracht wird, so dass sowohl eine ausreichende Reinigungswirkung als auch ein nachfolgender einwandfreier Verklebungsvorgang sichergestellt ist. Ferner ist günstig, dass mittels einer elektronischen Steuerung der Dosiereinrichtung das Aufbringen des Reinigungsmittels automatisiert und reproduzierbar durchgeführt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Dosiereinheit als eine elektronisch gesteuerte Pumpe oder ein elektronisch gesteuerter Kolbendosierer ausgebildet, so dass die auf das Reinigungselement zu applizierende Menge auf die jeweiligen Anforderungen einstellbar und die Bereitstellung stets derselben Menge an Reinigungsmittel sichergestellt ist.
Ferner ist es günstig, dass die Dosiereinheit zusätzlich eine volumetrische Überwachung aufweist, durch die eine Abweichung bei der geförderten Menge an Reinigungsmittel feststellbar und beseitigbar ist.
In einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Reinigungselement aus einem Naturfilz gebildet ist. Dieser ist besonders geeignet zum Reinigen von Karosseriebauteilen und von flüssigen Reinigungsmitteln gut durchtränkbar.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Applikationsvorrichtung als eine schaltbare Sprühlanze ausgebildet, die das durch die Dosiereinheit bereitgestellte Reinigungsmittel auf das Reinigungselement appliziert. Dabei ist günstig, wenn die Sprühlanze das Reinigungsmittel mittels Druckluft auf beziehungsweise in das Reinigungselement bringt, da hierdurch eine ganzheitliche und homogene Befeuchtung des Reinigungselements erzielt wird. Schaltbar wird die Sprühlanze durch ein vorgesehenes Ventil, das sowohl Druckluft, als auch Reinigungsmittel in Abhängigkeit der Dosierung durch die Dosiereinrichtung abgibt.
Besonders günstig ist, wenn das Reinigungselement eine Öffnung oder ein Loch aufweist, in welche die Sprühlanze einführbar ist, um das Reinigungselement von innen nach außen zu durchtränken. Hierdurch wird eine besonders homogene Verteilung des Reinigungsmittels auf der Außenoberfläche des Reinigungselements erzielt, ohne eine übermäßig große Nässe an der Oberfläche zu erhalten, die zur Pfützenbildung auf dem Bauteil führen könnte.
Zur Abgabe des Reinigungselements weist die Sprühlanze in einer besonderen Ausführungsform in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Sprühöffnungen auf, die zumindest teilweise in verschiedenen Winkeln auf das Reinigungselement weisen, um dieses in alle Richtungen dreidimensional gleichmäßig zu durchtränken. Auch kann die Sprühlanze mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Spalt ausgebildet sein, der die Funktion der Sprühöffnungen in gleicher Wirkung ersetzt. Der Spalt kann an seinen Kanten derart geschliffen sein, die verschiedenen Sprühwinkel zu erzielen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Konditionieren eines Reinigungselements für ein Reinigungsverfahren für Klebeflächen an Karosseriebauteilen, wobei automatisiert und durch eine Dosiereinheit gesteuert eine vorbestimmte, reproduzierbare Menge aus einem Reinigungsmittelspeicher auf beziehungsweise in das Reinigungselement appliziert wird. In dem automatisierten Prozess wird das trockene Reinigungselement der Vorrichtung zugeführt, fixiert und durch die Applikationsvorrichtung mit Reinigungsmittel derart beaufschlagt, dass es vollständig und homogen durchtränkt ist. Anschließend wird das Reinigungselement automatisiert über die zu verklebenden Flächen geführt, um die Klebeoberflächen für die Klebung vorzubereiten. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Dosiereinheit elektronisch gesteuert eine überwachte Menge an Reinigungsmitteln zu der Applikationsvorrichtung fördert. Die Steuerung bzw. das Steuergerät kann in der Dosiereinheit enthalten oder als externes Gerät vorgesehen sein. Wie zu der Vorrichtung bereits vorstehend beschrieben, ist es günstig, dass das Reinigungselement eine Öffnung oder ein Loch aufweist, in welche die als Sprühlanze ausgebildete Applikationsvorrichtung eingeführt wird, um das Reinigungselement von innen nach außen mit Reinigungsmitteln zu durchtränken.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 eine Detailansicht der Applikationsvorrichtung, eingeführt in das Reinigungselement.
In 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Konditionieren eines Reinigungselements 1 beispielhaft schematisch dargestellt. Ein Reinigungsmittelspeicher 2 enthält ein für die Reinigung von Karosseriebauteilen vor einem Montage/Klebeprozess ein geeignetes flüssiges Reinigungsmittel, welches über eine Leitung 12 zu einer Dosiereinheit 3 förderbar ist. Die Dosiereinheit 3 ist vorzugsweise als elektronisch gesteuerte Pumpe oder als elektronisch gesteuerter Kolbendosierer ausgebildet, wobei das Steuergerät in der gezeigten Ausführung in der Dosiereinheit 3 enthalten ist. Die von der Dosiereinheit 3 geförderte Menge an Reinigungsmittel wird über eine volumetrische Überwachung 4 überwacht. Durch die volumetrische Überwachung 4 wird sichergestellt, dass die Dosiereinheit 3 stets die vorbestimmte Menge an Reinigungsmittel fördert. Über die Zuleitung 13 ist die Dosiereinheit 3 mit der Applikationsvorrichtung verbunden, sodass die vorbestimmte, zu applizierende Menge an Reinigungsmittel von der Dosiereinheit 3 gesteuert an die Applikationsvorrichtung geliefert werden kann.
Die Applikationsvorrichtung ist in der gezeigten Vorrichtung als Sprühlanze 5 ausgebildet und in das Reinigungselement 1 eingeführt. Das Detail A ist in 2 näher dargestellt, wobei das Reinigungselement 1 ein Naturfilz ist, der eine Öffnung 6 aufweist, in welche die Sprühlanze 5 einsteckbar ist. Der Durchmesser der Öffnung 6 ist so gewählt, dass diese im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Sprühlanze 5 entspricht, so dass diese beim Einführen flächig entlang dem Reinigungselement 1 gleitet. Die Sprühlanze 5 weist einen sich axial erstreckenden Kanal 9 auf, über den Reinigungsmittel hin zu den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Sprühöffnungen 7 gelangt. In der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die Sprühöffnungen 7 lediglich an einer radialen Stelle dargestellt, es kann jedoch vorgesehen sein, Sprühöffnungen 7 in verschiedenen axialen Höhen entlang der Sprühlanze 5 bereit zu stellen. Die Sprühöffnungen 7 sind in der dargestellten Ausführungsform im rechten Winkel zu der axialen Erstreckung der Sprahlanze 5 gebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vielzahl der Sprühöffnungen 7 zumindest teilweise in verschiedenen in radialer Richtung nach außen gerichteten Winkeln gerichtet sind, so dass das Reinigungsmittel dreidimensional in alle Teile des Reinigungselements 1 gesprüht wird. Auch ist in einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass zusätzlich mindestens eine Sprühöffnung in axialer Richtung an der Sprühlanze 5 angeordnet ist.
Über die Dosiereinheit 3 aus 1 wird die zu applizierende Menge an Reinigungsmittel festgelegt. Das Verteilen des Reinigungsmittels über die Sprühlanze 5 in dem Reinigungselement 1 erfolgt vorzugsweise über Druckluft, wobei der zugehörige Kompressor zur Erzeugung der Druckluft nicht dargestellt ist. Die Sprühlanze 5 ist schaltbar ausgebildet, so dass sie selbst geeignet ist, eine Öffnungs- und Schließstellung der Sprühöffnungen 7 über ein Ventil zu gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indem ein mit Reinigungsmittel zu konditionierendes Reinigungselement 1 zur Vorrichtung gemäß 1 zugeführt, die Sprühlanze 5 in die Öffnung 6 des Reinigungselements eingeführt und anschließend über die Dosiereinheit 3 eine vorbestimmte Menge des Reinigungsmittels aus dem Reinigungsmittelspeicher 2 in dem Reinigungselement 1 verteilt wird. Das Verfahren erfolgt vollautomatisch, wobei die Dosierung und das Aussprühen des Reinigungsmittels elektronisch gesteuert sind. Durch das Einführen der Sprühlanze 5 in das Innere des Reinigungselements 1 über die Öffnung 6 erfolgt die Applikation des Reinigungsmittels von innen nach außen, so dass die Oberfläche des Reinigungselements 1, welche zur Reinigung der Klebeflächen verwendet wird, mit stets demselben Feuchtigkeitsgrad an Reinigungsmittel versehen wird bzw. dieser erhalten bleibt. Dabei ist über die Steuerung berücksichtigbar, welche Klebefläche zu reinigen ist und welche Ursprungsfeuchte das Reinigungselement bzw. der Naturfilz aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, das die Sprühlanze 5 in dem Reinigungselement 1 verbleibt und die Dosierung von Reinigungsmittel über die Dosiereinheit 3 getaktet erfolgt, um Klebeflächen robotergesteuert innerhalb einer Fertigungslinie zu reinigen, bevor der Klebeprozess der Karosseriebauteile erfolgt. Es ist dann vorzusehen, das aus Naturfilz ausgebildete Reinigungselement 1 regelmäßig, beispielsweise jeweils nach 10–20 Bauteilen, zu wechseln. Hierzu werden als Naturfilz in quader- oder würfelform ausgebildete Reinigungselemente 1 über einen Vereinzeler zu einer Förderleitung transportiert und mittels Druckluft und einer Rohrleitung einzeln zur Applikationsvorrichtung bzw. Sprühlanze 5 gefördert. Dort wird der Filz von einem weiteren Greifer dem Applikationskopf zur Verfügung gestellt. In dem automatisierten robotergesteuerten Reinigungsschritt wird das Reinigungselement 1 bzw. der Naturfilz mittels der Applikationsvorrichtung bzw. Sprühlanze 5, auf dem auch die Dosiereinheit 3 und ein nicht gezeigter beweglicher Greifer montiert sind, über einen pneumatischen Zylinder auf das zu reinigende Bauteil gedrückt. Das Reinigungselement 1 wird mittels des Greifers fixiert, wobei dieses Andrücken über eine entsprechende Druckvorwahl in der Stärke variabel sein kann.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, an der Sprühlanze einen Kugelsprühkopf mit über die gesamte Kugelform verteilten Sprühöffnungen anzuordnen, um eine Besprühung des Reinigungselements von innen nach außen in alle Richtung zu gewährleisten.

Claims

Vorrichtung zum Konditionieren eines Reinigungselementes (1) für ein Reinigungsverfahren von Bauteilen, insbesondere für ein Reinigungsverfahren von Klebeflächen an Karosseriebauteilen, mit einem Reinigungsmittelspeicher (2), einer elektronisch gesteuerten Dosiereinheit (3) und einer Applikationsvorrichtung (5), mittels der Reinigungsmittel auf bzw. in das Reinigungselement (1) automatisiert appliziert wird, wobei die zu applizierende Menge an Reinigungsmittel vorbestimmt ist und von der Dosiereinheit (3) elektronisch gesteuert an die Applikationsvorrichtung geliefert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (3) eine elektronisch gesteuerte Pumpe oder ein elektronisch gesteuerter Kolbendosierer ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (3) eine volumetrische Überwachung (4) aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (3) auf der Applikationsvorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (1) ein Naturfilz ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsvorrichtung als eine schaltbare Sprühlanze (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühlanze (5) das Reinigungsmittel mittels Druckluft auf bzw. in das Reinigungselement (1) aufbringt.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche 6–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühlanze (5) in eine Öffnung (6) des Reinigungselements (1) einführbar ist, um dieses von innen nach außen zu durchtränken.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühlanze (5) zumindest in Umfangsrichtung eine Vielzahl von Sprühöffnungen (7) aufweist, die zumindest teilweise in verschiedenen Winkeln auf das Reinigungselement (1) weisen.
Verfahren zum Konditionieren eines Reinigungselementes (1) für ein Reinigungsverfahren von Bauteilen, insbesondere für ein Reinigungsverfahren von Klebeflächen an Karosseriebauteilen, wobei automatisiert und durch eine Dosiereinheit (3) elektronisch gesteuert eine vorbestimmte, reproduzierbare Menge an Reinigungsmittel aus einem Reinigungsmittelspeicher (2) mittels einer Applikationsvorrichtung auf bzw. in das Reinigungselement (1) appliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinheit (3) elektronisch gesteuert eine überwachte Menge an Reinigungsmittel zu der Applikationsvorrichtung fördert.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10–11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (1) eine Öffnung (6) aufweist, in welche die als Sprühlanze (5) ausgebildete Applikationsvorrichtung eingeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel über die Öffnung (6) des Reinigungselements (1) von innen nach außen appliziert wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10–13, dadurch gekennzeichnet, dass es in den Montageprozess der Karosseriebauteile integriert ist.