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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Befestigen einer Dichtung an einem korrespondierenden Befestigungselement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen einer Dichtung an einem korrespondierenden Befestigungselement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
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Ein solches Werkzeug und ein solches Verfahren zum Befestigen einer insbesondere aus Gummi gebildeten Dichtung an einem korrespondierenden Befestigungselement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sind beispielsweise bereits aus der
DE 40 35 366 A1 bekannt. Das Werkzeug weist dabei wenigstens einen Träger und wenigstens eine Andruckrolle auf, welche drehbar an dem Träger gehalten und somit um eine Drehachse relativ zu dem Träger drehbar ist. Die Andruckrolle wird zum Anpressen der Dichtung an das Befestigungselement genutzt. Somit ist im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass die Dichtung mittels der Andruckrolle an das Befestigungselement angepresst wird, indem die Andruckrolle gegen die Dichtung gedrückt und entlang der Dichtung gerollt wird, insbesondere während die Andruckrolle gegen die Dichtung gedrückt und somit in direkten Kontakt mit der Dichtung gehalten wird.
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Des Weiteren offenbart die
DE 42 43 989 A1 eine Vorrichtung zum Anbringen einer selbstklebenden Dichtung auf einem Flansch, insbesondere einer verschließbaren Öffnung an einer Kraftfahrzeugkarosserie. Aus der
DE 38 08 443 A1 ist ein Verfahren zum Ankleben von biegeschlaffen, strangartigen Profilen auf Tragkörpern mit Hilfe eines Industrieroboters bekannt. Des Weiteren ist der
DE 101 38 781 A1 ein Verfahren zur Anbringung einer Dichtung an einer Fahrzeugtür als bekannt zu entnehmen.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2009 048 167 A1 eine Applikationsvorrichtung, welche zur Applikation eines Dichtprofils an einer Kante geeignet ist. Die Applikationsvorrichtung umfasst einen Walzenkörper, einen Gabelbügel mit einer Bügelbasis und zwei sich an jedem Ende der Bügelbasis parallel zueinander rechtwinklig wegerstreckenden Seitenschenkeln, einen ersten Handgriff und einen zweiten Handgriff. Dabei fluchtet der erste Seitenschenkel des Gabelbügels mit einer Rollachse des Walzkörpers. Der zweite Seitenschenkel ist rechtwinklig an dem ersten Handgriff angeordnet, und die Bügelbasis ist parallel zu einer Längsachse des ersten Handgriffs versetzt angeordnet. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der zweite Handgriff sich rechtwinklig von der Bügelbasis wegerstreckend um die Bügelbasis radial in einer Vielzahl von Positionen festlegbar angeordnet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, sodass die Dichtung auf besonders vorteilhafte Weise an dem Befestigungselement befestigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Befestigen einer insbesondere aus einem Gummi gebildeten Dichtung an einem korrespondierenden Befestigungselement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs wie beispielsweise eines Kraftwagens. Bei dem Befestigungselement handelt es sich beispielsweise um einen Flansch, auf welchen die auch als Dichtungselement bezeichnete Dichtung aufgesteckt ist beziehungsweise wird, um die Dichtung an dem Flansch zu befestigen. Das Werkzeug weist wenigstens einen Träger und wenigstens eine Andruckrolle auf, welche drehbar an dem Träger gehalten und dadurch um eine Drehachse relativ zu dem Träger drehbar ist. Die Andruckrolle wird zum Anpressen der Dichtung an das Befestigungselement genutzt, um dadurch einen festen und sicheren Sitz der Dichtung an dem Befestigungselement, insbesondere auf dem Flansch, zu gewährleisten.
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Um nun die Dichtung auf besonders vorteilhafte Weise an dem Befestigungselement befestigen zu können, weist die Andruckrolle außenumfangsseitig eine zum Anpressen der Dichtung in direkten Kontakt mit der Dichtung zu bringende, an der Dichtung abzurollende und helixförmige Struktur auf. Mit anderen Worten weist die Andruckrolle außenumfangsseitig die genannte Struktur auf, welche in direkten Kontakt mit der Dichtung gebracht und an der Dichtung abgerollt wird, insbesondere während die Struktur in direktem Kontakt mit der Dichtung gehalten und insbesondere gegen die Dichtung gedrückt wird, um dadurch die Dichtung an das Befestigungselement anzupressen. Dabei ist die Struktur als eine helixförmige Struktur ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Struktur eine schraubenförmige Struktur ist, welche wenigstens eine Helix aufweist, die auch als Schraube, Schraubenlinie, zylindrische Spirale oder Wendel bezeichnet wird. Somit ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Andruckrolle als so genannte Wendelrolle ausgebildet ist, mittels welcher die Dichtung auf besonders vorteilhafte Weise gegen das Befestigungselement gedrückt beziehungsweise an das Befestigungselement angedrückt werden kann.
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Unter dem Merkmal, dass die Struktur helixförmig und somit beispielsweise als Wendel ausgebildet ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Struktur wenigstens einen Vorsprung aufweist, welcher sich wie eine Schraubenlinie und somit schraubenförmig erstreckt. Die Helix beziehungsweise der Vorsprung ist dabei eine oder folgt einer Kurve, die sich mit zumindest im Wesentlichen konstanter Steigung um einen insbesondere gedachten Mantel eines Zylinders windet.
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Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche Andruckrollen eine zylindrische Form aufweisen oder zylindrisch mit Kegeln und/oder Trapezen ausgebildet sind und/oder eine bauchige Form oder eine Kombination davon aufweisen. Dabei ist es möglich, eine außenumfangsseitige Oberfläche einer solchen Andruckrolle mit leichten Längsnuten und/oder einer Rändelung zu versehen, um eine vorteilhafte Griffigkeit der Andruckrolle auf der Dichtung zu erreichen, insbesondere während eines Rollvorgangs, während welchem die Andruckrolle entlang der Dichtung gerollte und in Kontakt mit der Dichtung gehalten wird. Das Werkzeug wird üblicherweise auch als Rollformgerät bezeichnet. Herkömmlicherweise wird die Dichtung auf einen beispielsweise als Karosserieflansch ausgebildeten Flansch aufgesteckt und dadurch vormontiert. Herkömmliche Rollengeometrien von herkömmlichen Andruckrollen erschweren dabei ein Einfahren des Rollformgeräts beziehungsweise das Bewegen der Andruckrolle in Kontakt mit der Dichtung, da dieses Einfahren üblicherweise von einer Person manuell durchgeführt wird, wobei zum Einfahren ein hoher Kraftaufwand für die Person entsteht. Dies kann zu Beschädigungen der Dichtung führen. Üblicherweise ist es ferner vorgesehen, dass die Person das Rollformgerät, insbesondere abhängig von einer Position am Kraftfahrzeug, während des gesamten Rollvorgang gegen das Befestigungselement drücken muss, um das Rollformgerät zu halten und eine hinreichend hohe, in Richtung des Befestigungselements wirkende Kraft zum Anpressen der Dichtung gegen das Befestigungselement zu erzeugen. Dabei kann das Rollformgerät durch Nachlassen der einen Haltedruck bewirkenden Kraft von der Dichtung abrutschen, was zu einer Beschädigung der Dichtung führen kann. Ferner kann die Person aufgrund des hohen Kraftaufwands schnell ermüden.
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Herkömmlicherweise zum Einsatz kommende Rollformgeräte erzeugen im Wesentlichen einen Anpressdruck auf wenigstens eine Seite des Befestigungselements und müssen üblicherweise in eine Vorschubrichtung gedrückt oder gezogen werden, um die Andruckrolle entlang der Dichtung zu rollen. Während des auch als Rollforming bezeichneten Rollvorgangs kann auf der Dichtung Schlupf entstehen. Dies bedeutet, dass die Andruckrolle während ihres Antreibens auf der Dichtung durchrutscht. Auch hierdurch kann es zu Beschädigungen der Dichtung kommen und/oder die Funktion eines so genannten Sealers der Dichtung kann negativ beeinträchtigt werden. Außerdem dürfen herkömmliche Rollformgeräte eine gewisse Größe nicht überschreiten, da es sonst zu einem übermäßig hohen Gewicht und zu einer schlechten Handhabung kommen kann. Auch dies kann zu vermehrten Beschädigungen der Dichtung führen.
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Der Sealer in der Dichtung soll eine Unter- und Überwanderung des Befestigungselements durch Wasser verhindern. Bei einer Fehlfunktion kann die Dichtung ihre Dichtfunktion verlieren, sodass beispielsweise das Kraftfahrzeug undicht wird. Die Funktion des Sealers ist abhängig von einer gleichmäßigen Krafteinwirkung auf die Dichtung bei dem Rollvorgang. Bisher wird diese Funktion des Sealers vom Schlupf, der Haltung des Werkzeugs, und Führung des Rollformgeräts sowie von der aufzuwendenden Kraft durch die Person zum Aufdrücken des Rollformgeräts auf die Dichtung und durch schwankende Produkteigenschaften sowie Gleitlackbeschichtungen stark beeinflusst. Durch Wanddickensprünge, insbesondere durch Blechstärkensprünge, des Befestigungselements können ferner Unterschiede in Anpresskräften entstehen. In der Folge ist die Geometrie einer herkömmlichen Andruckrolle ein Kompromiss, was zur Folge haben kann, dass die Belastung an den Rollformgeräten sehr unterschiedlich ist und die Rollformgeräte schnell erhitzen.
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Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug vermieden werden, sodass die Dichtung besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig an dem Befestigungselement befestigt werden kann. Insbesondere je nach Steigung der Helix, je nach Oberflächen-Art der Struktur, je nach Tiefe und Rauigkeit der Struktur und je nach Anzahl an helixförmigen und auch als Wendel bezeichneten Vorsprüngen der Struktur können eine Kraftwirkung, insbesondere in z-Richtung, eine Walkbewegung und eine Vortriebsgeschwindigkeit, mit welcher beispielsweise die Andruckrolle beziehungsweise das Werkzeug entlang des Befestigungselement beziehungsweise entlang der Dichtung bewegt wird, bedarfsgerecht eingestellt und beeinflusst werden. Üblicherweise kann es vorkommen, dass die Andruckrolle über die Dichtung gerieben ist, wodurch es zu Reibung zwischen der Andruckrolle und der Dichtung kommen kann. Dies ist jedoch unerwünscht. Mittels der helixförmigen Struktur kann dies nun vermieden werden, wobei zumindest im Wesentlichen keine Reibung, sondern Druck auf die Dichtung ausgeübt wird. Die helixförmige Struktur verhindert somit die Entstehung von übermäßigem Schlupf auf der Dichtung , wobei Druck in z- und y-ausgeübt auf die Dichtung ausgeübt wird.
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Dadurch, dass die Struktur helixfömig ausgebildet ist und somit wenigstens einen auch als Helix-Wendel bezeichneten Wendel aufweist, wird insbesondere dann, wenn die Andruckrolle und somit die helixförmige Struktur entlang der Dichtung gerollt und dabei an der Dichtung abgerollt wird, während die helixfömige Struktur gegen die Dichtung gedrückt wird, eine Walkbewegung sowie eine Kraftwirkung in z-Richtung auf die Dichtung erzeugt, welche dazu führt, dass die Dichtung nicht nur seitlich, das heißt nicht nur in eine senkrecht zur z-Richtung verlaufende Richtung, sondern auch in z-Richtung auf das Befestigungselement beziehungsweise gegen dieses gedrückt wird.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der helixförmige Vorsprung an sich bauchig beziehungsweise konvex, das heißt nach außen gewölbt ausgebildet ist, beziehungsweise eine bauchige Form aufweist, wodurch die Dichtung besonders vorteilhaft gegen das Befestigungselement gedrückt werden kann, wenn die Andruckrolle gegen das Dichtungselement gedrückt und dabei an der Dichtung abgerollt wird. Insbesondere ist es beispielsweise vorgesehen, dass bei der oder durch die helixförmige Struktur eine außenumfangsseitige Oberfläche der Andruckrolle geschaffen ist, wobei sich beispielsweise bei der Oberfläche konvexe Bereiche mit konkaven Bereichen der Oberfläche abwechseln.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug kann wenigstens eine zweite Andruckrolle aufweisen, wobei die vorherigen und folgenden Ausführungen zur ersten Andruckrolle ohne weiteres auch auf die zweite Andruckrolle übertragen werden können und umgekehrt. Weist das Werkzeug die wenigstens zwei Andruckrollen auf, welche einfach auch als Rollen bezeichnet werden, so ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Rollen einander gegenüberliegend angeordnet und gegenläufig, das heißt als gegenläufige Rollen ausgebildet sind. Somit ist es beispielsweise möglich, mittels der ersten Andruckrolle die Dichtung gegen eine erste Seite des Befestigungselements zu drücken, während mittels der zweiten Andruckrolle die Dichtung gegen eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Befestigungselements gedrückt werden kann beziehungsweise gedrückt wird. Dadurch kann die Dichtung besonders fest sowie zeit- und kostengünstig an dem Befestigungselement befestigt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Struktur eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung der Andruckrolle aufeinanderfolgenden und voneinander beabstandeten helixfömigen Vorsprüngen, das heißt Wendel beziehungsweise Helix-Wendel auf, wodurch sich eine besonders vorteilhafte Walkbewegung der Andruckrolle auf der Dichtung realisieren lässt. Die vorherigen und folgenden Ausführungen zu dem zuerst genannten, wenigstens einen Vorsprung können ohne weiteres auch auf die anderen beziehungsweise auf die Mehrzahl der helixförmigen Vorsprünge übertragen werden und umgekehrt, sodass es denkbar ist, dass der jeweilige helixförmige Vorsprung an sich bauchig ausgebildet ist beziehungsweise eine bauchige Form aufweist.
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Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn in Umfangsrichtung der Andruckrolle zwischen den jeweiligen Vorsprüngen helixförmige Ausnehmungen angeordnet sind. Somit sind die auch als Wendel beziehungsweise Helix-Wendel bezeichneten Vorsprünge und die auch als Vertiefungen bezeichneten Ausnehmungen in Umfangsrichtung der Andruckrolle abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet, sodass in Umfangsrichtung der Andruckrolle zwischen jeweils genau zwei der Vorsprünge genau eine der Ausnehmungen angeordnet ist. Auf diese Weise kann mittels der Andruckrolle die Dichtung besonders vorteilhaft und mit einem nur geringen Kraftaufwand gegen das Befestigungselement gedrückt werden. Die Umfangsrichtung der Andruckrolle fällt beispielsweise mit einer Drehrichtung zusammen, in die die Andruckrolle, insbesondere um die zuvor genannte Drehachse, relativ zu dem Träger drehbar ist beziehungsweise gedreht wird, wenn die Andruckrolle - während sie in direktem Kontakt mit der Dichtung gehalten wird und gegen die Dichtung gedrückt wird - an der Dichtung abgerollt wird. Die Drehachse verläuft dabei beispielsweise senkrecht zu einer gedachten Ebene, in welcher beispielsweise die Drehrichtung liegt.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der jeweilige Vorsprung abgerundete Kanten aufweist, wobei vorzugsweise die abgerundeten Kanten in direkten Kontakt mit der Dichtung kommen, wenn die Andruckrolle gegen die Dichtung gedrückt und dabei an der Dichtung abgerollt wird. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Walkbewegung realisiert werden, sodass die Dichtung auf besonders einfache Weise besonders vorteilhaft an dem Befestigungselement befestigt werden kann.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Andruckrolle einen sich in Längserstreckungsrichtung der Andruckrolle an die helixförmige Struktur anschließenden Längenbereich auf, welcher außenumfangsseitig frei von der helixförmigen Struktur ist. Dies bedeutet, dass die helixförmige Struktur nicht in dem genannten Längenbereich angeordnet ist. Die Längserstreckungsrichtung fällt dabei beispielsweise mit der zuvor genannten Drehachse zusammen. Dadurch, dass die Andruckrolle den genannten Längenbereich aufweist, kann die Andruckrolle besonders vorteilhaft eingefahren, das heißt in Kontakt mit der Dichtung bewegt werden, ohne dass es zu Beschädigungen der Dichtung kommt. Das genannten Einfahren erfolgt beispielsweise derart, dass zunächst die Andruckrolle entlang ihrer Längserstreckungsrichtung relativ zu der insbesondere vormontierten Dichtung bewegt und dabei auf die Dichtung zu bewegt wird, insbesondere so lange, bis die Andruckrolle, insbesondere relativ zu der Dichtung, eine gewünschte Position erreicht. Dann wird beispielsweise die Andruckrolle, während die Andruckrolle die Dichtung direkt berührt, an der Dichtung beziehungsweise entlang dieser abgerollt, wodurch die Dichtung mittels der Andruckrolle gegen das Befestigungselement gedrückt wird. Da die Andruckrolle vorzugsweise den genannten Längenbereich aufweist, kommen beispielsweise bei dem Einfahren zunächst der Längenbereich und daran anschließend die helixförmige Struktur in direkten Kontakt mit der Dichtung, wodurch Beschädigungen der Dichtung vermieden werden können.
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Um die Andruckrolle besonders vorteilhaft einfahren zu können, ohne dass es zu Beschädigungen der Dichtung kommt, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Andruckrolle in dem Längenbereich außenumfangsseitig zumindest im Wesentlichen glatt ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass in dem Längenbereich keine gezielt ausgebildeten Vorsprünge und Vertiefungen vorgesehen sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Längenbereich in Längserstreckungsrichtung der Andruckrolle von der helixförmigen Struktur weggewölbt, wodurch sich der Längenbereich in Längserstreckungsrichtung der Andruckrolle von der helixförmigen Struktur weg verjüngt. Der Längenbereich ist dabei beispielsweise als Kugel oder Kugelsegment ausgebildet, wodurch die Andruckrolle besonders vorteilhaft und für das Dichtungselement schonend eingefahren werden kann.
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Um die Andruckrolle besonders schonend einfahren zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Längenbereich auf einer Längserstreckungsrichtung der Andruckrolle der helixförmigen Struktur abgewandten Seite an einem freien Ende der Andruckrolle endet. Dies bedeutet, dass der genannte, vorzugsweise glatte und von der helixförmigen Struktur weggewölbte Längenbereich der letzte Längenbereich der Andruckrolle ist, sodass sich an den genannten Längenbereich kein weiterer Längenbereich der Andruckrolle anschließt. Dadurch kommen beispielsweise beim Einfahren zunächst der Längenbereich und erst daran anschließend die helixförmige Struktur in Kontakt mit der Dichtung, wodurch Beschädigungen der Dichtung vermieden werden können.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die helixförmige Struktur aus einem Kunststoff gebildet ist. Hierdurch kann die Dichtung besonders vorteilhaft und insbesondere besonders schonend an das Befestigungselement angepresst werden. Die helixförmige Struktur beziehungsweise die Andruckrolle ist beispielsweise durch ein generatives Fertigungsverfahren wie beispielsweise FLM (fused layer manufacturing - Schmelzschichtung) hergestellt, wobei FDM auch als FDM-Druckverfahren bezeichnet wird. Insbesondere ist es denkbar, dass die helixförmige Struktur beziehungsweise die Andruckrolle insgesamt durch 3D-Drucken hergestellt ist. Auf diese Weise können unterschiedliche Bauvarianten der Andruckrolle auf besonders einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden, wobei sich beispielsweise die Bauvarianten in ihren jeweiligen Geometrien voneinander unterscheiden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen einer Dichtung an einem korrespondierenden Befestigungselement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird die Dichtung mittels eines Werkzeugs, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Werkzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, an dem Befestigungselement befestigt. Bei dem Verfahren wird die Dichtung mittels wenigstens einer drehbar an einem Träger des Werkzeugs gehaltenen Andruckrolle des Werkzeugs an das Befestigungselement angepresst, indem die Andruckrolle gegen die Dichtung gedrückt beziehungsweise in Stützanlage und somit im direkten Kontakt mit der Dichtung gehalten und entlang der Dichtung gerollt wird.
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Um nun die Dichtung auf besonders vorteilhafte und insbesondere einfache Weise besonders sicher an dem Befestigungselement befestigen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Andruckrolle außenumfangsseitig eine helixförmige Struktur aufweist, welche zum Anpressen der Dichtung gegen die Dichtung gedrückt und in direktem Kontakt mit der Dichtung gehalten wird, während die Andruckrolle entlang der Dichtung gerollt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform zum Befestigen einer Dichtung an einem korrespondierenden Befestigungselement eines Kraftfahrzeugs;
- 2 ausschnittsweise eine schematische Explosionsansicht des Werkzeugs;
- 3 eine schematische Draufsicht von Andruckrollen des Werkzeugs;
- 4 eine schematische Perspektivansicht einer der Andruckrollen;
- 5 eine schematische Seitenansicht der Andruckrolle gemäß 4;
- 6 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Werkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 7 eine schematische Schnittansicht einer der Andruckrollen; und
- 8 ausschnittsweise eine schematische und perspektive Längsschnittansicht der Andruckrolle gemäß 7.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Draufsicht eine erste Ausführungsform eines im Ganzen mit 1 bezeichneten Werkzeugs zum Befestigen einer beispielsweise aus Gummi gebildeten Dichtung 16 (6) an einem korrespondierenden Befestigungselement 17 (6), insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet und weist einen beispielsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Aufbau auf. An dem Aufbau sind beispielsweise Anbauteile wie Türen, Klappen, Hauben oder dergleichen angeordnet, wobei das genannte Befestigungselement beispielsweise durch den Aufbau oder durch eines der Anbauteile gebildet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Befestigungselement um einen Flansch, insbesondere um einen Karosserieflansch oder einen Türflansch, handeln. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird die auch als Dichtungselement bezeichnete Dichtung beispielsweise zunächst auf den Flansch aufgesteckt und daraufhin mittels des auch als Rollgerät oder als Rollwerkzeug bezeichneten Werkzeugs 1 gegen den Flansch gedrückt, um dadurch die Dichtung an dem Flansch sicher zu befestigen.
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Das Werkzeug 1 weist - wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist - einen Träger 2 und zwei zumindest mittelbar drehbar an dem Träger 2 gehaltene Andruckrollen 3 und 4 auf, welche dadurch, dass die Andruckrollen 3 und 4 drehbar an dem Träger 2 gehalten sind, um jeweilige, aufeinander beabstandete und parallel zueinander verlaufende Drehachsen relativ zu dem Träger 2 drehbar sind. Das Werkzeug 1 umfasst beispielsweise wenigstens einen in den Fig. nicht erkennbaren und beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten Motor, mittels welchem die Andruckrollen 3 und 4, welche einfach auch als Rollen bezeichnet werden, antreibbar und dadurch um die jeweiligen Drehachsen relativ zu dem Träger 2 drehbar sind. Im vollständig hergestellten Zustand des Werkzeugs 1 sind die Andruckrollen 3 und 4, wie besonders gut aus 1 erkennbar ist, einander gegenüberliegend angeordnet und dabei als gegenläufige Rollen ausgebildet, sodass sich die Andruckrollen 3 und 4 dann, wenn die Dichtung mittels der Andruckrollen 3 und 4 gegen das Befestigungselement gedrückt wird und die Andruckrollen 3 und 4 an der Dichtung abgerollt werden, gegenläufig drehen.
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Aus 2 ist erkennbar, dass die Andruckrollen 3 und 4 beispielsweise auf jeweilige Haltearme 5 und 6 aufgesteckt und über die Haltearme 5 und 6 drehbar an dem Träger 2 gehalten sind. Somit werden beispielsweise mittels des Motors die Haltearme 5 und 6 und über diese die Andruckrollen 3 und 4 um die jeweiligen Drehachsen relativ zu einem Träger 2 gedreht. Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass in vollständig hergestelltem Zustand des Werkzeugs 1 zwischen den Andruckrollen 3 und 4 ein Abstand A vorgesehen ist, welcher sich senkrecht zu den Drehachsen erstreckt. Durch den Abstand A ist ein Zwischenraum gebildet, welcher zwischen den Andruckrollen 3 und 4 angeordnet ist. Das Befestigungselement und die Dichtung können durch den Zwischenraum und somit zwischen den Andruckrollen 3 und 4 hindurch geführt werden, während die Andruckrollen 3 und 4 sich in direktem Kontakt mit dem Dichtungselement befinden, das heißt die Dichtung direkt berühren und dabei entlang beziehungsweise an der Dichtung abrollen, wodurch die Dichtung an das Befestigungselement angepresst beziehungsweise angedrückt wird. Mittels der Andruckrolle 3 wird die Dichtung beispielsweise an eine erste Seite des Befestigungselements angepresst, während das Dichtungselement mittels der Andruckrolle 4 an eine der ersten Seite abgewandte zweite Seite des Dichtungselements angedrückt beziehungsweise angepresst wird. Mittels des Werkzeugs 1 kann somit das Dichtungselement gleichzeitig gegen beide Seiten des Befestigungselements gedrückt werden, sodass das Dichtungselement zeit- und kostengünstig sowie besonders sicher an dem Befestigungselement befestigt werden kann.
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Das Werkzeug 1 weist ferner eine Führungsrolle 7 auf, welche drehbar an dem Träger 2 gehalten und somit um eine dritte Drehachse relativ zu dem Träger 2 drehbar ist. Während beispielsweise die ersten Drehachsen senkrecht zu einer ersten Ebene verlaufen, verläuft die dritte Drehachse senkrecht zu einer zweiten Ebene, welche senkrecht zur ersten Ebene verläuft. Das Dichtungselement wird über die Führungsrolle 7 den Andruckrollen 3 und 4 zugeführt und insbesondere durch den Zwischenraum hindurchgeführt, sodass beispielsweise die Führungsrolle 7 an dem Dichtungselement abrollt, während die Andruckrollen 3 und 4 an dem Dichtungselement auf den einander abgewandten beziehungsweise gegenüberliegenden Seiten abrollen.
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Durch Einstellen des Abstands A kann beispielsweise eine jeweilige, von der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 auf das Dichtungselement wirkende Andruckkraft eingestellt werden, mittels welcher das Dichtungselement gegen das Befestigungselement, insbesondere gegen die jeweilige Seite, gedrückt wird. Somit berühren die Andruckrollen 3 und 4 das Dichtungselement direkt, während die Andruckrollen 3 und 4 an dem Dichtungselement abrollen. Auf diese Weise kann das Dichtungselement zeit- und kostengünstig gegen das Befestigungselement gedrückt und somit an diesem befestigt werden.
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Um nun das Dichtungselement besonders vorteilhaft an dem Befestigungselement befestigen zu können, weist die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 außenumfangsseitig eine jeweilige Struktur 8 auf, welche in direkten Kontakt mit der Dichtung gebracht und in direktem Kontakt mit der Dichtung gehalten wird, während die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 an der Dichtung abrollt, um dadurch die Dichtung gegen das Befestigungselement zu drücken. Dabei ist die jeweilige Struktur helixförmig. Wie besonders gut aus 3 bis 5 erkennbar ist, weist die jeweilige Struktur 8 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 aufeinanderfolgenden und voneinander beabstandeten Vorsprüngen 9 auf, welche auch als Wendel oder Helix-Wendel bezeichnet werden, da sich die Vorsprünge 9 wie eine Schraubenlinie und somit schraubenförmig beziehungsweise helixförmig um eine, insbesondere gedachte, Mantelfläche erstrecken. Dabei sind in Umfangsrichtung der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 zwischen den jeweiligen Vorsprüngen 9 helixförmige Ausnehmungen 10 angeordnet, über welche die Vorsprünge 9 voneinander beabstandet sind. Die jeweilige Umfangsrichtung der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 ist beispielsweise in 2 und 4 durch einen Doppelpfeil 11 veranschaulicht. Die Umfangsrichtung fällt beispielsweise mit einer jeweiligen Drehrichtung zusammen, in die die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 gedreht wird, wenn die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 entlang der Dichtung gerollt und dabei an der Dichtung abgerollt wird. Dabei liegt beispielsweise die Drehrichtung beziehungsweise die Umfangsrichtung in der zuvor genannten ersten Ebene, welche senkrecht zu den ersten Drehachsen verläuft.
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Da die jeweilige Andruckroll 3 beziehungsweise 4 auf den jeweiligen Haltearm 5 beziehungsweise 6 aufgesteckt ist, ist die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 beispielsweise mittels einer Steckverbindung mit dem jeweiligen Haltearm 5 beziehungsweise 6 verbunden. Auf diese Weise kann beispielsweise die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 besonders zeit- und kostengünstig von dem Haltearm 5 beziehungsweise 6 gelöst und wieder mit dem Haltearm 5 beziehungsweise 6 verbunden werden, sodass die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 auf besonders einfache Weise gegen eine andere, weitere Andruckrolle ausgetauscht werden kann. Dabei unterscheiden sich beispielsweise die jeweilige weitere Andruckrolle und die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 hinsichtlich ihrer Geometrie voneinander.
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Vorzugsweise ist der jeweilige Vorsprung 9 (Wendel) ein wenig gestreckt, wobei jeweilige Kanten des jeweiligen Vorsprungs 9 eine deutliche Abrundung aufweisen und somit abgerundet sind. Auf diese Weise kann beispielsweise eine in eine besonders vorteilhafte Kraftrichtung und dabei beispielsweise hin zu einem Flanschsteg wirkende Kraft von der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 auf die Dichtung ausgeübt werden, wodurch beispielsweise Dichtlippen der Dichtung zuerst nach unten gedrückt und dann angepresst werden. Hierdurch kann das Dichtungselement besonders vorteilhaft befestigt werden.
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Der jeweilige Haltearm 5 beziehungsweise 6 ist beispielsweise eine Welle, welche aus einem Stahl gebildet ist beziehungsweise einen Stahlkern aufweist. Die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 an sich ist beispielsweise als eine Steckrolle beziehungsweise als ein Steckkopf ausgebildet, welcher auf einfache Weise auf den jeweiligen Haltearm 5 beziehungsweise 6 aufgesteckt und dadurch mit diesem verbunden werden kann. Hierdurch können auf zeit- und kostengünstige Weise auch komplizierte beziehungsweise komplexe Geometrien der Struktur 8 geschaffen und an dem Werkzeug 1 vorgesehen werden.
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Wie besonders gut aus 4 und 5 erkennbar ist, weist die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 einen sich in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Andruckrolle beziehungsweise 4 an die helixförmige Struktur 8 anschließenden Längenbereich 12 auf, welcher außenumfangsseitig frei von der helixförmigen Struktur 8 ist. Dies bedeutet, dass die helixförmige Struktur 8 nicht in dem Längenbereich 12 angeordnet ist. Dabei ist in 1 bis 5 die Längserstreckungsrichtung durch einen Doppelpfeil 13 veranschaulicht. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 in dem Längenbereich 12 außenumfangsseitig zumindest im Wesentlichen glatt ausgebildet ist. Da bei dem Werkzeug 1 die Andruckrollen 3 und 4 einander gegenüberliegend angeordnet sind, wird beispielsweise die Dichtung derart in dem Zwischenraum und somit zwischen den Andruckrollen 3 und 4 angeordnet, dass die Andruckrollen 3 und 4 beziehungsweise Werkzeug 1 insgesamt in Längserstreckungsrichtung der Andruckrollen 3 und 4 translatorisch relativ zu dem Dichtungselement bewegt werden beziehungsweise wird, derart, dass das Dichtungselement zumindest teilweise zwischen die Andruckrollen 3 und 4 gelangt. Hierbei werden die Andruckrollen 3 und 4 in direkten Kontakt mit dem Dichtungselement gebracht, sodass die Andruckrollen 3 und 4, insbesondere die jeweiligen Strukturen 8, das Dichtungselement direkt berühren. Dieses Bewegen der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 in direkten Kontakt mit dem Dichtungselement wird auch als Einfahren bezeichnet, da das Dichtungselement sozusagen in den genannten Zwischenraum eingefahren wird.
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Da nun die Andruckrollen 3 und 4 jeweils den Längenbereich 12 aufweisen, kann das Einfahren durchgeführt werden, ohne dass es zu Beschädigungen des Dichtungselements kommt. Um dabei Beschädigungen besonders sicher vermeiden zu können, ist der jeweilige Längenbereich 12 in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 von der jeweiligen helixförmigen Struktur 8 weggewölbt, wodurch sich der jeweilige Längenbereich 12 in Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 von der jeweiligen helixförmigen Struktur 8 weg verjüngt. Dabei ist beispielsweise der jeweilige Längenbereich 12 als Kugelsegment ausgebildet. Beim Einfahren kommt zunächst der jeweilige Längenbereich 12 in Kontakt mit dem Dichtungselement, woraufhin die jeweilige Struktur 8 in Kontakt mit dem Dichtungselement kommt. Hierdurch können Beschädigungen des Dichtungselements vermieden werden. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der jeweilige Längenbereich 12 auf einer Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 der helixförmigen Struktur abgewandten Seite 14 an einem freien Ende 15 der jeweiligen Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 endet, sodass sich kein weiterer Längenbereich der Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 an den Längenbereich 12 anschließt.
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Des Weiteren ist es vorgesehen, dass die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 und somit die jeweilige Struktur 8 aus einem Kunststoff gebildet sind. Um dabei beispielsweise unterschiedliche, komplexe Geometrien der Struktur 8 kostengünstig herstellen zu können, ist es beispielsweise vorgesehen, dass die jeweilige Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 durch ein generatives Fertigungsverfahren, insbesondere durch 3D-Drucken, gebildet ist. Insbesondere lassen sich durch den Einsatz der Andruckrollen 3 und 4 die folgenden Vorteile erzielen:
- - besonders leichtes Einfahren des Werkzeugs 1 auf die Dichtung, welche beispielsweise auf dem Flansch vormontiert ist, wobei das Einfahren beispielsweise manuell von einer Person durchgeführt werden kann;
- - Das Abrollen der Andruckrollen 3 und 4 an der Dichtung wird auch als Rollvorgang oder Rollforming oder Rollforming-Vorgang bezeichnet und kann durch den Einsatz der Strukturen 8 zumindest nahezu schlupffrei durchgeführt werden.
- - Das Werkzeug 1 zieht sich selbst auf die Dichtung hinauf, am Flansch beziehungsweise an der Dichtung entlang und lässt sich am Ende des Rollvorgangs leicht wieder von der Dichtung lösen.
- - Die Person muss keinen Druck aktiv auf das Werkzeug 1 ausüben, um die Dichtung auf den Flansch zu drücken. Die Person hält im Wesentlichen das Werkzeug 1 nur und führt es über die beziehungsweise entlang der Dichtung, wobei beispielsweise die jeweilige Anpresskraft durch Einstellen des Abstands A eingestellt werden kann.
- - Durch die Formgebung der Andruckrollen 3 und 4 wird beim Rollvorgang eine Beschleunigung des Werkzeugs 1 erzeugt. Mit anderen Worten wird ein Vortrieb erzeugt, mittels welchem das Werkzeug 1 entlang des Befestigungselements und somit entlang der Dichtung bewegt wird. Durch diesen Vortrieb kann die Prozesszeit, welche erforderlich ist, um die Dichtung zu befestigen, besonders gering gehalten werden.
- - Die Funktion eines so genannten Sealers in der Dichtung kann durch eine Krafteinwirkung in z-Richtung sichergestellt werden, sodass der Sealer eine Unterwanderung beziehungsweise Überwanderung des Flansches durch Wasser vermeiden kann.
- - Es werden hohe Abzugskräfte erzeugt, und übermäßige Beschädigungen der Dichtung können vermieden werden;
- - Im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugen wird das Werkzeug 1 deutlich weniger belastet, da jeweilige Kräfte zum Anpressen der Dichtung gegen den Flansch erheblich effizienter auf die Dichtung wirken können. Die Anpresskraft wirkt dabei nicht nur seitlich auf den Flansch, sondern auch in z-Richtung.
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6 zeigt eine zweite Ausführungsform des Werkzeugs 1, welches beispielsweise über einen Arm 18 mittels eines Roboters, insbesondere automatisch, entlang des Befestigungselements 17 und dabei entlang der Dichtung 16 geführt wird, um diese gegen das Befestigungselement 17 zu drücken und dadurch an diesem zu befestigen. Dabei rollen die Andruckrollen 3 und 4, die die Dichtung 16 über die helixförmigen Strukturen 8 berühren, ab.
7 und 8 zeigen die Andruckrolle 3. Besonders gut aus 7 und 8 ist die helixförmige Struktur 8 erkennbar, die wenigstens einen helixförmigen Vorsprung 9 oder mehrere helixförmige Vorsprünge 9 aufweisen kann. Außerdem kann die helixförmige Struktur 8 die jeweiligen, zwischen den jeweiligen Vorsprüngen 9 angeordneten Ausnehmungen 10 aufweisen, welche ebenfalls helixförmig ausgebildet sind. Aus 7 und 8 ist erkennbar, dass durch die Vorsprünge 9 und die Ausnehmungen 10, das heißt durch die helixförmige Struktur 8 eine außenumfangsseitige Oberfläche 18 der Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 geschaffen ist, wobei der jeweilige Vorsprung 9 konvex ausgebildet ist und somit einen jeweiligen konvexen Bereich der Oberfläche 18 bildet, während die jeweilige Ausnehmung konkav ist und somit einen jeweiligen konkaven Bereich der Oberfläche 18 bildet. Dabei wechseln sich die konkaven Bereiche mit den konvexen Bereichen, insbesondere in Umfangsrichtung und/oder im Querschnitt der Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 ab. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die konvexen Bereiche im Querschnitt der Andruckrolle 3 beziehungsweise 4 betrachtet direkt aneinander angrenzen, sodass im Querschnitt zwischen den konvexen Bereichen kein konkaver Bereich ist.
