-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Dichtmittels auf eine Verbindungsstelle zwischen zwei Bauteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abdichten von Verbindungsstellen von Fahrzeugen.
-
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Verbindungsstellen, die insbesondere bei Überlappverbindungen von Metallen entstehen, mittels verschiedener Verfahren abzudichten. So sind insbesondere Airless-Verfahren oder Flatsteam-Verfahren bekannt. Dabei wird eine ca. 2 cm bis 4 cm breite und 1 mm bis 5 mm hohe Naht auf die Bauteile aufgebracht. Dies ist in 5 gezeigt, wobei eine Naht aus Dichtmaterial 2 auf eine Verbindungsstelle 3 zwischen einem ersten Bauteil 4 und einem zweiten Bauteil 5 aufgebracht ist. Die Naht ist aus einem bekannten Dichtmaterial gefertigt.
-
Die zuvor beschriebenen Verfahren sind allerdings sehr unpräzise, da, wie aus 5 ersichtlich, nur große Nahtbreiten realisiert werden können. Außerdem lässt sich die Naht nur ungenau auf der Karosserie positionieren. Des Weiteren ist oftmals eine manuelle Nachbearbeitung von solchen Nähen notwendig, insbesondere um eine Höhe oder Breite der Naht zu verringern und/oder um Dichtmaterial in Kanten und Ecken zu drücken.
-
Weiterhin ist die Qualität der aufgebrachten Naht, insbesondere aufgrund der manuellen Nachbearbeitung, sowohl optisch als auch funktionell sehr stark schwankend und damit nicht immer hohen Ansprüchen gerecht. Werden an einem Fahrzeug eine Vielzahl solcher Nähte verwendet, so ist aufgrund der großen Abmessungen der aufgebrachten Nähte sehr viel Dichtmaterial zu verwenden, was in einem hohen Gewicht resultiert. Gerade bei Fahrzeugen ist dies oftmals nachteilig.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Auftragen eines Dichtmittels bereitzustellen, die bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage ein genaues Aufbringen einer Naht sicher und zuverlässig ermöglicht.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
-
Die Aufgabe wird somit gelöst durch eine Vorrichtung zum Auftragen eines Dichtmittels auf eine Verbindungsstelle zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil. Die Verbindungsstelle umfasst insbesondere denjenigen Bereich, an dem das erste Bauteil auf das zweite Bauteil trifft. Somit ist die Verbindungsstelle insbesondere linienförmig auf der Oberfläche des aus erstem Bauteil und zweitem Bauteil gebildeten Verbundkörpers. Alternativ kann die Verbindungsstelle auch punktförmig oder flächig ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil miteinander verbunden sind und sich vorteilhafterweise überlappen. Somit ist die Verbindungsstelle insbesondere durch einen Falz gebildet. Die Vorrichtung umfasst eine Führungseinheit, mit der die Verbindungsstelle zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil verfolgbar ist. Insbesondere ist mit der Führungseinheit der Falz verfolgbar. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Mikrodosiereinheit zum Aufbringen des Dichtmittels auf die Verbindungsstelle. Dabei ist vorgesehen, dass die Mikrodosiereinheit von der Führungseinheit entlang der Verbindungsstelle führbar ist. Unter Mikrodosiereinheit wird ein System verstanden, durch das wiederholt eine vordefinierte Menge an Dichtmittel ausgebbar ist, wobei eine Abweichung von der vordefinierten Menge um maximal fünf Prozent, insbesondere um maximal zwei Prozent, besonders bevorzugt und maximal ein Prozent möglich ist. Durch die Mikrodosiereinheit ist somit eine Menge an Dichtmittel, die zum Bilden einer Naht zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil auf die Verbindungsstelle aufgebracht werden soll, exakt einstellbar. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Nahtformen realisieren, wobei insbesondere eine Menge an verwendetem Dichtmittel minimierbar ist. Auf diese Weise lassen sich insbesondere optisch unauffällige Nähte erreichen, die zur vollständigen Abdichtung der Verbindungsstelle ausreichen. Ebenso lässt sich aufgrund der Ersparnis an Dichtmaterial eine Gewichtsersparnis erreichen.
-
Die Führungseinheit weist bevorzugt eine taktile Einheit, insbesondere einen Führungsdorn, auf. Dabei ist die taktile Einheit mit einer vordefinierten Kraft in die Verbindungsstelle pressbar und entlang der Verbindungsstelle verschiebbar. Durch das Einpressen mit der vordefinierten Kraft ist sichergestellt, dass die taktile Einheit stets innerhalb der Verbindungsstelle verbleibt und diese nicht unbeabsichtigt verlässt. Besonders vorteilhaft ist ein grober Verlauf der Verbindungsstelle bekannt, sodass mittels der taktilen Einheit eine Feinführung ermöglicht ist. Die taktile Einheit erlaubt ein exaktes Führen der Mikrodosiereinheit, sodass das Dichtmittel exakt auf die Verbindungsstelle aufbringbar ist.
-
Die Führungseinheit umfasst alternativ oder zusätzlich bevorzugt einen Sensor. Der Sensor ist insbesondere ein optischer Sensor und ist bevorzugt eingerichtet, die Verbindungsstelle zu erkennen. Über eine Steuerung lässt sich somit die Verbindungsstelle verfolgen, sodass mittels der Mikrodosiereinheit sicher und zuverlässig das Dichtmittel auf die Verbindungsstelle aufbringbar ist.
-
Die Vorrichtung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform einen Roboterarm. Dabei ist vorgesehen, dass die Mikrodosiereinheit und die Führungseinheit an dem Roboterarm angebracht sind. Der Roboterarm ist bevorzugt eingerichtet, eine Bewegung der Führungseinheit und der Mikrodosiereinheit zu ermöglichen. Insbesondere ermöglicht der Roboterarm eine solche Bewegung in sechs Freiheitsgraden, bevorzugt in drei rotatorischen Freiheitsgraden und drei translatorischen Freiheitsgraden. Somit lassen sich die Führungseinheit und die Dosiereinheit in jede Raumrichtung bewegen und in jede räumliche Ausrichtung überführen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist durch die Mikrodosiereinheit ein punktweiser Auftrag des Dichtmittels ermöglicht. Durch den punktweisen Auftrag lässt sich die Naht auf der Verbindungsstelle sehr exakt einstellen. Insbesondere ist somit ermöglicht, dass nur ein geringer Materialaufwand von Nöten ist, um die Naht auf die Verbindungsstelle aufzubringen. Außerdem lassen sich unterschiedliche Formen der Naht je nach dem gewünschten Anwendungsfall realisieren. Unter punktweisem Auftrag wird insbesondere verstanden, dass kugelförmige Portionen von Dichtmittel auf die Verbindungsstelle aufbringbar sind, wobei derartige Kugeln einen Durchmesser von maximal 5 mm, insbesondere maximal 3 mm, bevorzugt maximal 1 mm, aufweisen.
-
Die Mikrodosiereinheit weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Dichtmittelversorgung sowie ein Ventil auf. Mit der Dichtmittelversorgung ist ein Dichtmittel mit Überdruck an das Ventil lieferbar. Durch Öffnen und Schließen des Ventils lassen sich somit einzelne Portionen an Dichtmittel aus der Mikrodosiereinheit ausgeben. Somit muss zum Aufbringen des Dichtmittels auf die Verbindungsstelle lediglich das Ventil geöffnet und wieder geschlossen werden.
-
Besonders vorteilhaft ist das Ventil über eine Piezo-Vorrichtung öffenbar und schließbar. Die Piezo-Vorrichtung umfasst insbesondere ein Piezo-Material, das besonders vorteilhaft über eine Hebelverbindung das Ventil öffnet und schließt. Durch die Hebelverbindung lässt sich ein Hub des Piezo-Materials vergrößern.
-
Weiterhin ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Dichtmittelversorgung eine konstante Versorgung ist. Unter konstanter Versorgung ist insbesondere zu verstehen, dass die Dosiereinheit keinen Vorratstank aufweist, der regelmäßig auszuwechseln ist. Vielmehr weist die Dichtmittelversorgung einen ständig verfügbaren Fluss an Dichtmittel auf.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Mikrodosiereinheit ein Temperaturmodul auf. Mit dem Temperaturmodul ist das Dichtmittel zum Einstellen einer Viskosität temperierbar. Insbesondere ist das Dichtmittel mittels des Temperaturmoduls erwärmbar. Somit lässt sich eine Viskosität einstellen, die zum Auftragen des Dichtmittels auf die Verbindungsstelle vorteilhaft ist.
-
Schließlich ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Reinigungsstation aufweist. Die Reinigungsstation dient zum Reinigen der Mikrodosiereinheit. Insbesondere ist mit der Reinigungsstation die Mikrodosiereinheit reinigbar, wenn eine Naht auf die Verbindungsstelle aufgebracht worden ist. Somit steht zum Aufbringen einer neuen Naht eine gereinigte Mikrodosiereinheit zur Verfügung. Auf diese Weise wird insbesondere verhindert, dass ein überschüssiges Dichtmittel an der Mikrodosiereinheit verbleibt und diese verstopft.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
-
1 eine schematische Abbildung der Vorrichtung zum Auftragen eines Dichtmittels gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
2 eine schematische Detailansicht der Vorrichtung zum Auftragen eines Dichtmittels gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
3 eine erste schematische Ansicht einer Naht aus Dichtmittel, die mittels der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebracht wurde,
-
4 eine zweite schematische Ansicht einer Naht aus Dichtmittel, die mittels der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebracht wurde, und
-
5 eine schematische Ansicht einer Naht aus Dichtmittel, die mittels einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik aufgebracht wurde.
-
1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1, mit der ein Dichtmittel 2 auf eine Verbindungsstelle 3 zwischen einem ersten Bauteil 4 und einem zweiten Bauteil 5 aufbringbar ist. Das aufgebrachte Dichtmittel 2 stellt somit eine Naht dar, mit der die Verbindungsstelle 3 abgedichtet ist.
-
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Mikrodosiereinheit 7 sowie eine Führungseinheit 6. Die Führungseinheit 6 ist insbesondere eine taktile Einheit umfassend einen Führungsdorn 14. Bei dem Führungsdorn 14 handelt es sich insbesondere um ein Element zum Verfolgen der Verbindungsstelle 3. So wird der Führungsdorn 14 der Führungseinheit 6 in die Verbindungsstelle 3 gepresst. Dies ist in 2 schematisch gezeigt. Durch das Einpressen des Führungsdorns 14 in die Verbindungsstelle 3 ist ein Bewegen der Führungseinheit 6 nur entlang der Verbindungsstelle 3 ermöglicht. Aus 1 ist ersichtlich, dass eine solche Bewegung nur entlang der Bewegungsrichtung 100 ermöglicht ist.
-
Vorteilhafterweise ist dem Roboterarm 8 die Bewegungsrichtung 100 bekannt. Somit lässt sich die Führungseinheit 6 durch den Roboterarm 8 grob ausrichten, da die Bewegungsrichtung 100 mit dem Verlauf der Verbindungsstelle 3 übereinstimmt. Der Roboterarm 8 muss dabei den Verlauf der Verbindungsstelle 3 nicht exakt kennen, da eine Feinausrichtung aufgrund des Pressens des Führungsdorns 14 in die Verbindungsstelle 3 erfolgt. Da die Mikrodosiereinheit 7 von der Führungseinheit 6 führbar ist, ist somit sichergestellt, dass die Mikrodosiereinheit 7 das Dichtmittel 2 stets auf die Verbindungsstelle 3 aufbringt.
-
Es ist somit nicht erforderlich, dass der Roboterarms 8 ein hochgenaues Stellsystem ist. Vielmehr muss dem Roboterarm 8 der Verlauf der Verbindungsstelle 3 nur grob bekannt sein, da eine Feinausrichtung durch den Führungsdorn 14 der Führungseinheit 6 erfolgt. Als Alternative zu dem Führungsdorn 14 kann die Führungseinheit 6 auch einen optischen Sensor aufweisen, mit dem die Verbindungsstelle 3 erkennbar ist. Somit muss dem Roboterarm 8 ein Verlauf der Verbindungsstelle 3 nicht bekannt sein, da der Verlauf durch den optischen Sensor erfassbar ist. Somit ist der Roboterarm 8 anhand des optischen Sensors entlang der Verbindungsstelle 3 führbar.
-
Zum Aufbringen des Dichtmittels 2 auf die Verbindungsstelle 3 weist die Mikrodosiereinheit 7 ein Ventil 9 sowie eine Dichtmittelversorgung 10 auf. Die Dichtmittelversorgung 10 ist insbesondere eine kontinuierliche Dichtmittelversorgung, die Dichtmittel 2 unter Überdruck an das Ventil 9 leitet. Durch wiederholtes Öffnen und Schließen des Ventils 9 lassen sich somit einzelne Dichtpunkte 15 erzeugen, die auf die Verbindungsstelle 3 aufgebracht werden. Die Dichtmittelpunkte 15 setzen sich somit zu einer Naht aus Dichtmittel 2 zusammen, mit der die Verbindungsstelle 3 abdichtbar ist.
-
Um das Ventil 9 öffnen und schließen zu können, ist ein Stößel 11 vorhanden. Der Stößel 11 ist über eine Hebeleinheit 13 mit einem Piezo-Material 12 verbunden, sodass mit dem Piezo-Material 12 der Stößel 11 bewegbar ist. Dadurch ist das Ventil 9 je nach Stellung des Stößels 11 freigegeben oder verschlossen. Durch wiederholtes Anregen des Piezo-Materials 12 lassen sich somit die einzelnen Dichtmittelpunkte 15 erzeugen.
-
Die aufgebrachte Naht aus Dichtmittel 2 ist, abhängig von einer Verfahrgeschwindigkeit des Roboterarms 8 entlang der Bewegungsrichtung 100 sowie der Frequenz der Anregung des Piezo-Materials 12, unterschiedlich ausführbar. Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Möglichkeiten, die Naht aus Dichtmittel 2 auszuführen.
-
In 3 ist eine erste Möglichkeit gezeigt, bei der die Naht derart aufgebracht wird, dass diese sowohl auf einer Deckfläche als auch auf einer Stirnfläche des ersten Bauteils 4 vorhanden ist. In 4 ist eine Möglichkeit dargestellt, bei der das Dichtmittel 2 lediglich auf der Stirnfläche des ersten Bauteils 4 vorhanden ist. Somit ist ersichtlich, dass die Naht aus Dichtmittel 2 sehr kompakt ausgeführt werden kann. Insbesondere ist dies erkennbar im Vergleich zu 5, die eine Naht aus Dichtmittel 2 gemäß dem Stand der Technik zeigt. So lässt sich mit Mitteln des Standes der Technik nur eine sehr große Naht aus Dichtmittel 2 auf die Verbindungsstelle 3 aufbringen, die deutlich über die Verbindungsstelle 3 hinausgeht. Es ist ersichtlich, dass durch das erfindungsgemäße Aufbringen des Dichtmittels 2 eine geringere Fläche für die Naht benötigt wird. Außerdem wird weniger Dichtmittel 2 benötigt, sodass außerdem eine Gewichtsersparnis vorliegt. Dazu lässt sich die Naht aus Dichtmittel 2 durch das Auftragen gemäß der Erfindung optisch ansprechend gestalten. Dabei ist die Qualität der Naht aufgrund der Mikrodosiereinheit 7 stets gleichbleibend.
-
Besonders vorteilhaft weist das Ventil 9 außerdem ein Temperaturmodul (nicht gezeigt) in Form einer Heizung auf. Mit der Heizung lässt sich das Dichtmittel 2 temperieren, um eine Viskosität des Dichtmittels 2 einstellen zu können.
-
Ebenso ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 eine Reinigungsstation (nicht gezeigt) aufweist. Die Reinigungsstation lässt sich durch den Roboterarm 8 anfahren, sodass das Ventil 9 der Mikrodosiereinheit 7 reinigbar ist. Auf diese Weise wird insbesondere verhindert, dass überschüssiges Dichtmaterial 2 auf dem Ventil 9 verbleibt und die Mikrodosiereinheit 7 somit verstopft.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung zum Auftragen eines Dichtmittels
- 2
- Dichtmittel
- 3
- Verbindungsstelle
- 4
- erstes Bauteil
- 5
- zweites Bauteil
- 6
- Führungseinheit
- 7
- Mikrodosiereinheit
- 8
- Roboterarm
- 9
- Ventil
- 10
- Dichtmittelversorgung
- 11
- Stößel
- 12
- Piezo-Material
- 13
- Hebeleinheit
- 14
- Führungsdorn
- 15
- Dichtmittelpunkt
- 100
- Bewegungsrichtung
