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Die Erfindung betrifft eine Applikationseinheit zum Anbringen eines Dichtungsprofils auf ein dem Verschließen einer Karosserieöffnung dienenden Karosseriebauteil, mit einem Anrollkopf mit einer Andrückrolle, die das Dichtungsprofil mit einer Andrückkraft in einer Andrückrichtung gegen das Karosseriebauteil beaufschlagt.
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Derartige Dichtungsprofile sind beispielsweise dafür vorgesehen, eine dichtende Verbindung zwischen einer Karosserieöffnungen und der in ihr eingesetzten Abdeckung herzustellen. Bei so einer Abdeckung kann es sich beispielsweise um eine Tür, einen Kofferraumdeckel oder ein Schiebedachelement handeln. Im Folgenden soll exemplarisch auf eine Fahrzeugtür eingegangen werden, die in dem Stadium, in dem das Dichtungsprofil auf ihr angebracht wird, auch als Türzusammenbau bezeichnet werden kann.
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Im Stand der Technik ist ein als „direktes Anrollen“ bezeichnetes Verfahren zum Anbringen eines Dichtungsprofils auf einen Türzusammenbau bekannt. Hierbei wird das Dichtungsprofil von einer Endlosrolle mittels eines Anrollkopfes gefördert, der Vorschub auf den Türzusammenbau geregelt und durch eine Andrückrolle auf den Türzusammenbau angedrückt und verklebt. Der Türzusammenbau an sich ist in einer bewegbaren Halterungsvorrichtung, beispielsweise über einen Industrieroboter bewegbar, aufgenommen und wird an dem ortsfesten Anrollkopf vorbeigeführt, der dabei das Dichtungsprofil auf dem Türzusammenbau appliziert. Sobald das Dichtungsprofil rings um den Türzusammenbau appliziert wurde, durchtrennt ein Schnittmesser das Dichtungsprofil, um es von der Endlosrolle abzulängen. Hiernach müssen beide Stoßenden derart einander angenähert werden, dass nach Möglichkeit ein quasi nahtloses, durchgängiges Dichtungsprofil entsteht. Zu nennen ist hier beispielsweise die
DE 10 2007 010 421 B4 .
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Während des gesamten Prozesses ist es wichtig, dass eine Mindestandrückkraft auf die Klebfläche zwischen Dichtungsprofil und Karosseriebauteil aufgebracht wird. Insbesondere um in einem Schadensfall, der beispielsweise in einem partiellen Ablösen des Dichtungsprofil von dem Türzusammenbau bestehen kann, im späteren Betrieb des Karosseriebauteils nachvollziehen zu können, ob für diesen Schaden ein Unterschreiten der Mindestandrückkraft während des Applizierprozesses verantwortlich war, ist es erforderlich die Andrückkraft während des Applizierprozesses zu ermitteln und zu dokumentieren.
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Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Applikationseinheit bereitzustellen, die in der Lage ist die Andrückkraft während des Applizierprozesses zu ermitteln.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Applikationseinheit zum Anbringen eines Dichtungsprofils auf ein dem Verschließen einer Karosserieöffnung dienenden Karosseriebauteil, umfassend einen Anrollkopf mit einer Andrückrolle und einem Federelement, welches die Andrückrolle zumindest mittelbar mit einer Andrückkraft in einer Andrückrichtung gegen das Dichtungsprofil beaufschlagt, und eine Messvorrichtung zum Erfassen einer Auslenkung der Andrückrolle entgegen der Andrückrichtung.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf die federnd gehaltene Andrückrolle eine sich ändernde Kraft durch das beispielsweise mittels eines Roboters geführten Karosseriebauteil eingeleitet wird und eine hierdurch hervorgerufene Auslenkung entweder unmittelbar der Andrückrolle oder des Anrollkopfes ermittelt wird. Über einen zuvor durchgeführten Abgleich der Auslenkung der Andrückrolle oder des Anrollkopfes und der als Reaktionskraft hervorgerufenen Andrückkraft des Federelements lässt sich von der unmittelbar gemessenen Auslenkung auf die anliegende und sich im Prozessverlauf ändernde Andrückkraft rückschließen. Dies ist vorteilhaft, da eine Messung einer Auslenkung, die beispielsweise ein Winkel, eine Bogenmaß oder eine gerade Strecke sein kann, einfacher durchzuführen ist als eine unmittelbare Kraftmessung.
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In einer möglichen ersten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Andrückrolle an einem über eine Festlagerung schwenkbaren Trägerelement drehbar gehalten ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Andrückrolle lediglich drehbar gegenüber dem Trägerelement angeordnet sein muss. Auch ergibt sich durch eine geeignete geometrische Anordnung der Schwenkachse, der Andruckrichtung und der Anordnung der Messvorrichtung die Möglichkeit einer Verstärkung des Messwertes der Auslenkung. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn die Messstelle bezogen auf die Festlagerung auf der entgegengesetzten Seite der Andrückrichtung mit einem gewissen Mindestabstand zu der Andruckrichtung angeordnet ist.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass das Federelement die Andrückrolle mittelbar über das Trägerelement durch Verschwenken gegenüber der Festlagerung gegen das Dichtungsprofil beaufschlagt. Hierdurch ergibt sich insgesamt ein einfacher und robuster Aufbau, da die Anbindung der Andruckrolle an das Trägerelement hiervon nicht berührt ist.
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In einer möglichen zweiten Ausgestaltung ist die Andrückrolle an einem Trägerelement drehbar und mittels einer Linearführung in Andrückrichtung verschiebbar gehalten. Hierdurch kann darauf verzichtet werden, das Trägerelement schwenkbar beziehungsweise bewegbar auszuführen. Vorteilhaft ist hier, dass die bewegten Massen geringer sind und somit ein feinfühligeres Ansprechen der Messvorrichtung ermöglicht wird. Hierbei ist bevorzugt, dass das Federelement die Andrückrolle in der Linearführung gegen das Dichtungsprofil beaufschlagt. Auch wird hierdurch erreicht, dass der erfasste Wert der Auslenkung unmittelbar eine gerade Strecke ist, die wiederum einfach zu erfassen ist und keiner Umrechnung oder Werteabschätzung bedarf.
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Für alle Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass das Federelement eine Schraubenfeder oder eine Luftfedereinheit umfasst.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung eine die Auslenkung der Andrückrolle repräsentierende lineare Bewegung eines Referenzpunktes des Anrollkopfes erfasst. Hierdurch ergibt sich eine Reduzierung der messtechnischen Anforderungen an die Messvorrichtung, bei gleichzeitig hinreichender Genauigkeit. Auch kann vorgesehen sein, dass beispielsweise für größere winklige Auslenkungen Korrekturfaktoren angenommen werden.
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Für die Messvorrichtung kann vorgesehen sein, dass diese optische und/oder taktile Sensormittel zur Erfassung der Auslenkung umfasst.
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Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Messung der Andrückkraft auf ein Dichtungsprofil während des Anbringens des Dichtungsprofils auf ein Karosseriebauteil unter Anwendung der zuvor beschriebenen Applikationseinheit mit den Schritten:
- - Anbringen des Dichtungsprofils über einen durch einen ersten Zeitpunkt t1 und einen zweiten Zeitpunkt t2 begrenzten Zeitraum t1-t2 und
- - Erfassen einer die Auslenkung der Andrückrolle repräsentierende Bewegung, insbesondere lineare Bewegung, eines Referenzpunktes des Anrollkopfes während des Zeitraumes t1-t2,
- - Erfassen der applizierten Länge La des Dichtungsprofils während des Zeitraumes t1-t2,
- - Zuordnen der über den Zeitraum t1-t2 erfassten Auslenkung zu einer Federkraft des Federelements auf einer hinterlegten Federkraft-Auslenkung-Kennlinie,
- - Korrelieren der der erfassten Auslenkung zugeordneten Federkraft und der applizierten Länge La des Dichtungsprofils bezüglich der gemeinsamen Bezugsgröße Zeitraum t1-t2.
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In einer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird die applizierte Länge La des Dichtungsprofils mittelbar erfasst über:
- - Erfassen eines die Vorschubgeschwindigkeit V des Dichtungsprofils auf das Karosseriebauteil repräsentierenden Geschwindigkeitswertes während des Zeitraumes t1-t2,
- - Integrieren des die Vorschubgeschwindigkeit V des Dichtungsprofils repräsentierenden Geschwindigkeitswertes über den Zeitraum t1-t2.
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In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Federkraft-Auslenkung-Kennlinie über eine Kalibrierung der Applikationseinheit hinterlegt, mit den Schritten:
- - Auslenken der Andrückrolle entgegen der Andrückrichtung,
- - Erfassen einer die Auslenkung A der Andrückrolle repräsentierende lineare Bewegung eines Referenzpunktes des Anrollkopfes und
- - Erfassen der dem Auslenken A in Andrückrichtung entgegenwirkenden Federkraft.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen
- 1 eine prinzipielle Darstellung einer Applikationsvorrichtung;
- 2 eine weitere prinzipielle Darstellung einer Applikationsvorrichtung;
- 3 eine weitere prinzipielle Darstellung einer Applikationsvorrichtung;
- 4a eine Federkraft-Auslenkung-Kennlinie und
- 4b ein Integral der Vorschubgeschwindigkeit über einen Zeitraum t1-t2.
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Die 1 zeigt schematisch und nicht maßstabsgetreu eine Applikationsvorrichtung oder -einheit 10 zum Aufbringen eines Dichtungsprofils 30. Das Dichtungsprofil 30 ist auf einem ausschnittsweise dargestellten Karosseriebauteil 40 in Form eines Türzusammenbaus aufgebracht beziehungsweise wird mittels der Vorrichtung 10 auf diesem Türzusammenbau 40 appliziert. Das Dichtungsprofil 30 ist beispielsweise über ein als Heißkleber ausgebildetes Verbindungsmittel - hier nicht näher dargestellt - an dem Türzusammenbau 40 angebracht. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Anrollkopf 12 mit vorliegend einer Andrückrolle 14 und einer Fördereinrichtung 16, die das Dichtungsprofil 30 beispielsweise von einer Endlosrolle abwickelt und in Richtung der Andrückrolle 14 fördert, um von dieser auf den Türzusammenbau 40 appliziert zu werden. Die Förderrichtung des Dichtungsprofils 30 ist mit dem Pfeil RF symbolisiert. Weiterhin ist der Anrollkopf 12 weitestgehend ortsfest angeordnet, während sich der Türzusammenbau 40 über ein Handhabungsgerät an der von dem Anrollkopf 12 zugeführten Dichtungsprofil 30 entlanggeführt wird, wobei der Türzusammenbau 40 überwiegend einer Drehung unterworfen wird, wie durch den gebogenen Pfeil symbolisiert.
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Die Andrückrolle 14 ist durch entsprechende Lagermittel 20 drehbar an einem Trägerelement 18 des Anrollkopfes 12 gehalten. Der Türzusammenbau 40 wird mittels des Handhabungsgerätes an der Andrückrolle 14 des Anrollkopfes 12 derart entlanggeführt, dass über den Türzusammenbau 40 eine definierte und einstellbare Kraft auf die Andrückrolle 14 ausgeübt wird. Als Reaktionskraft ergibt sich folglich eine Andrückkraft FA von der Andrückrolle 14 über das Dichtungsprofil 40 auf den Türzusammenbau 40. Die Andrückkraft FA ist durch einen Pfeil symbolisiert, der seinen Ausgangspunkt in dem Kontaktpunkt zwischen Andrückrolle 14 und Dichtungsprofil 40 hat. Die Richtung der Andrückkraft FA ist mit dem gleichen Pfeil symbolisiert und ist als Andrückrichtung RA bezeichnet.
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Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Applikationsvorrichtung 10. Der Anrollkopf 12 der Applikationsvorrichtung 10 ist hierbei über die Lagermittel 201 um eine Schwenkachse S schwenkbar gelagert. Über die Lagermittel 202 und ein Federelement 22 ist der Anrollkopf 12 federnd abgestützt und zwar derart, dass bei einer Ein- oder Ausfederbewegung des Anrollkopfes 12 dieser um die Schwenkachse S auslenken kann. Eine Auslenkung des Anrollkopfes 12 wird maßgeblich durch eine Beaufschlagung des Anrollkopfes 12 beziehungsweise der Andrückrolle 14 durch den Türzusammenbau 40 während des Applikationsprozesses des Dichtungsprofils 30 verursacht. Übersteigt die Kraft, mit der der Türzusammenbau 40 mittels des Handhabungsgeräts gegen die Andrückrolle 14 geführt wird, die durch das Federelement 22 aufgebrachte und entgegengesetzt gerichtete Andrückkraft FA kommt es zu einer Auslenkung des Anrollkopfes 12 um die Schwenkachse S weg von dem Türzusammenbau 40. Bevorzugt ist der Anrollkopf 12 über das Trägerelement 18 über die Lagermittel 201 um die Schwenkachse S auslenkbar gelagert.
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Weiterhin sind eine Messvorrichtung 24 und ein Referenzpunkt 26 auf dem Anrollkopf 12 vorgesehen. Bevorzugt ist der Referenzpunkt 26 auf dem Trägerelement 18 angeordnet. Die Messvorrichtung 24 ist bevorzugt ortsfest angeordnet, was mit weiteren Lagermitteln 203 angedeutet ist. Die Messvorrichtung 24 ist derart auf den Referenzpunkt 26 ausgerichtet, dass sie die Lage und eine Veränderung der Lage des Referenzpunktes 26 zu detektieren vermag. Mittels der Messvorrichtung 24 ist es demnach möglich, eine Veränderung der Lage des Referenzpunktes 26, die sich infolge einer Auslenkung des Anrollkopfes 12 um die Schwenkachse S ergibt, zu erfassen. In der 2 ist eine Auslenkung des Anrollkopfes 12 dadurch symbolisiert, dass eine nach unten ausgelenkte Lage teilweise gestrichelt und hierzu ein unterer Referenzpunkt 262 eingezeichnet ist. Entsprechend wird der obere Referenzpunkt mit 261 beziffert, der beispielsweise eine Referenzlage beziehungsweise Nulllage des Anrollkopfes 12 bezeichnen kann. Der vertikale Abstand A zwischen den beiden Referenzpunktlagen 261 und 262 kann als repräsentatives Maß für eine Auslenkung des Anrollkopfes 12 angenommen werden.
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Die 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Applikationsvorrichtung 10. Im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß 2 ist die Anrollkopf 12 über Lagermittel 201 ortsfest gehalten. Weiterhin ist die Andrückrolle 14 in einer Linearführung 28 linearbeweglich gegenüber dem Trägerelement 18 gehalten. Die Richtung des Freiheitgrades der Linearführung 28 fluchtet zumindest weitestgehend mit der Richtung der von dem Türzusammenbau 40 auf die Andrückrolle 14 aufgebrachten Kraft, die in der Andrückkraft FA ihre Reaktionskraft findet. Über die Lagermittel 202 und ein Federelement 22 ist die Andrückrolle 14 federnd in der Linearführung 28 abgestützt und zwar derart, dass bei einer Ein- oder Ausfederbewegung durch den Anrollkopf 12 unmittelbar eine Bewegung in der Linearführung 28 vollzogen wird. Das Federelement 22 ist über die Lagermittel 202 ortsfest abgestützt. Der Referenzpunkt 26 ist vorliegend unmittelbar im Bereich der Linearführung 28 angeordnet, so dass sich die beiden Referenzpunktlagen 261 und 262 näher an die Andrückrolle 14 verlagert ergeben, verglichen mit dem Ausführung gemäß 2.
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Der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 10 mit der Messvorrichtung 24 zur prozessbegleitenden Andrückkraftmessung liegt der Zusammenhang zugrunde, dass einer bestimmten über die Referenzpunktlagen 261 und 262 gemessenen Auslenkung A der Andrückrolle 14 immer eine definierte durch das Federelement 22 auf die Andrückrolle 14 aufgebrachte Andrückkraft FA entspricht. Wird nun während des Anbringens des Dichtungsprofils 30 auf den Türzusammenbau 40 eine durch einen ersten Zeitpunkt t1 und einen zweiten Zeitpunkt t2 begrenzter Zeitraum t1-t2 betrachtet, so wird während des Zeitraumes t1-t2 eine Auslenkung Ader Andrückrolle 14 fortlaufend erfasst. Bei den Zeitpunkten t1 und t2 kann es sich beispielsweise um einen Anfangszeitpunkt und einen Endzeitpunkt des Applikationsvorgangs des gesamten Dichtungsprofils 30 auf den Türzusammenbau 40 handeln. Es kann eine Erfassung der Auslenkung A fortlaufend in dem Sinne erfolgen, dass beispielsweise in bestimmten zeitlichen Abständen Werte erfasst werden, wobei dies beispielsweise alle 500ms erfolgen kann. Weiterhin wird während des Zeitraumes t1-t2 die applizierte Länge La des Dichtungsprofils 30 erfasst, was bevorzugt in den gleichen zeitlichen Abständen wie das Erfassen der Auslenkung A erfolgt. Es erfolgt ein Zuordnen der über den Zeitraum t1-t2 erfassten Auslenkung zu einer die Andrückkraft FA erzeugende Federkraft des Federelements 22 auf einer hinterlegten Federkraft-Auslenkung-Kennlinie. Schließlich erfolgt ein Korrelieren der der erfassten Auslenkung A zugeordneten Federkraft beziehungsweise Andrückkraft FA und der applizierten Länge La des Dichtungsprofils 30 bezüglich der gemeinsamen Bezugsgröße „Zeitraum t1-t2“.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Federkraft-Auslenkung-Kennlinie über eine Kalibrierung der Applikationseinheit 10 hinterlegt wird, indem die Andrückrolle 14 entgegen der Andrückrichtung RA ausgelenkt wird, hierbei die Auslenkung A der Andrückrolle 14 erfasst wird und außerdem die dem Auslenken in Andrückrichtung RA entgegenwirkende Federkraft, die der Andrückkraft FA entspricht, des Federelements 22 erfasst wird. Dies ist anhand der 4a dargestellt.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die applizierte Länge La des Dichtungsprofils 30 mittelbar erfasst wird und zwar über ein Erfassen eines die Vorschubgeschwindigkeit V des Dichtungsprofils 30 auf das Karosseriebauteil 40 repräsentierenden Geschwindigkeitswertes, beispielsweise die Bahngeschwindigkeit des bewegten Bauteils, während des Zeitraumes t1-t2 und Integrieren des Geschwindigkeitswertes über den Zeitraum t1-t2. Dies ist anhand der 4b dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Applikationseinheit
- 12
- Anrollkopf
- 14
- Andrückrolle
- 16
- Fördereinrichtung
- 18
- Trägerelement
- 20
- Lagermittel
- 22
- Federelement
- 24
- Messvorrichtung
- 26
- Referenzpunkt
- 28
- Linearführung
- 30
- Dichtungsprofil
- 40
- Karosseriebauteil
