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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren eines Oberflächenschutzmittels auf eine außenliegende Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 048 899 A1 ist eine Düsenanordnung zur Applikation von Beschichtungsmaterial in Hohlräume, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, bekannt. Eine solche Düsenanordnung ist typischerweise Teil einer Vorrichtung zur Hohlraumversiegelung, wobei mittels einer Düsenlanze insbesondere Wachs als Oberflächenschutzmittel ausgebracht wird. Dies erfolgt in freier Verspritzung des Wachses in Hohlräume der Fahrzeugkarosserie. Eine solche Vorrichtung ist allerdings für außenliegende Oberflächen einer Fahrzeugkarosserie ungeeignet, wenn dort nur lokal ein Oberflächenschutz und demnach ein nur lokaler Auftrag des Oberflächenschutzmittels gewünscht ist. Mit der bekannten Vorrichtung würde nämlich nicht nur eine definierte Stelle der Karosserie mit Oberflächenschutzmittel beaufschlagt, sondern vielmehr auch Stellen in der weiteren Umgebung, und dies auf sehr undefinierte Weise. Dies liegt schlicht daran, dass die bekannte Vorrichtung – für eine schnelle und effiziente Versiegelung eines Hohlraums – eingerichtet ist zur vergleichsweise großflächigen, unspezifischen Ausbringung des Oberflächenschutzmittels. Es wird außerdem durch die bekannte Vorrichtung eine größere Menge an Oberflächenschutzmittel ausgebracht, als für einen lokalen Schutz an einer außenliegenden Oberfläche nötig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Vorrichtung zum Applizieren eines Oberflächenschutzmittels auf eine außenliegende Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie geschaffen wird, welche eine Düse aufweist, der ein Oberflächenschutzmittel zuführbar ist. Die Düse weist an einem Düsenkopf wenigstens eine Austrittsöffnung auf, durch welche das Oberflächenschutzmittel entlang einer Ausbringrichtung auf eine Oberfläche ausbringbar ist. Die Vorrichtung zeichnet sich durch ein den Düsenkopf und die wenigstens eine Austrittsöffnung umgreifendes Mantelelement aus, welches die wenigstens eine Austrittsöffnung – in Ausbringrichtung gesehen – überragt. Die Vorrichtung weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Insbesondere ist es mittels des die Austrittsöffnung überragenden Mantelelements möglich, das ausgebrachte Oberflächenschutzmittel bezüglich seiner lokalen Verteilung zu begrenzen, sodass es nicht frei und unspezifisch verspritzt, sondern insbesondere nur innerhalb eines von dem Mantelelement umgebenden Bereichs auf die außenliegende Oberfläche der Fahrzeugkarosserie aufgebracht wird. Es kann so in einfacher Weise ein lokaler Oberflächenschutz an einer außenliegenden Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie bewirkt werden.
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Unter einem Oberflächenschutzmittel wird hier ein Medium, insbesondere ein chemisches Medium verstanden, welches einen Oberflächenschutz für eine Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie bereitstellen kann. Das Oberflächenschutzmittel ist bevorzugt eingerichtet, um eine derartige Oberfläche vor Korrosion zu schützen, es ist also insbesondere bevorzugt als Korrosionsschutzmittel ausgebildet. Das Oberflächenschutzmittel ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es zumindest beim Auftrag auf die außenliegende Oberfläche fließfähig, insbesondere flüssig ist. Dies schließt nicht aus, dass das Oberflächenschutzmittel unter Normalbedingungen, insbesondere also bei 25°C und 1013 mbar, in fester oder zumindest hochviskoser Form vorliegt. Dies ist sogar vorteilhaft, weil es dann zwar einerseits unter Auftragsbedingungen leicht auf die außenliegende Oberfläche aufgetragen werden kann, wobei es unter Normalbedingungen aber sicher an dem Ort seiner Auftragung verbleibt und dort seine Schutzwirkung entfalten kann. Das Oberflächenschutzmittel kann zum Zweck des Auftrags beispielsweise durch Erwärmen, durch Mischen mit einem Gas, insbesondere Druckluft, oder in anderer geeigneter Form fließfähig gemacht werden.
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Unter einer außenliegenden Oberfläche wird insbesondere eine Oberfläche verstanden, die nicht innerhalb eines Hohlraums der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Es handelt sich also nicht unbedingt um eine Oberfläche, welche an einer Außenseite der Karosserie, also an einer einem Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite derselben, angeordnet ist. Vielmehr kann es sich auch um eine Oberfläche handeln, welche einem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, wobei sie jedoch nicht innerhalb eines Hohlraums oder einer Kavität angeordnet, sondern – dann von dem Innenraum her – frei zugänglich ist. Besonders bevorzugt ist die außenliegende Oberfläche allerdings an einer Außenseite der Karosserie angeordnet und insoweit von außen her frei zugänglich. Insbesondere wird unter einer außenliegenden Oberfläche bevorzugt ein lokaler Oberflächenbereich der Fahrzeugkarosserie verstanden. Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung eingerichtet zum Applizieren des Oberflächenschutzmittels auf einen Bolzen, insbesondere einen Stehbolzen der Fahrzeugkarosserie, und vorzugsweise in einen lokal begrenzten Bereich um den Bolzen herum. Der Bolzen kann dabei beim Applizieren des Oberflächenschutzmittels ohne Weiteres von dem Mantelelement aufgenommen werden, wobei dieses den Bolzen umgreift und so zugleich den Bereich um den Bolzen herum definiert, in welchem Oberflächenschutzmittel auf die außenliegende Oberfläche aufgetragen wird.
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Unter einer Ausbringrichtung wird insbesondere eine Hauptströmungsrichtung des Oberflächenschutzmittels beim Austritt aus der wenigstens einen Austrittsöffnung verstanden, insbesondere also eine Richtung, in welcher der Auftrag des Oberflächenschutzmittels von der Austrittsöffnung her auf die außenliegende Oberfläche erfolgt. Dass das Mantelelement die wenigstens eine Austrittsöffnung in Ausbringrichtung gesehen überragt bedeutet also insbesondere, dass dieses über die Austrittsöffnung, und vorzugsweise auch über ein distales Ende des Düsenkopfes, welches im Betrieb der Vorrichtung der außenliegenden Oberfläche zugewandt ist, vorsteht.
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Das Mantelelement ist bevorzugt eingerichtet zur Definition eines Abstands zwischen der wenigstens einen Austrittsöffnung einerseits und der außenliegenden Oberfläche andererseits im Betrieb der Vorrichtung. Dabei ist insbesondere ein Überstand des Mantelelements – in Ausbringrichtung gesehen – über die wenigstens eine Austrittsöffnung bevorzugt abgestimmt auf einen optimierten Abstand zwischen der wenigstens einen Austrittsöffnung und der außenliegenden Oberfläche zum Auftragen des Oberflächenschutzmittels.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mantelelement becherförmig oder glockenförmig ausgebildet ist, wobei es die wenigstens eine Austrittsöffnung mit einem geöffneten Ende der Becher- oder Glockenform überragt, und wobei es den Düsenkopf mit radialem Abstand umgreift. Unter einer Becher- oder Glockenform ist dabei insbesondere eine Form zu verstehen, die an einem ersten Ende geschlossen, an einem zweiten Ende aber offen ausgebildet ist. Dabei kann eine Becherform insbesondere eine zylindrische oder im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen, wobei eine Glockenform insbesondere eine sich zu dem geöffneten Ende hin erweiternde Formgebung aufweisen kann. Beide Formen weisen an ihrem geschlossenen Ende einen Boden auf, welcher in montiertem Zustand des Mantelelements – entgegen der Ausbringrichtung gesehen – hinter der wenigstens einen Austrittsöffnung an dem Düsenkopf angeordnet ist, wobei der Boden den Düsenkopf entgegen der Ausbringrichtung abschließt und so insbesondere verhindert, dass Oberflächenschutzmittel in der außenliegenden Oberfläche entgegengesetzter Richtung verspritzt wird. Zugleich ist das geöffnete Ende im Betrieb der Vorrichtung der außenliegenden Oberfläche zugewandt, sodass das Oberflächenschutzmittel auf die außenliegende Oberfläche aufgetragen werden kann.
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Indem das becher- oder glockenförmige Mantelelement den Düsenkopf mit radialem Abstand umgreift, bildet es einen Ringraum um den Düsenkopf. Es ist möglich, dass das Mantelelement eine – vorzugsweise zylindrische – Innenwandung aufweist, die insbesondere konzentrisch zu einer Außenwandung des Mantelelements angeordnet sein kann, wobei die Innenwandung bevorzugt den Düsenkopf eng, insbesondere berührend umgreift, wobei ein Ringraum zwischen der Innenwandung und der Außenwandung des Mantelelements ausgebildet ist. Die Innenwandung und die Außenwandung erstrecken sich dann vorzugsweise beide – vorzugsweise konzentrisch – ausgehend von dem Boden des becher- oder glockenförmigen Mantelelements. Das Mantelelement wird bevorzugt derart auf den Düsenkopf aufgeschoben, dass die Innenwandung den Düsenkopf berührend umgreift. Vorzugsweise überragt die Außenwandung die Innenwandung in Ausbringrichtung gesehen, wobei die Innenwandung insbesondere – in Ausbringrichtung gesehen – bereits hinter der wenigstens einen Austrittsöffnung enden kann, sodass ein Sprühbild der wenigstens einen Austrittsöffnung nicht durch die Innenwandung beeinflusst wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Stoßschutzelement aufweist, welches zumindest bereichsweise in dem Mantelelement anordenbar ist. Dabei umgreift das Stoßschutzelement den Düsenkopf bevorzugt ringförmig. Insbesondere überragt das Stoßschutzelement das Mantelelement – in Ausbringrichtung gesehen. Das Stoßschutzelement kann auf diese Weise einen Kollisionsschutz für das Mantelelement und damit auch die Düse bereitstellen, sodass die außenliegende Oberfläche bevorzugt lediglich in berührenden Kontakt mit dem Stoßschutzelement, nicht jedoch mit dem Mantelelement selbst oder der Düse gelangt, sodass sie nicht durch diese beschädigt oder verkratzt werden kann. Das Stoßschutzelement ist vorzugsweise als weiches, verformbares, flexibles und/oder elastisches Element ausgebildet, welches insbesondere komprimiert werden kann, sodass zwar eine direkte Berührung zwischen dem Mantelelement und der außenliegenden Oberfläche nach Möglichkeit vermieden wird, wobei jedoch gleichwohl der Abstand zwischen der wenigstens einen Austrittsöffnung und der außenliegenden Oberfläche durch den Überstand des Mantelelements definiert werden kann.
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Das Stoßschutzelement ist vorzugsweise als zylindrisches oder rohrförmiges Element ausgebildet, wobei es in einfacher Weise in den Ringraum des Mantelelements eingeführt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stoßschutzelement aus einem Schaum gebildet ist. Insbesondere ist es möglich, dass das Stoßschutzelement aus einem Schaum besteht. Dies stellt eine ebenso effektive wie kostengünstige Ausgestaltung des Stoßschutzelements dar. Alternativ ist es auch möglich, dass das Stoßschutzelement als Bürste ausgebildet ist. Dabei erstrecken sich Borsten der insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildeten Bürste bevorzugt in Ausbringrichtung gesehen zu der außenliegenden Oberfläche hin.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Düse wenigstens zwei Austrittsöffnungen aufweist. Somit ist eine effiziente Ausbringung des Oberflächenschutzmittels möglich. Die Austrittsöffnungen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von wenigstens 0,5 mm bis höchstens 0,8 mm, vorzugsweise von wenigstens 0,6 mm bis höchstens 0,7 mm, vorzugsweise von 0,65 mm auf. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Durchmesser der Austrittsöffnungen abhängig von dem Oberflächenschutzmittel, insbesondere von der chemischen Natur, der Beschaffenheit und/oder der Viskosität des Oberflächenschutzmittels, gewählt wird. Insbesondere die hier explizit genannten, vergleichsweise kleinen Durchmesser der Austrittsöffnungen ermöglichen in effektiver Weise eine Begrenzung eines Volumenstroms durch die Düse, sodass ein Auftrag einer zu großen Menge an Oberflächenschutzmittel auf die außenliegende Oberfläche vermieden werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eingerichtet ist zum Applizieren eines Wachses als Oberflächenschutzmittel. Dies stellt eine besonders geeignete Ausgestaltung der Vorrichtung dar, wobei Wachs als Oberflächenschutzmittel für Fahrzeugkarosserien bevorzugt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mantelelement und/oder das Stoßschutzelement, vorzugsweise sowohl das Mantelelement als auch das Stoßschutzelement, demontierbar an der Vorrichtung angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist/sind wenigstens eines dieser Elemente, vorzugsweise beide, demontierbar an der Düse, besonders bevorzugt an dem Düsenkopf, angeordnet. Werden das Mantelelement und das Stoßschutzelement von der Düse, insbesondere von dem Düsenkopf, demontiert, kann die Vorrichtung in für sich genommen bekannter Weise für eine Hohlraumversiegelung einer Fahrzeugkarosserie verwendet werden. Sie kann dann nämlich einfach und ohne Störkonturen in den zu versiegelnden Hohlraum eingeführt werden und dort – wie bekannt – in unspezifischer Weise Oberflächenschutzmittel zur Versiegelung des Hohlraums verspritzen. Die hier vorgeschlagene Vorrichtung ist also in besonders einfacher Weise mittels des demontierbaren sowie montierbaren Mantelelements und/oder Stoßschutzelements umrüstbar von einer Hohlraumversiegelung zu einer Applikation des Oberflächenschutzmittels auf eine außenliegende Oberfläche.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Roboterwerkzeug aufweist, welches seinerseits die Düse aufweist. Das Roboterwerkzeug kann insbesondere die Hand eines Mehrachsroboters oder dergleichen sein. Mittels einer derart ausgestalteten Vorrichtung ist eine einfache, schnelle, effiziente und kostengünstige Applikation des Oberflächenschutzmittels auf außenliegende Oberflächen einer Fahrzeugkarosserie, oder – bei demontiertem Mantelelement und Stoßschutzelement – auch eine Hohlraumversiegelung möglich.
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Es zeigt sich, dass mittels des Mantelelements insbesondere sowohl ein Spritzschutz als auch ein Oberflächenanschlag zur Abstandsdefinition bereitgestellt werden kann. Die außenliegende Oberfläche kann dabei mithilfe des Stoßschutzelements geschont werden.
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Wesentliche Parameter für die hier vorgeschlagene Vorrichtung sind neben der Größe der Austrittsöffnung zur Begrenzung des Volumenstroms auch ein Abstand der Düse zur Materialfreigabe, eine Länge der Düse, ein Innendurchmesser der Düse, eine Anzahl der Austrittsöffnungen, der Abstand von der wenigstens einen Austrittsöffnung zu der außenliegenden Oberfläche, sowie gegebenenfalls weitere Parameter.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Applizieren eines Oberflächenschutzmittels auf eine außenliegende Oberfläche;
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2 eine stirnseitige Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1 ohne Stoßschutzelement, und
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3 die Stirnansicht des Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2 mit montiertem Stoßschutzelement.
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1 zeigt eine Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Applizieren eines Oberflächenschutzmittels auf eine außenliegende Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie in Seitenansicht, wobei die Vorrichtung 1 eine Düse 3 aufweist, der das Oberflächenschutzmittel zuführbar ist, wobei die Düse 3 an einem Düsenkopf 5 wenigstens eine, hier – wie in den 2 und 3 dargestellt – genau zwei Austrittsöffnungen 7 aufweist, durch welche das Oberflächenschutzmittel entlang einer Ausbringrichtung, die hier durch einen Pfeil P schematisch dargestellt ist, auf eine außenliegende Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie ausbringbar ist. Dabei weist die Vorrichtung 1 ein den Düsenkopf 5 mit der wenigstens einen Austrittsöffnung 7 umgreifendes Mantelelement 9 auf, welches die wenigstens eine Austrittsöffnung 7 – in Ausbringrichtung gesehen – überragt. Die wenigstens eine Austrittsöffnung 7 ist also in einem Inneren des Mantelelements 9 innenliegend – insbesondere – entgegen der Ausbringrichtung gesehen – von einem distalen Ende E des Mantelelements 9 beabstandet angeordnet.
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Das Mantelelement 9 dient beim Applizieren des Oberflächenschutzmittels auf die außenliegende Oberfläche der Fahrzeugkarosserie sowohl als Spritzschutz, wobei es einen lokalen Auftrag des Oberflächenschutzmittels ermöglicht, als auch als Mittel zur Abstandsdefinition zwischen der wenigstens einen Austrittsöffnung 7 und der außenliegenden Oberfläche.
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Das Mantelelement 9 ist insbesondere becher- oder glockenförmig, hier insbesondere becherförmig ausgebildet, wobei es einen Boden 11 und das dem Boden 11 abgewandte, geöffnete Ende E aufweist, wobei es die wenigstens eine Austrittsöffnung 7 mit seinem geöffneten Ende E überragt.
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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist ein Stoßschutzelement 13 vorgesehen, welches bereichsweise in dem Mantelelement 9 angeordnet ist, wobei es den Düsenkopf 5 ringförmig umgreift und das Mantelelement 9 – in Ausbringrichtung gesehen – überragt.
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2 zeigt eine stirnseitige Draufsicht auf das geöffnete Ende E des Mantelelements 9 der Vorrichtung 1 gemäß Anspruch 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Anhand von 2 wird deutlich, dass das Mantelelement 9 den Düsenkopf 5 mit radialem Abstand umgreift, wobei es einen Ringraum 15 um den Düsenkopf 5 herum bereitstellt. Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel des Mantelelements 9 weist eine Innenwandung 17 auf, welche den Düsenkopf 5 eng und insbesondere berührend umgreift, wobei es eine konzentrisch zu der Innenwandung 17 angeordnete Außenwandung 19 aufweist, wobei die Innenwandung 17 und die Außenwandung 19 gemeinsam den Ringraum 15 begrenzen.
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Insbesondere auf diese Weise ist das Mantelelement 9 zugleich als Aufnahme für das in 2 nicht dargestellte Stoßschutzelement 13 ausgebildet, welches insbesondere in dem Ringraum 15 aufgenommen beziehungsweise angeordnet werden kann.
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Die Austrittsöffnungen 7 weisen vorzugsweise – insbesondere abhängig von dem auszubringenden Oberflächenschutzmittel – einen Durchmesser von wenigstens 0,5 mm bis höchstens 0,8 mm, vorzugsweise von wenigstens 0,6 mm bis höchstens 0,7 mm, vorzugsweise von 0,65 mm auf.
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3 zeigt eine stirnseitige Ansicht mit Blick auf das geöffnete Ende E des Mantelelements 9 bei montiertem Stoßschutzelement 13. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei zeigt sich hier, dass das Stoßschutzelement 13 bevorzugt als zylindrisches, insbesondere hohlzylindrisches Element ausgebildet ist, welches in den Ringraum 15 eingesteckt oder anderweitig in diesem aufgenommen werden kann, wobei es bevorzugt das distale Ende E des Mantelelements 9 zumindest in unkomprimiertem Zustand, also außerhalb eines Kontakts mit der außenliegenden Oberfläche – in Ausbringrichtung gesehen – überragt.
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Das Stoßschutzelement 13 umgreift den Düsenkopf 5 ringförmig. Es ist bevorzugt aus einem Schaum gebildet oder besteht aus einem Schaum. Es ist auch möglich, dass das Stoßschutzelement 13 als Bürste ausgebildet ist.
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Die Vorrichtung 1 ist insbesondere eingerichtet zum Applizieren eines Wachses als Oberflächenschutzmittel.
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Vorzugsweise sind sowohl das Mantelelement 9 als auch das Stoßschutzelement 13 demontierbar an der Vorrichtung 1, insbesondere an der Düse 3, besonders bevorzugt an dem Düsenkopf 5, angeordnet. Es ist dann möglich, die Vorrichtung 1 durch Demontieren des Mantelelements 9 und des Stoßschutzelements 13 umzurüsten zur Versiegelung von Hohlräumen der Fahrzeugkarosserie, wobei es durch Montieren des Mantelelements 9 und des Stoßschutzelements 13 möglich ist, die Vorrichtung 1 umzurüsten auf die Applikation des Oberflächenschutzmittels auf eine außenliegende Oberfläche. Die Düse 3 selbst sowie der Düsenkopf 5 sind auf diese Weise für verschiedene Anwendungen mehrfach verwendbar.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung 1 noch ein nicht dargestelltes Roboterwerkzeug auf, welches die Düse 3 aufweist. Das Roboterwerkzeug kann insbesondere als Roboterhand eines Mehrachsroboters ausgebildet sein.
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Insgesamt zeigt sich, dass mittels der hier vorgeschlagenen Vorrichtung 1 in einfacher, kostengünstiger und flexibler Weise eine genaue, lokale, volumenstrombegrenzte und sichere Applikation eines Oberflächenschutzmittels auf einer außenliegenden Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009048899 A1 [0002]
