DE102016118693A1

DE102016118693A1 - Verstreicheinheit

Info

Publication number: DE102016118693A1
Application number: DE102016118693.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Schneider; Sergej Pidan; Kay Rupp
Original assignee: Ba Assembly & Turnkey Systems GmbH
Current assignee: Ba Assembly & Turnkey Systems GmbH
Priority date: 2016-10-02
Filing date: 2016-10-02
Publication date: 2018-04-05
Also published as: WO2018059792A1; RU2019109148A3; CN109890515A; EP3519105A1; US20230173531A1; US20210283644A1; EP3519105B1; RU2745220C2; CN109890515B; RU2019109148A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstreicheinheit (1) mit einem Formgeber (2) zum Verstreichen von viskosem Material (3), insbesondere Dichtungsmaterial, auf einem Bauteil (4), wobei der Formgeber (2) eine erste Formgebungskontur (5) zum Formen des viskosen Materials (3) beim Verstreichen aufweist, wobei zumindest eine zweite Formgebungskontur (6) des Formgebers (2) zum Formen des viskosen Materials (3) mittels eines Aktors (7) in einer Streichrichtung (V) in Überdeckung mit der ersten Formgebungskontur (5) bringbar ist, so dass eine Form des Formgebers (2) während eines Auftragsvorgangs verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstreicheinheit zum Verstreichen von viskosem Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein System zum Verstreichen von viskosem Material gemäß Anspruch 11 sowie ein Verfahren zum Verstreichen eines viskosen Materials gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Zum Aufbringen von viskosem Material, insbesondere Dichtungsmaterial wie bspw. Flugzeugdichtmassen oder silikonartigen Dichtungsmaterial, sind verschiedene Applikationseinheiten bekannt. Bspw. ist in der EP 2 896 463 A1 eine Formgebungsdüse zum Auftragen und Formen einer Dichtnaht auf einem Bauteil beschrieben. Mit einer Düse kann hier jeweils nur eine Naht mit einer düsenspezifischen Form geformt werden.
Darüber hinaus ist in der japanischen Druckschrift JP 2014-057638 A eine Verstreicheinheit zum Auftragen und Verstreichen von Dichtungsmaterial beschrieben. Diese Verstreicheinheit weist zwei Pinselabschnitte auf, welche zur Überbrückung von Absätzen in einem Bauteil manuell relativ zueinander verstellt werden können. Hiermit können zwei unterschiedliche hohe Abschnitte über einen Vorsprung hinweg oberflächenbehandelt werden. Für die Verstellung muss der Verstreichprozess unterbrochen werden. Darüber hinaus ist auch ein kontinuierliches Anpassen der Verstreicheinheit an sich verändernde Bauteilflächen nicht möglich.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine bekannte Verstreicheinheit derart auszugestalten und weiterzubilden, dass viskoses Material auf einfache Art und Weise und flexibel an einem Bauteil verstrichen werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verstreicheinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Durch das Vorsehen einer zweiten Formgebungskontur kann insgesamt eine verstellbare Form bzw. Kontur bereitgestellt werden, um veränderten Anforderungen über die Länge eines Materialauftrags gerecht zu werden. So können zum Beispiel der Anfang und/oder das Ende einer aufgetragenen Bahn aus Dichtungsmaterial kontrolliert geformt werden. Damit lässt sich eine saubere und wiederholbare Form am Anfang und Ende der Bahn erreichen. Gerade am Ende der Bahn kommt es bei einer unveränderlichen Form des Formgebers häufig zu einem Fadenzug eines Dichtungsmaterials und/oder zu Hinterschneidungen nach einer Reduzierung des Materialflusses.
Eine Formgebungskontur umfasst dabei im Allgemeinen eine gezielt geformte Berandung, die teilweise oder vollständig mit dem aufgetragenen Material in Kontakt kommt und eine Nachformung bzw. ein formgebendes Verstreichen des Materials bewirkt.
Die Form des Formgebers ergibt sich im Fall der vorliegenden Erfindung insbesondere durch Überdeckung der beiden Formgebungskonturen. Dies entspricht einer geometrischen Überlappung der Formgebungskonturen in der Auftragsrichtung bzw. Streichrichtung.
Im Regelfall wird daher ein freier Querschnitt der ersten Formgebungskontur durch die Überdeckung mit der zweiten Formgebungskontur verringert bzw. die resultierende verstellbare Form ergibt sich aus der Schnittmenge der freien Querschnitte der beiden Formgebungskonturen in ihrer jeweiligen Position.
Unter einem Aktor wird im Allgemeinen jedes motorische Element zum automatischen Verstellen zumindest der zweiten Formgebungskontur verstanden. Beispiele sind Piezoaktoren, elektrische Linearantriebe, pneumatische Linearantriebe oder Ähnliches. Bevorzugt kann die zweite Formgebungskontur zumindest in einer Richtung kontrolliert und stufenlos in ihrer Position relativ zu der ersten Formgebungskontur verstellt werden.
Allgemein vorteilhaft ist es vorgesehen, dass die zweite Formgebungskontur einen Umriss aufweist, der im Wesentlichen einen Querschnitt des Bauteils im Bereich des Verstreichens entspricht. Hierdurch kann das aufgetragene Material durch Kontakt der zweiten Formgebungskontur mit dem Bauteil weitgehend oder vollständig abgestreift werden, wodurch besonders gut geformte Anfangsbereiche und Endbereiche ausgebildet werden. Bei Bedarf können auf diese Weise auch Abschnitte einer sonst durchgehenden Materialbahn sauber von einem Materialauftrag ausgespart werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Formgebungskontur zumindest zwei separat zueinander bewegbare Kontursegmente umfasst, wobei die Kontursegmente insbesondere quer zu der Streichrichtung nebeneinander angeordnet sind. Dies erlaubt eine verbesserte Führung insbesondere entlang von Stufenkanten veränderlicher Höhe. Im Interesse einer einfachen und effektiven baulichen Realisierung kann es dabei vorgesehen sein, dass eines der separat bewegbaren Kontursegmente federelastisch gegenüber dem anderen der Kontursegmente bewegbar ist.
Die Vorteile der Erfindung sind besonders effektiv nutzbar, wenn das Bauteil ein Strukturbauteil eines Flugzeugs ist. Bevorzugt sind bei dem Bauteil eines oder mehrere Materialien aus der Gruppe Aluminiumlegierung, Verbundfaserwerkstoff und/oder Titan umfasst.
Allgemein bevorzugt wird das viskose Material auf eine Verbindungsnaht des Bauteils aufgebracht, wobei die Verbindungsnaht insbesondere als eine Stufennaht oder eine Kehlnaht ausgebildet ist.
Zur kontrollierten Erzeugung eines sauber geformten Anfangsbereiches des viskosen Materials ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die zweite Formgebungskontur die erste Formgebungskontur zumindest zu Beginn eines Materialauftrags zumindest teilweise überdeckt, wobei die zweite Formgebungskontur während des Auftrags eines Anfangsbereiches zurückbewegt wird.
Zur kontrollierten Erzeugung eines sauber geformten Endbereiches des viskosen Materials ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die zweite Formgebungskontur die erste Formgebungskontur während eines kontinuierlichen Materialauftrags zumindest überwiegend freigibt, wobei die zweite Formgebungskontur während des Auftrags eines Endbereiches in Überdeckung mit der ersten Formgebungskontur gebracht wird.
Allgemein vorteilhaft hat die Verstreicheinheit eine Düse zur Applikation des viskosen Materials, bevorzugt des Dichtungsmaterials, auf dem Bauteil. Die Düse kann insbesondere baulich mit den Formgebungskonturen zusammengefasst sein und zugleich mit dem Formgebungskonturen bewegt werden. Bevorzugt weisen die Düse und der Formgeber einen festen Abstand auf. Auf diese Weise kann bspw. beim Ziehen von Nähten mit dem viskosen Material ein gleichmäßiges Abtrocknen und/oder Aushärten des viskosen Materials vom Zeitpunkt des Austritts aus der Düse bis zum Formen durch die Formgebungskonturen erzielt werden. Hierdurch lässt sich die Nahtqualität auf einfache Weise steigern.
Zur genauen Positionskontrolle der Verstreicheinheit gegenüber dem Bauteil kann die Verstreicheinheit einen Sensor, bevorzugt einen Linienlaser, zur Erkennung des zu überstreichenden Bereichs des Bauteils aufweisen. Mit Hilfe des Sensors kann bspw. eine Fuge detektiert werden, welche mit dem viskosen Material überstrichen werden soll. Darüber hinaus ist ein Volumenstrom und/oder Massenstrom bestimmbar, welcher bspw. zum Auffüllen der Fuge benötigt wird.
Bei dem viskosen Material kann es sich insbesondere um ein Dichtungsmaterial, insbesondere eine Flugzeugdichtmasse oder ein silikonartiges Dichtungsmaterial handeln. Das Bauteil ist vorzugsweise ein Zusammenbau von Teilen und das viskose Material wird vorzugsweise entlang eine Fuge der Teile des Zusammenbaus verstrichen.
Das Verstreichen des viskosen Materials kann durch eine Bewegung des Bauteils und/oder durch eine Bewegung der Verstreicheinheit in der Streichrichtung erfolgen. Im Sinne einer flexiblen und einer zumindest teilautomatisierten Fertigung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verstreicheinheit als Endeffektor für einen Manipulator, wie bspw. eine Portalmaschine und/oder einen Industrieroboter ausgebildet ist.
Darüber hinaus wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Diesem System kommt eigenständige erfinderische Bedeutung zu. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie zuvor in Zusammenbang mit der Verstreicheinheit beschrieben.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, welcher eigenständige Bedeutung zukommt, wird die oben genannte Aufgabe verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst.
Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie zuvor im Zusammenhang mit der Verstreicheinheit und dem System zum Verstreichen von viskosem Material beschrieben. Vorzugsweise wird das viskose Material automatisiert verstrichen.
Bei einem ersten Auftragsverfahren ist es vorgesehen, dass in Schritt a oder in Schritt b jeweils ein Anfangsbereich oder ein Endbereich des viskosen Materials aufgetragen wird. Hierbei wird die veränderbare Form des Formgebers zur kontrollierten Ausformung der Anfangs- und Endbereiche unter Vermeidung von Fadenzug oder Bildung von Hinterschneidungen genutzt.
Bei einem alternativen oder ergänzenden Verfahren ist es vorgesehen, dass das viskose Material in Schritt a und in Schritt b übereinander auf denselben Bereich des Bauteils aufgetragen wird. Dies erlaubt zwei Auftragsschritte mittels derselben Düse. Dabei kann zum Beispiel zunächst eine erste, kleinere Naht mittels der zweiten Formgebungskontur aufgebracht werden, um das Ausfüllen einer Ecke des Bauteils sicherzustellen. Dabei ist zweckmäßig die Form der ersten Naht in der zweiten Formgebungskontur ausgeformt. Nachfolgend wird dann mittels der ersten Formgebungskontur eine größere zweite Naht aufgebracht. Die zweite Naht kann die erste Naht insbesondere vollständig überdecken. Zweckmäßig wird sie rechtzeitig vor einem Abbinden der ersten Naht aufgebracht. Auch bei einem solchen mehrstufigen Auftrag des Materials kann zudem eine kontrollierte Ausformung der Anfangs- und/oder Endbereiche durch die Relativbewegung der Formgebungskonturen vorgesehen sein.
Das Verfahren kann umfassen, dass ein Sensor, bevorzugt ein Linienlaser, einen zu überstreichenden Bereich des Bauteils erfasst und die Sensordaten von einer Steuerung ausgewertet werden. Vorzugsweise werden mittels der Steuerung die Form des Formgebers in Abhängigkeit von den Sensordaten gesteuert und/oder geregelt.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Steuerung in Abhängigkeit von den Sensordaten die Relativbewegung zwischen dem Bauteil und der Verstreicheinheit steuert und/oder regelt.
Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, dass durch die Steuerung in Abhängigkeit von den Sensordaten der Volumenstrom und/oder Massenstrom von viskosem Material durch eine Düse auf den zu überstreichenden Bereich geregelt und/oder gesteuert wird.
Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, dass mit dem Verstreichen des viskosen Materials eine Naht erzeugt wird. Vorzugsweise wird der Querschnitt am Anfang und/oder Ende der Naht durch eine Änderung der Position der zweiten Formgebungskontur verringert. Besonders bevorzugt wird beim Verstreichen eine Querschnittsänderung der Naht durch die Positionsänderung kontinuierlich durchgeführt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine erfindungsgemäße Verstreicheinheit einer ersten Ausführungsform der Erfindung in seitlicher und in frontaler Ansicht,
2 die Verstreicheinheit aus 1 in drei verschiedenen Stellungen von Formgebungskonturen,
3 die Verstreicheinheit aus 1 in mehreren Verfahrensschritten zur Ausbildung eines Anfangsbereiches einer Naht,
4 die Verstreicheinheit aus 1 in mehreren Verfahrenschritten zur Ausbildung eines Endbereiches einer Naht,
5 die Verstreicheinheit aus 1 in mehreren Verfahrenschritten zur Ausbildung einer Naht aus zwei übereinander aufgebrachten Schichten,
6 eine erfindungsgemäße Verstreicheinheit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
7 eine erfindungsgemäße Verstreicheinheit einer dritten Ausführungsform der Erfindung in mehreren Verfahrensschritten zur Aufbringung einer Kehlnaht.
Die 1 zeigt eine Verstreicheinheit 1 mit einem Formgeber 2 zum Verstreichen von viskosen Material 3 auf einem Bauteil 4.
Der Formgeber 2 weist eine erste Formgebungskontur 5 sowie eine zweite Formgebungskontur 6 zum Formen des viskosen Materials 3 beim Verstreichen auf. Bei dem viskosen Material 3 handelt es sich hier und vorzugsweise um ein Dichtungsmaterial, insbesondere eine Flugzeugdichtmasse oder ein silikonartiges Dichtungsmaterial. Das Bauteil 4 kann insbesondere ein Zusammenbau, vorzugsweise ein Flugzeugstrukturbauteil und/oder ein Kraftfahrzeugteil insbesondere ein Karosseriestrukturbauteil sein.
Wie in der 1 zu sehen ist, weist die Verstreicheinheit 1 vorzugsweise zur Applikation des viskosen Materials 3 auf dem Bauteil eine Düse 8 auf. Die Düse 8 ist bevorzugt in Relativbewegungsrichtung der Verstreicheinheit 1 zum Bauteil 4 vor dem Formgeber 2 angeordnet.
Vorzugsweise ist die Düse 8 in einem vordefinierten festen Abstand zu dem Formgeber 2 angeordnet. Hierdurch kann ein robuster Verstreichprozess gewährleistet werden, denn das viskose Material 3 kann auf dem Wegstück von der Düse 8 zum Formgeber 2 in vordefinierter Weise vorverfestigen und/oder teilaushärten. Im Falle von einem kompressiblen viskosen Material 3 kann sich hierdurch das viskose Material 3 vor dem Formgeben ausdehnen und/oder entspannen. Der Abstand zwischen der Düse 8 und dem Formgeber 2 beträgt vorzugsweise maximal 5 cm, weiter vorzugsweise maximal 3 cm, weiter vorzugsweise maximal 1 cm.
Die Formgebungskonturen 5, 6 sind in einer Auftrags- bzw. Streichrichtung V unmittelbar hintereinander angeordnet. Die erste Formgebungskontur 5 liegt dabei in der Streichrichtung V hinter der zweiten Formgebungskontur 6 und ist in festem Abstand relativ zu der Düse 8 angeordnet.
Die zweite Formgebungskontur 6 ist mittels eines Aktors 7 in Farm eines Pneumatikzylinders oder Servomotors relativ zu der ersten Formgebungskontur 5 bewegbar. Die Bewegung erfolgt senkrecht zu der Streichrichtung V auf das Bauteil 4 zu oder von dem Bauteil 4 weg.
Im Fall des ersten Ausführungsbeispiels umfasst die zweite Formgebungskontur 6 zudem zwei separat zueinander bewegbare Kontursegmente 6a, 6b, die quer zu der Streichrichtung V nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist eines der Kontursegmente 6a unmittelbar mit dem Aktuator 7 verbunden, wobei das andere der Kontursegmente 6b separat bewegbar an dem ersten Kontursegment 6a geführt ist. Über eine Feder 6c ist das zweite Kontursegment 6b vorgespannt, so dass es jederzeit bis zu einem Anschlag an dem ersten Kontursegment 6a vorgeschoben ist, sofern es nicht an dem Bauteil 4 anliegt und hierdurch gegenüber dem ersten Kontursegment 6a aus der Anschlagposition bewegt wird.
Eine solche Anordnung ist insbesondere bei der im ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Stufennaht des Bauteils vorteilhaft. Das zweite Kontursegment kann dabei auf der Oberkante der Stufe aufliegen und das viskose Material dort vollständig abstreifen, während das zweite Kontursegment gezielt verstellt wird.
2 zeigt die Verstreicheinheit 1 in drei verschiedenen Positionen der zweiten Formgebungskontur 6. In der linken Abbildung ist die zweite Formgebungskontur 6 vollständig zurückgezogen und die Querschnittsform des aufgetragenen viskosen Materials wird vollständig von der ersten Formgebungskontur 5 bestimmt. In der mittleren Abbildung ist die zweite Formgebungskontur 6 teilweise vorgeschoben, so dass der zweite Konturabschnitt 6b bereits auf der oberen Kante der Bauteilstufe aufliegt und dort den Materialauftrag verhindert. Der erste Konturabschnitt 6a lässt im unteren Bereich der Bauteilstufe noch einen in der Höhe reduzierten Materialauftrag zu. In der rechten Abbildung ist die zweite Formgebungskontur 6 maximal vorgeschoben und überdeckt die erste Formgebungskontur 5 vollständig.
Des Weiteren weist die Verstreicheinheit 1 hier und vorzugsweise einen Sensor (nicht dargestellt) zur Erkennung des zu überstreichenden Bereichs, vorzugsweise einer Fuge des Bauteils 4 auf. Der Sensor ist hier und vorzugsweise in Relativbewegungsrichtung vor der Düse 8 und/oder dem Formgeber 2 angeordnet.
Beim Verstreichen läuft er der Düse 8 und/oder dem Formgeber 2 hier und vorzugsweise voraus. Vorzugsweise ist der Sensor als optischer Sensor, insbesondere Linienlaser, ausgebildet. Mit einem Linienlaser wird eine sichere Detektion der betreffenden Fuge ermöglicht.
Hier und vorzugsweise erfasst der Sensor einen zu überstreichenden Bereich des Bauteils 4. Eine Steuerung wertet die resultierenden Sensordaten aus. Vorzugsweise werden mittels der Steuerung die Formgebungskonturen des Formgebers 2 in Abhängigkeit von den Sensordaten gesteuert und/oder geregelt. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung in Abhängigkeit von den Sensordaten die Relativbewegung zwischen dem Bauteil 4 und der Verstreicheinheit 1 steuern und/oder regeln. Durch eine Kombination der Steuerung der Relativbewegung und der Formgebungskonturen kann die Nahtqualität gesteigert werden. Beispielsweise können Bewegungsabweichungen eines die Verstreicheinheit tragenden Manipulators auf diese Weise durch eine Verstellung der Formgebungskontur kompensiert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung in Abhängigkeit von den Sensordaten die Relativbewegung zwischen dem Bauteil 4 und der Verstreicheinheit 1 steuern und/oder regeln. Die zum Verstreichen notwendige Relativbewegung zwischen Bauteil 4 und Formgeber 2 kann dabei auf unterschiedliche Arten erzeugt werden. Bspw. kann die Verstreicheinheit 1 als Endeffektor z. B. eines Industrieroboters ausgebildet sein und relativ zum Bauteil 4 bewegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Bauteil 4 relativ zum Formgeber 2 bewegt werden. Bspw. kann das Bauteil 4 in einer Bauteilaufnahme aufgenommen werden, die wiederum relativ zum Formgeber 2 bewegt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Steuerung in Abhängigkeit von den Sensordaten den Volumenstrom und/oder Massenstrom von viskosem Material durch die Düse 8 auf den zu überstreichenden Bereich regelt und/oder steuert.
Die Erfindung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel funktioniert nun wie folgt:
Gemäß den Darstellungen in 3 kann ein Anfangsbereich der Naht kontrolliert dadurch ausgeformt werden, dass zunächst die zweite Formgebungskontur 6 maximal vorgeschoben ist und die erste Formgebungskontur 5 vollständig überdeckt (3a). Sodann wird mit einer Abgabe des viskosen Materials aus der Düse 8 begonnen und die Verstreicheinheit 1 in der Streichrichtung V bewegt. Die zweite Formgebungskontur 6 wird kann kontinuierlich nach oben gefahren, so dass zunehmend Material mit zunehmender Dicke in dem unteren Bereich der Bauteilstufe aufgetragen wird (3b). Zuletzt ist gemäß 3c die zweite Formgebungskontur vollständig zurückgezogen, so dass nur die erste Formgebungskontur den Querschnitt des aufgetragenen Materials bestimmt. Dies ist ein quasistationärer Zustand, in dem ein beliebig langer Mittelbereich der Naht aufgebracht wird.
Gemäß den Darstellungen in 4 kann ein Endbereich der Naht kontrolliert dadurch ausgeformt werden, dass zunächst die zweite Formgebungskontur 6 maximal zurückgezogen ist und der vorstehend erwähnte Mittelbereich der Naht aufgetragen wird (4a). Sodann wird die zweite Formgebungskontur 6 kontinuierlich nach unten gefahren, so dass der Querschnitt zunehmend begrenzt wird (4b). Zuletzt ist gemäß der rechten Abbildung die zweite Formgebungskontur vollständig gegen das Bauteil 4 geschoben, so dass sämtliches Material abgestreift wird (4c). Bei oder kurz vor Erreichen dieses Zustands wird zweckmäßig der Materialfluss aus der Düse 8 gestoppt.
Gemäß den Darstellungen in 5 wird ein Verfahren erläutert, bei dem das viskose Material 3 in zwei Schritten übereinander auf denselben Bereich des Bauteils 4 aufgetragen wird.
Dabei wird zunächst eine erste, kleinere Naht 9 mittels der zweiten Formgebungskontur aufgebracht, um das Ausfüllen einer Ecke der Bauteilstufe sicherzustellen (5a). Dabei wird zweckmäßig die Form der ersten Naht in der zweiten Formgebungskontur 6, vorliegend an dem Kontursegment 6a, ausgeformt. Je nach Anforderungen kann die Form des Kontursegments 6a in diesem Bereich wie in den Verfahren in 3 bzw. 4 ausgebildet sein, oder es kann eine entsprechende Freilassung vorgesehen sein.
Nachfolgend wird dann die Verstreicheinheit in eine Startposition zurückgefahren und mittels der ersten Formgebungskontur 5 wird eine größere, zweite Naht 10 aufgebracht (5b). Die zweite Naht 14 kann die erste Naht insbesondere vollständig überdecken. Zweckmäßig wird sie rechtzeitig vor einem Abbinden der ersten Naht aufgebracht.
Auch bei einem solchen mehrstufigen Auftrag des Materials kann zudem eine kontrollierte Ausformung der Anfangs- und/oder Endbereiche durch die Relativbewegung der Formgebungskonturen 5, 6 vorgesehen sein. Entsprechend können die Verfahren nach 3/4 einerseits und der doppelte Auftrag nach 5 kombiniert erfolgen.
6 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung, bei der die zweite Formgebungskontur 6 einteilig ausgebildet ist bzw. nicht in Kontursegmente aufgeteilt ist. Die zweite Formgebungskontur 6 ist über eine Führung 11 mit der ersten Formgebungskontur verbunden und relativ zu dieser mittels eines (nicht dargestellten) Aktors bewegbar. Auch mit einer solchen vereinfachten Anordnung lassen sich sämtliche der vorstehend beschriebenen Auftragsverfahren, nämlich die Ausbildung von Anfangs- und Endbereichen bzw. der zweischichtige Auftrag einer Naht analog durchführen. Lediglich die vorzeitige Anlage des einen Kontursegments an der Bauteilstufe steht nicht zur Verfügung.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Formgebungskonturen 5, 6 zum Auftrag einer Kehlnaht optimiert sind. Entsprechend hat die zweite Formgebungskontur eine spitzwinkelige Form, die im vorgeschobenen Zustand in die Kehlnaht vollständig in eine Kehle des Bauteils 4 eingreifen kann.
Analog zu den vorstehenden Beschreibungen ist in den Abbildungen von 7a die Ausbildung eines Anfangsbereiches der Naht dargestellt, während in den Abbildungen von 7b die Ausbildung eines Endbereiches der Naht dargestellt ist.
Es darf noch darauf hingewiesen werden, dass hier und vorzugsweise die erste Formgebungskontur 5 und die zweite Formgebungskontur 6 formstabil, hier und vorzugsweise starr, ausgestaltet sind, soweit die jeweiligen mit dem viskosen Material in formenden Eingriff kommenden Abschnitte betroffen sind. Diese Abschnitte können jeweils beispielsweise aus mindestens einem Blechelement oder mindestens einem elastischen, jedoch formstabilen Formgebungselement, insbesondere Wandelement, gebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2896463 A1 [0002]
JP 2014-057638 A [0003]

Claims

Verstreicheinheit (1) mit einem Formgeber (2) zum Verstreichen von viskosem Material (3), insbesondere Dichtungsmaterial, auf einem Bauteil (4), wobei der Formgeber (2) eine erste Formgebungskontur (5) zum Formen des viskosen Materials (3) beim Verstreichen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Formgebungskontur (6) des Formgebers (2) zum Formen des viskosen Materials (3) mittels eines Aktors (7) in einer Streichrichtung (V) in Überdeckung mit der ersten Formgebungskontur (5) bringbar ist, so dass eine Form des Formgebers (2) während eines Auftragsvorgangs verstellbar ist.
Verstreicheinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formgebungskontur (6) einen Verlauf aufweist, der im Wesentlichen einem Querschnitt des Bauteils (4) im Bereich des Verstreichens entspricht.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formgebungskontur (6) zumindest zwei separat zueinander bewegbare Kontursegmente (6a, 6b) umfasst, wobei die Kontursegmente (6a, 6b) insbesondere quer zu der Streichrichtung (V) nebeneinander angeordnet sind.
Verstreicheinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der separat bewegbaren Kontursegmente (6b) federelastisch gegenüber dem anderen der Kontursegmente (6a) bewegbar ist.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (4) ein Strukturbauteil eines Flugzeugs ist, insbesondere umfassend eines oder mehrere Materialien aus der Gruppe Aluminiumlegierung, Verbundfaserwerkstoff und/oder Titan.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das viskose Material (3) auf eine Verbindungsnaht des Bauteils (4) aufgebracht wird, wobei die Verbindungsnaht insbesondere als eine Stufennahht oder eine Kehlnaht ausgebildet ist.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formgebungskontur (6) die erste Formgebungskontur (5) zumindest zu Beginn eines Materialauftrags zumindest teilweise überdeckt, wobei die zweite Formgebungskontur (6) während des Auftrags eines Anfangsbereiches zurückbewegt wird.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Formgebungskontur (6) die erste Formgebungskontur (5) während eines kontinuierlichen Materialauftrags zumindest überwiegend freigibt, wobei die zweite Formgebungskontur (6) während des Auftrags eines Endbereiches in Überdeckung mit der ersten Formgebungskontur (5) gebracht wird.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstreicheinheit eine Düse (8) zur Applikation des viskosen Materials, insbesondere des Dichtungsmaterials, auf dem Bauteil (4) aufweist.
Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstreicheinheit einen Sensor, insbesondere einen Linienlaser, zur Erkennung des zu überstreichenden Bereichs des Bauteils aufweist.
System zum Verstreichen von viskosem Material auf einem Bauteil, wobei das System eine Bauteilaufnahme zur Aufnahme eines Bauteils aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Verstreicheinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen Manipulator mit der Verstreicheinheit (1) als Endeffektor aufweist.
Verfahren zum Verstreichen eines viskosen Materials auf einem Bauteil mittels einer Verstreicheinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Schritte: a. Auftrag des viskosen Materials (3) auf das Bauteil (4) in einer ersten Stellung der Formgebungskonturen (5, 6) relativ zueinander; b. Auftrag des viskosen Materials auf das Bauteil in einer zweiten Stellung der Formgebungskonturen (5, 6) relativ zueinander.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, in Schritt a oder in Schritt b jeweils ein Anfangsbereich oder ein Endbereich des viskosen Materials (3) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das viskose Material in Schritt a und in Schritt b übereinander auf denselben Bereich des Bauteils (4) aufgetragen wird.