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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Applizieren eines auseinanderfaltbaren Kleberahmens, welche jeweils ein zuverlässiges, reproduzierbares und materialsparendes Ausbilden einer staubdichten Abdichtung auf einem Objekt ermöglicht. Die Erfindung betrifft ferner einen Kleberahmen, welcher mittels einer solchen Vorrichtung und einem solchen Verfahren verarbeitbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein System mit einem Objekt und einem daran angeordneten Kleberahmen.
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Kleberahmen werden unter anderem eingesetzt, um einen Innenbereich eines Objekts gegen Staubeintritt abzudichten. Dabei können beispielsweise klebefähige Einzelteile manuell zu einem Kleberahmen zusammengesetzt werden. Dabei ist es eine Herausforderung, eine vorgegebene Position auf einem Objekt präzise auszubilden und zudem eine zuverlässige Abdichtung auch in Eckbereichen des Kleberahmens bereitzustellen.
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Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, auf einfache und kostengünstige Weise, ein präzises, reproduzierbares und materialsparendes Ausbilden einer staubdichten Abdichtung auf einem Objekt zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Applizieren eines Kleberahmens eine klappbare Rahmenhalterung zur Aufnahme des Kleberahmens mit einer Mehrzahl von Rahmenelementen, die derart ausgebildet und miteinander gekoppelt sind, dass die Rahmenhalterung mittels Auf- und Einklappen um eine Klappachse zwischen einem eingeklappten, ersten Zustand und einem aufgeklappten, zweiten Zustand mit einer vorgegebenen Rahmengeometrie überführbar ist. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Objekthalterung zur Aufnahme eines Objekts, welche schwenkbar mit der Rahmenhalterung gekoppelt ist, sodass die Objekthalterung relativ zu der Rahmenhalterung mittels Schwenken um eine Schwenkachse zwischen einem offenen, ersten Zustand und einem geschlossenen, zweiten Zustand überführbar ist. Mittels Ausbilden des zweiten Zustands der Rahmenhalterung ist der positionierte Kleberahmen auseinanderfaltbar und mittels Ausbilden des zweiten Zustands der Objekthalterung ist dieser an einer vorgegebenen Position auf einer Oberfläche des Objekts applizierbar.
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Mittels der beschriebenen Vorrichtung ist ein Applizierwerkzeug realisierbar, das auf einfache und kostengünstige Weise ein präzises und reproduzierbares Applizieren eines faltbaren Kleberahmens und dadurch ein positionsgenaues und materialsparendes Ausbilden einer staubdichten Abdichtung auf einem Objekt ermöglicht. Eine solche Appliziervorrichtung ermöglicht dabei ein Öffnen und Verspenden eines gefalteten beidseitig klebenden Stanzteils in Form eines Kleberahmens.
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Ein solcher Kleberrahmen weist zum Beispiel ein klebefähiges Schaummaterial auf und ist an einer Unterseite und einer Oberseite mit einer Schutzschicht bedeckt. Der Kleberahmen weist eine Mehrzahl von Elementen auf, die in einer ersten Ausrichtung einen zusammengefalteten Kleberahmen realisieren.
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Mittels Auseinanderfalten der Elemente kann ein zweiter Zustand des Kleberahmens ausgebildet werden, in welchem dieser in sich geschlossen ist und beispielsweise eine viereckige Grundform aufweist.
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Mittels der beschriebenen Vorrichtung kann ein solcher Kleberahmen als eine zusammenhängende Teilegoemetrie aufwandsarm und zeitsparend an einer gewünschten Position eines Objekts aufgebracht werden. Auf diese Weise kann zu einer kostengünstigen und zuverlässigen Fertigung eines Produkts beigetragen werden, welches ein solches mit einem Kleberahmen appliziertes Objekt umfasst. Beispielsweise ist das abzudichtende Objekt eine Displayglasscheibe, welche eingesetzt in einem multimedialen Endgerät eine zuverlässige und positionsgenaue Staubabdichtung ermöglicht.
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Der Einsatz von ausklappbaren oder auseinanderfaltbaren Kleberrahmen kann sich insbesondere auf einen Materialverbrauch vorteilhaft auswirken. Im Vergleich zu einem im Ganzen gestanzten klebefähigen Rahmen, welcher zum Beispiel eine hohe Materialverschwendung mit sich bringt, kann ein Materialeinsatz bei auseinanderfaltbaren Kleberrahmen um beispielsweise 80 oder 90 % reduziert werden. Im Vergleich zu einem aus Einzelteilen zusammengesetzten klebefähigen Rahmen ist eine Applikation von Einzelstreifen zeitaufwendig und ermöglicht in der Regel keine zuverlässige staubdichte Verbindung der Ecken der Einzelteile miteinander.
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Mittels der Vorrichtung können zusammengefaltete Kleberahmen zuverlässig und behutsam aufgespannt und positionsgenau und reproduzierbar an einer vorgegebenen Position an einem Objekt angebracht werden, sodass zu einem zeit- und materialsparenden Ausbilden einer Staubabdichtung an dem Objekt und einem zugehörigen Produkt beigetragen werden kann.
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Die Rahmenhalterung umfasst zu diesem Zweck einen ersten Klappmechanismus, beispielsweise in Form von Scharnierelementen, mittels dessen die einzelnen Rahmenelemente zu einem Rahmen aufgespannt werden können. In dem ersten, eingeklappten Zustand sind die Rahmenelemente zur Aufnahme des zusammengefalteten Kleberahmens ausgerichtet. Mittels Ausklappen der Rahmenelemente wird der eingebrachte Kleberahmen kontrolliert auseinandergefaltet. Die Rahmenelemente sind entsprechend auf die Geometrie des Kleberahmens abgestimmt ausgebildet, sodass sie in dem eingeklappten Zustand die Geometrie des zusammengefalteten Kleberahmens und in dem ausgeklappten Zustand die Geometrie des auseinandergefalteten Kleberahmens im Wesentlichen nachbilden.
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Ein Aufklappen der Rahmenhalterung von dem ersten, eingeklappten Zustand in den zweiten, ausgeklappten Zustand erfolgt mittels einer Bewegung um die Klappachse, welche eine Dreh-, Schwenk- und/oder Translationsbewegung einzelner Rahmenelemente umfasst. Die Klappachse repräsentiert dabei eine effektive Achse, bezüglich derer sich einzelne Rahmenelemente beim Aufklappen der Rahmenhalterung bewegen. Sind die Rahmenelemente mittels Scharnierelemente miteinander gekoppelt, so weisen die jeweiligen Scharnierelemente eine zugehörige Drehachse auf, um die das entsprechende Rahmenelement beim Ausbilden des zweiten Zustands der Rahmenhalterung gedreht wird. Ein Aufklappen der Rahmenhalterung erfolgt im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu der Klappachse bzw. den Drehachsen der Scharnierelemente. Eine inverse Bewegungsabfolge ermöglicht ein Einklappen der Rahmenelemente und ein Ausbilden des ersten Zustands der Rahmenhalterung. Die Rahmenhalterung ist somit reversibel aus- und einklappbar und ermöglicht daher eine fortlaufende Verspendung von Kleberahmen.
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Die Objekthalterung weist entsprechende Eigenschaften auf. Die Objekthalterung umfasst zum Wechseln zwischen dem ersten und zweiten Zustand einen Schwenkmechanismus, welcher einen zweiten Klappmechanismus repräsentiert. Die Objekthalterung ist beispielsweise mittels eines Scharnierelements so gelagert, dass sie um die Schwenkachse herum auf- und zugeklappt werden kann. Zur Aufnahme eines Objekts weist die Objekthalterung vorzugsweise ein oder mehrere Halteelemente auf, die ein zuverlässiges und sicheres Halten des Objekts in einer vorgegebenen Position relativ zu der Rahmenhalterung halten. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Rahmenhalterung einen Schwenkmechanismus aufweisen, um in Richtung der Objekthalterung bewegt werden zu können. Mittels der Schwenkbewegung werden die Rahmenhalterung und die Objekthalterung relativ aufeinander zubewegt und es wird ein präzises und wiederholbares Positionieren des Objekts über, unter oder neben dem auseinandergefalteten Kleberahmen ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung weist die Rahmenhalterung mindestens ein Fixierungselement auf, das dazu ausgebildet ist, den zu applizierenden Kleberahmen in einer vorgegebenen Position auf der Rahmenhalterung zu fixieren. Vorzugsweise weist ein jeweiliges Rahmenelement jeweils mindestens ein Fixierungselement auf, um einen besonders sicheren Halt des zu verklebenden Kleberahmens zu gewährleisten.
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Das jeweilige Fixierungselement umfasst zum Beispiel eine Öffnung, die sich durch das jeweilige Rahmenelement erstreckt und die mit einem Ansauganschluss fluidtechnisch gekoppelt ist, sodass der zu applizierende Kleberahmen mittels eines durch den Ansauganschluss bereitgestellten Unterdrucks in einer vorgegebenen Position auf der Rahmenhalterung fixierbar ist. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eine Vakuumpumpe umfassen, die angeschlossen an der Ansaugöffnung einen vorgegebenen Unterdruck in dem jeweiligen Rahmenelement einstellt, sodass der auf der Rahmenhalterung aufgelegte Kleberahmen angesaugt und dadurch in seiner Position zuverlässig fixiert wird. Vorzugsweise ist jedem Rahmenelement eine Ansaugöffnung zugeordnet, welche das Einrichten eines ansaugenden Unterdrucks ermöglicht.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist das jeweilige Fixierungselement jeweils eine Ausnehmung auf, die sich an eine jeweilige Öffnung anschließt, um für eine Ansaugkraft eine Vergrößerung der Angriffsfläche in Bezug auf den Kleberahmen bereitzustellen. Eine solche Ausnehmung ist zum Beispiel in Form einer eingefrästen Tasche an einer Oberseite des jeweiligen Rahmenelements ausgebildet, welche zur Aufnahme des Kleberahmens vorgesehen ist. Die Ausnehmung kann als langer Kanal oder Langloch ausgebildet sein. Es können aber auch mehrere Ausnehmungen an einem jeweiligen Rahmenelement vorgesehen sein, denen jeweils eine ansaugfähige Öffnung zugeteilt ist. Vorzugsweise weist die Rahmenhalterung für jedes Rahmenelement mindestens ein Fixierungselement mit einer separaten Vakuumversorgung auf.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Vorrichtung weist ein jeweiliges Rahmenelement eine Führungsnut zur Aufnahme des zu applizierenden Kleberahmens auf. Eine solche Führungsnut ermöglicht eine einfache und zuverlässige Positionierung des Kleberahmens in oder auf die Rahmenhalterung. Nutzbringend ist eine Tiefe der jeweiligen Führungsnut auf eine Dicke des zu applizierenden Kleberahmens abgestimmt ausgebildet ist. Auf diese Weise ist ein gewisser Überstand des auf den Rahmenelementen aufgelegten Kleberahmens gegeben, sodass bei einem Applizieren des Kleberahmens das Objekt zuverlässig mit dem Kleberahmen in Kontakt gebracht werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung kann die Rahmenhalterung ein Positionierungselement aufweisen, das dazu ausgebildet ist, den zu applizierenden Kleberahmen relativ zur Rahmenhalterung vorgegeben zu positionieren. Ein solches Positionierungselement ist zum Beispiel als Passstift realisiert, welcher in eine vorgesehene Ausnehmung des Kleberahmens einführbar ist, um ein einfaches Ausrichten des Kleberahmens an der Rahmenhalterung zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine Indexierung des zusammengefalteten Kleberahmens erfolgen, bevor dieser in die Führungsnuten der jeweiligen Rahmenelemente eingelegt wird. Somit sind eine besonders genaue Positionierung und ein zuverlässiges Auseinanderfalten des Kleberahmens mittels der Vorrichtung möglich.
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Die Rahmenhalterung kann zum Beispiel drei oder vier Rahmenelemente aufweisen, die verschwenkbar beziehungsweise auf- und einklappbar ausgebildet sind. Abgesehen von einem Klappmechanismus mittels Scharnierelementen kann die Vorrichtung auch mittels eines Scherenmechanismus ein Auf- und Einklappen der Rahmenhalterung ermöglichen. Außerdem kann die Vorrichtung beziehungsweise die Rahmenhalterung fünf, sechs oder mehr Rahmenelemente aufweisen, um eine zugehörige Rahmengeometrie vorzugeben und entsprechende Kleberahmen zuverlässig und präzise auseinanderzufalten und applizieren zu können.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Vorrichtung ein Betätigungselement auf, das dazu ausgebildet ist, die Rahmenhalterung zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand zu überführen. Das Betätigungselement ist beispielsweise als ein stiftförmiger Vorsprung an einem Rahmenelement ausgebildet, welcher ein einfaches Ausziehen und Eindrücken der Rahmenhalterung ermöglicht. Ein solches Auf- und Einklappen kann manuell erfolgen oder mittels eines entsprechenden Antriebs realisiert sein. Darüber hinaus kann auch ein Umklappen beziehungsweise Schwenken der Objekthalterung mittels eines Betätigungselements manuell oder automatisch ausführbar sein, um zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand zu wechseln.
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Ein Bereitstellen, Einlegen und Fixieren des Kleberahmens, ein Abziehen vorhandener Schutzschichten, ein Aufklappen der Rahmenhalterung und Auseinanderfalten des Kleberahmens, ein Einbringen und Positionieren eines Objekts in die Objekthalterung, ein Schwenken, Schließen und Anpressen der Objekthalterung können manuell, teilautomatisiert oder vollständig automatisiert, zum Beispiel mittels Roboter und/oder entsprechender mechanischer Antriebe erfolgen. Die Vorrichtung umfasst dann vorzugsweise eine Steuereinheit, welche die einzelnen Schritte zum Applizieren des Kleberahmens an einem Objekt kontrolliert.
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Beispielsweise kann auch eine Vakuumregelung zum Fixieren des Kleberahmens auf der Rahmenhalterung mittels einer elektronischen Steuerung durchgeführt werden. Kleberahmen können in Form bereitgestellter Stanzteile, beispielsweise als Materialbahn mit einer Vielzahl von Kleberahmen, automatisch der Rahmenhalterung zugeführt werden. Dabei können einzelne Kleberahmen entlang vorgegebener Perforationen voneinander getrennt werden und/oder die Vorrichtung umfasst weiter eine Schneideinheit, welche ein Abtrennen eines vorauslaufenden Kleberahmens von einem nachfolgenden ermöglicht. Wenn der Kleberahmen beispielsweise kopfüber in die Rahmenhalterung eingelegt wird, kann auch ein automatisierter Abzug eines Basisliners, welcher eine Schutzschicht zum Beispiel auf einer klebefähigen Unterseite des Kleberahmens bildet, automatisiert erfolgen. Darüber hinaus kann ferner eine Applikation des Kleberahmens auf dem Objekt, beispielsweise einem Display, einem Gehäuse oder einem Deckel automatisiert durchgeführt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Vorrichtung einen Anpressmechanismus, der dazu ausgebildet ist, in dem ausgebildeten zweiten Zustand der Rahmenhalterung und dem zweiten Zustand der Objekthalterung eine vorgegebene Anpresskraft auf die Objekthalterung und/oder die Rahmenhalterung auszuüben. Auf diese Weise kann ein zuverlässiges Andrücken beziehungsweise Kontaktieren des zu applizierenden Kleberahmens und des Objekts realisiert werden. Ein solches Andrücken kann zum Beispiel manuell mittels Druckausübung entlang des Objekts oder der Objekthalterung in Richtung des auseinandergefalteten Kleberahmens erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung ein Stempelelement umfassen, welches an die Geometrie des auseinandergefalteten Kleberahmens und/oder der aufgeklappten Rahmenhalterung angepasst ist, um zum Beispiel eine automatisierte Druckausübung zu ermöglichen.
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Weiter kann ein automatisiertes Ablösen eines Abdeckliners vorgesehen sein, welcher zum Beispiel gemäß der zuvor beschriebenen Ausrichtung des Kleberahmens eine Schutzschicht auf einer klebefähigen Oberseite des Kleberahmens bildet, durchgeführt werden. Außerdem kann die Vorrichtung weiter dazu eingerichtet sein, eine weitere Verarbeitung des mit dem Kleberahmen versehenen Objekts zu ermöglichen. Beispielsweise kann manuell oder automatisiert ein Anbringen des Objekts mit dem Kleberahmen an einem weiteren Bauteil durchgeführt werden, um ein Endprodukt oder Teilendprodukt auszubilden.
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Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine reproduzierbare, positionsgenaue und aufwandarme Applikation eines auseinanderfaltbaren Kleberahmens auf ein Objekt und dadurch ein Ausbilden eines staubdichten Rahmens mit geschlossenen Ecken, welche eine geometrisch präzise Ausrichtung ermöglicht und zudem einen Beitrag zu Material- und Kosteneinsparungen im Vergleich zu komplett gestanzten klebefähigen Geometrien leistet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Applizieren eines auseinanderfaltbaren Kleberahmens ein Bereitstellen eines zusammengefalteten Kleberahmens und Positionieren des zusammengefalteten Kleberahmens auf einer klappbaren Rahmenhalterung mit einer Mehrzahl von Rahmenelementen, die derart ausgebildet und miteinander gekoppelt sind, dass die Rahmenhalterung mittels Auf- und Einklappen um eine Klappachse zwischen einem eingeklappten, ersten Zustand und einem aufgeklappten, zweiten Zustand mit einer vorgegebenen Rahmengeometrie überführbar ist. Das Verfahren umfasst weiter ein Aufklappen der Rahmenhalterung um die Klappachse und dadurch Ausbilden des zweiten Zustands der Rahmenhalterung und Auseinanderfalten des positionierten Kleberahmens. Das Verfahren umfasst weiter ein Einbringen eines Objekts in eine Objekthalterung, welche schwenkbar mit der Rahmenhalterung gekoppelt ist, sodass die Objekthalterung relativ zu der Rahmenhalterung mittels Schwenken um eine Schwenkachse zwischen einem offenen, ersten Zustand und einem geschlossenen, zweiten Zustand überführbar ist. Außerdem umfasst das Verfahren ein Schwenken der Objekthalterung um die Schwenkachse relativ zur Rahmenhalterung und dadurch ein Ausbilden des zweiten Zustands der Objekthalterung und Positionieren des Objekts relativ zu dem Kleberahmen und ein Anordnen des auseinandergefalteten Kleberahmens an einer vorgegebenen Position auf einer Oberfläche des Objekts mittels vorgegebener Druckausübung auf das Objekt und/oder den Kleberahmen.
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Mittels des beschriebenen Verfahrens kann ein auseinanderfaltbarer Kleberahmen einfach und präzise auf einem Objekt angeordnet und eine zuverlässige und kostengünstige Abdichtung eines Innenbereichs gegen Staub ausgebildet werden. Das beschriebene Verfahren ist insbesondere mittels einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Vorrichtung durchführbar. Daher sind, sofern zutreffend, sämtliche beschriebenen Eigenschaften und Merkmale der Vorrichtung zum Applizieren eines Kleberahmens auch für das Verfahren zum Applizieren eines Kleberahmens offenbart und umgekehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Fixieren des Kleberahmens in einer vorgegebenen Position auf der Rahmenhalterung durch Ausbilden eines Unterdrucks und Ansaugen des Kleberahmens an die Rahmenhalterung mittels eines oder mehrerer Fixierungselemente eines jeweiligen Rahmenelements der Rahmenhalterung, welches jeweils eine Öffnung umfasst, die sich durch das jeweilige Rahmenelement erstreckt und mit einem Ansauganschluss fluidtechnisch gekoppelt ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Anordnen des Kleberahmens auf der Oberfläche des Objekts ein Anpressen des Objekts und des Kleberahmens relativ aneinander mittels eines Anpressmechanismus und Ausüben einer vorgegebenen Anpresskraft auf das Objekt und/oder den Kleberahmen. Ein Anpressen erfolgt dabei zum Beispiel mittels Druckausübung auf die Objekthalterung in Richtung der aufgeklappten Rahmenhalterung.
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Darüber hinaus kann das Verfahren ein weiteres Schwenken der Objekthalterung um die Schwenkachse relativ zur Rahmenhalterung umfassen, um den ersten Zustand der Objekthalterung auszubilden. Das Verfahren kann weiter ein Entnehmen des Objekts mit dem applizierten Kleberahmen aus der Objekthalterung umfassen. Beispielsweise kann die Objekthalterung mittels Schwenken um etwa 90° von einem vertikalen, ersten Zustand in einen horizontalen, zweiten Zustand überführt werden, in welcher sich die mit dem Kleberahmen zu versehene Oberfläche des Objekts im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene der aufgeklappten Rahmenhalterung und des aufgespannten Kleberahmens befindet. Alternativ kann die Objekthalterung aber auch unter einem anderen Winkel einen ersten Zustand ausbilden, sodass beispielsweise lediglich ein Schwenken um 60° oder 45° erforderlich ist, um die beschriebene Ausrichtung in dem zweiten Zustand auszubilden.
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Ein Verfahren zum Applizieren eines Kleberahmens kann zum Beispiel wie folgt durchgeführt werden: Ein Materialstreifen mit einem aufkaschierten Kleberahmen wird manuell, semi- oder vollautomatisch auf die Vorrichtung beziehungsweise auf die eingeklappte Rahmenhalterung abgelegt. Über ein Positionshilfmittel wird eine X/Y-Position des Kleberahmens relativ zu den Rahmenelementen vorgegeben. Per Hand, semi- oder vollautomatisch wird der Kleberahmen in dafür vorgesehene Führungsnuten der Rahmenelemente eingelegt. Über ein Vakuum wird der Kleberahmen in den Führungsnuten mittels eingefrästen Taschen und angeschlossenen Ansaugöffnungen gehalten.
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Eine obere Abdeckung des Kleberahmens kann abgezogen werden, sodass eine Kleberfläche des Kleberahmens nach oben offen vorliegt. Der zusammengefaltete Kleberahmen wird mittels der aufklappbaren Rahmenhalterung und des zugehörigen mechanischen Klappmechanismus, welcher zum Beispiel zwei oder mehr Scharniere umfasst, zu einem aufgespannten Kleberahmen geöffnet. Somit liegt der Kleberahmen als bereitgestelltes Stanzteil in seiner zu applizierenden Endgeometrie vor.
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In eine an der Objekthalterung angebrachte Aufnahme wird ein Objekt eingelegt und positioniert. Über einen zweiten Klappmechanismus, welcher ein Schwenken der Objekthalterung um die Schwenkachse ermöglicht, wird das Objekt auf den geöffneten und klebebereiten Kleberahmen aufgedrückt. Mittels einer Mechanik, welche auf Pneumatik oder Hydraulik basiert und/oder einen Servomotor aufweist, wird eine reproduzierbare Anpresskraft über die gesamte Rahmenfläche des Kleberahmens sichergestellt. Der zweite Klappmechanismus wirkt daher vergleichbar zu dem eines Waffeleisens und presst das Objekt und den Kleberahmen aneinander. Nachfolgend kann der zweite Klappmechanismus erneut um einen vorgegebenen Winkel verschwenkt und somit die Objekthalterung wieder geöffnet werden, um eine Entnahme des mit dem Kleberahmen applizierten Objekts freizugeben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kleberahmen eine Mehrzahl von Elementen, die derart ausgebildet und miteinander gekoppelt sind, dass der Kleberahmen von einem zusammengefalteten, ersten Zustand in einen auseinandergefalteten, zweiten Zustand mit einer vorgegebenen Kleberahmengeometrie überführbar ist, wobei die Mehrzahl von Elementen so eingerichtet ist, dass der Kleberahmen in dem zweiten Zustand entlang einer Haupterstreckungsebene in sich geschlossen ausbildbar ist und länglich ausgedehnte Rahmenabschnitte aufweist, die sich in Bezug auf ihre jeweilige längliche Ausdehnung in mindestens drei unterschiedlichen Richtungen erstrecken.
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Ein solcher Kleberahmen weist in dem vollständig ausgefalteten und in sich geschlossenen Zustand eine im Wesentlichen dreieckige, fünfeckige oder mehreckige Grundform auf. Konventionelle viereckige Rahmengeometrien, wie rechteckige, quadratische oder routenförmige Geometrien, weisen vier Seiten beziehungsweise vier Rahmenabschnitte mit lediglich zwei unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen auf. Mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung und dem zuvor beschriebenen Verfahren sind aber sowohl dreieckige als auch viereckige, fünfeckige und mehreckige Rahmengeometrien eines Kleberahmens verarbeitbar und an einem Objekt gewünscht applizierbar.
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Der Kleberahmen weist zum Beispiel ein Schaummaterial mit einer klebefähigen Unterseite und einer klebefähigen Oberseite auf, die jeweils durch eine Abdeckschicht geschützt sind. Der Kleberahmen ist insbesondere dazu eingerichtet, Verspannungen zwischen dem Objekt und einem in Bezug auf den Kleberahmen dem Objekt gegenüber angeordneten Bauteil auszugleichen. Alternativ kann der Kleberahmen aber auch als Klebeband ausgebildet sein, welches ein beidseitiges Verkleben ermöglicht.
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Der Kleberahmen kann mit einer geschlossenen oder offenen Struktur ausgebildet sein, die jeweils ein Auseinanderfalten und Aufspannen eines in sich geschlossenen Kleberahmens ermöglichen. Bei einer offenen Struktur sind zum Beispiel drei Elemente miteinander in Reihe gekoppelt, die in einen zweiten Zustand überführbar sind und einen dreieckigen Kleberahmen ausbilden. Bei einer geschlossenen Struktur sind die vorhandenen Elemente so miteinander gekoppelt, dass sie bereits in dem zusammengefalteten, ersten Zustand einen in sich geschlossenen Materialstreifen ausbilden, der zum Ausbilden des zweiten Zustands des Kleberahmens vorgegeben aufgespannt wird.
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Der Kleberahmen kann also zum Beispiel auch sechs und mehr Seiten aufweisen und ein Verspenden eines sechseckigen Kleberahmens ermöglichen. Aber auch ein Applizieren eines quadratischen oder rechteckigen Kleberahmens ist mittels der Vorrichtung und des Verfahrens durchführbar. Die Einzelteile beziehungsweise die Elemente des Kleberahmens sind zum Beispiel auf einem Liner oder einer Trägerschicht positionsfixiert, um mittels der Appliziervorrichtung in die vorgegebene Endgeometrie gebracht zu werden. Auch konturverzerrte Geometrien, zusammenhängend und nicht zusammenhängend können als Kleberahmen bereitgestellt werden, um beispielsweise nicht rechtwinklige oder unsymmetrische Geometrien, wie ein Trapez, zu verwirklichen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst diese ein System, ein Objekt und eine Ausgestaltung des zuvor beschriebenen Kleberahmens, welcher in seinem auseinandergefalteten, zweiten Zustand an einer vorgegebenen Position auf einer Oberfläche des Objekts appliziert ist.
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Die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Merkmale der Vorrichtung und des Verfahrens zum Applizieren eines Kleberahmens sind, sofern zutreffend, auch für das System und den Kleberahmen offenbart und umgekehrt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1A-1C ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Applizieren eines Kleberahmens,
- 2A-2C ein Ausführungsbeispiel einer klappbaren Rahmenhalterung der Vorrichtung,
- 3A-3B ein Ausführungsbeispiel eines klappbaren Kleberahmens,
- 4A-4E verschiedene Positionen eines Verfahrens zum Applizieren eines klappbaren Kleberahmens,
- 5 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Applizieren eines klappbaren Kleberahmens,
- 6A-6F verschiedene Ausführungsbeispiele eines klappbaren Kleberahmens,
- 7A-7B ein weiteres Ausführungsbeispiel eines klappbaren Kleberahmens, und
- 8A-8C ein weiteres Ausführungsbeispiel eines klappbaren Kleberahmens.
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Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht alle dargestellten Elemente in sämtlichen Figuren mit zugehörigen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 1A bis 1C illustrieren schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Applizieren eines Kleberahmens 40, 50 an einem Objekt 60. Die Vorrichtung 1 umfasst eine klappbare Rahmenhalterung 10 zur Aufnahme des Kleberahmens 40, 50 mit einer Mehrzahl von Rahmenelementen 11, 12, 13 und 14, die derart ausgebildet und miteinander gekoppelt sind, dass die Rahmenhalterung 10 mittels Auf- und Einklappen um eine Klappachse KA zwischen einem eingeklappten, ersten Zustand und einem aufgeklappten, zweiten Zustand mit einer vorgegebenen Rahmengeometrie überführbar ist (s. 2A-2C).
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Die Vorrichtung 1 umfasst weiter eine Objekthalterung 20 zur Aufnahme des Objekts 60, welche schwenkbar um eine Schwenkachse SA mit der Rahmenhalterung 10 mittels einer Kopplungseinheit 24 gekoppelt ist. Die Objekthalterung 20 ist relativ zu der Rahmenhalterung 10 mittels Schwenken um die Schwenkachse SA zwischen einem offenen, ersten Zustand und einem geschlossenen, zweiten Zustand überführbar, sodass der Kleberahmen 40, 50 ist mittels Ausbilden des zweiten Zustands der Rahmenhalterung 10 auseinanderfaltbar und mittels Ausbilden des zweiten Zustands der Objekthalterung 20 an einer vorgegebenen Position auf einer Oberfläche des Objekts 60 applizierbar ist.
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Die Objekthalterung 20 weist ferner eine Aufnahmeeinheit 21 und mehrere Haltelemente 22 auf, die ein zuverlässiges, sicheres und stabiles Halten des Objekts 60 in einer vorgegebenen Position ermöglichen. Die Aufnahmeeinheit 21 bildet zum Beispiel eine offene oder geschlossene Rückwand für das Objekt 60 aus. Die Haltelemente 22 können auch zusammenhängend beziehungsweise einstückig ausgestaltet sein und einen nach oben offenen Halterahmen ausbilden.
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Begriffe wie „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“ oder „Oberseite“ und „Unterseite“ beziehen sich auf eine mögliche Ausrichtung der Vorrichtung 1, wie sie zum Beispiel in 1C illustriert ist. Demgemäß zeigen die 1A und 1B beispielhafte Ansichten von oben und die 1C eine beispielhafte Frontalansicht.
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Die Vorrichtung 1 beziehungsweise die Rahmenhalterung 10 weist eine Mehrzahl von Fixierungselementen 16 auf, die jeweils dazu ausgebildet sind, den zu applizierenden Kleberahmen 40, 50 in einer vorgegebenen Position auf der Rahmenhalterung 10 zu fixieren. Gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispiel in den 1A und 1B weist ein jeweiliges Rahmenelement 11, 12, 13, 14 jeweils mehrere Fixierungselemente 16 auf, um einen besonders sicheren Halt des zu verklebenden Kleberahmens 40, 50 zu gewährleisten.
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Ein jeweiliges Fixierungselement 16 umfasst dabei eine Öffnung 18, die sich durch das jeweilige Rahmenelement 11, 12, 13, 14 erstreckt und die mit einem Ansauganschluss 32 fluidtechnisch gekoppelt ist, sodass der zu applizierende Kleberahmen 40, 50 mittels eines durch den Ansauganschluss 32 bereitgestellten Unterdrucks in einer vorgegebenen Position auf der Rahmenhalterung 10 fixierbar ist (s. 1C). Zum Beispiel weist jedes Rahmenelement 11, 12, 13, 14 jeweils einen Ansauganschluss 32 auf, welcher mit einer Vakuumpumpe gekoppelt ist, um einen vorgegebenen Unterdruck in dem jeweiligen Rahmenelement 11, 12, 13, 14 einzustellen.
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Die jeweiligen Öffnungen 18 eines Rahmenelements 11, 12, 13, 14 sind zum Beispiel, wie in 1C angedeutet, jeweils mittels eines Kanals oder eines Kanalsystems mit dem zugehörigen Ansauganschluss 32 gekoppelt, sodass der auf der Rahmenhalterung 10 aufgelegte Kleberahmen 40, 50 angesaugt und dadurch in seiner Position zuverlässig fixiert werden kann.
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Ein jeweiliges Fixierungselement 16 weist neben der Öffnung 18 jeweils eine Ausnehmung 17 auf, die sich an die jeweilige Öffnung 18 anschließt, um für eine Ansaugkraft eine Vergrößerung der Angriffsfläche in Bezug auf den Kleberahmen 40, 50 bereitzustellen. Eine solche Ausnehmung ist zum Beispiel in Form einer eingefrästen Tasche an einer Oberseite des jeweiligen Rahmenelements 11, 12, 13, 14, welche zur Aufnahme des Kleberahmens 40, 50 vorgesehen ist, ausgebildet (s. 2C). Die jeweilige Ausnehmung 17 bildet eine längliche Aussparung an der Oberseite des jeweiligen Rahmenelements 11, 12, 13, 14. Somit weist vorzugsweise jedes Rahmenelement 11, 12, 13, 14 mehrere Fixierungselemente 16 mit einer separaten Vakuumversorgung auf.
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Darüber hinaus weist ein jeweiliges Rahmenelement 11, 12, 13, 14 eine Führungsnut zur Aufnahme des zu applizierenden Kleberahmens 40, 50 auf. Eine solche Führungsnut ermöglicht eine einfache und zuverlässige Positionierung des Kleberahmens 40, 50 auf beziehungsweise in der Rahmenhalterung 10. Vorzugsweise ist eine Tiefe der jeweiligen Führungsnut auf eine Dicke des zu applizierenden Kleberahmens 40, 50 abgestimmt ausgebildet, sodass ein gewisser Überstand des auf den Rahmenelementen 11, 12, 13, 14 aufgelegten Kleberahmens 40, 50 gegeben ist, um zu einem einfachen und zuverlässigen Applizieren des Kleberahmens 40, 50 an dem Objekt 60 beizutragen. Mit Verweis auf 1C ist gemäß dem beschriebenen Überstand des in der jeweiligen Führungsnut eingebrachten Kleberahmens 40, 50 dann zum Beispiel eine Oberkante des Kleberahmens 40, 50 oberhalb einer Oberkante der Rahmenhalterung 10 ausgebildet beziehungsweise angeordnet (s.a. 4C).
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Außerdem weist die Vorrichtung 1 ein Positionierungselement 31 auf, welches als Positionshilfsmittel eine vorgegebene Positionierung des Kleberahmens 40, 50 in Bezug auf eine Aufspannebene der Rahmenhalterung 10 ermöglicht. Das Positionierungselement 31 ist zum Beispiel, wie in 1A dargestellt, als Passstift seitlich beabstandet zu der Rahmenhalterung 10 angeordnet, um eine Position für den zu applizierenden Kleberahmen 40, 50 relativ zu der Rahmenhalterung 10 vorzugegeben. Ein solches stiftförmiges Element kann in eine vorgesehene Ausnehmung des Kleberahmens 40, 50 beziehungsweise eines dem Kleberahmen 40, 50 zugehörigen Abdeck- und/oder Basisliners eingeführt werden, um ein einfaches Ausrichten des zusammengefalteten Kleberahmens 40, 50 an der Rahmenhalterung 10 und Einlegen in die Führungsnuten zu ermöglichen. Gemäß einer alternativen Ausfürhungsform der Vorrichtung 1 kann das Positionierungselement 31 auch auf der Rahmenhalterung 10, beispielsweise in einem Endbereich des zweiten Rahmenelements 12 angeordnet sein.
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Darüber hinaus weist die Vorrichtung ein Betätigungselement 19 auf, das dazu ausgebildet ist, die Rahmenhalterung 10 zwischen dem ersten, eingeklappten Zustand und dem zweiten, ausgeklappten Zustand zu überführen. Das Betätigungselement 19 ist beispielsweise, wie in 1A dargestellt, als ein stiftförmiges Element an dem Rahmenelement 13 ausgebildet, welches der Objekthalterung abgewandt ist, und ermöglicht ein einfaches Ausziehen der Rahmenhalterung 10 in einer Richtung weg von der Objekthalterung 20, wenn diese sich in dem ersten, offenen Zustand befindet. Ein entsprechendes Einklappen der Rahmenhalterung 10 erfolgt invers zu dem Aufklappen in einer Richtung hin zur Objekthalterung 20 bezogen auf ihren ersten, offenen Zustand. Ein solches Auf- und Einklappen kann manuell erfolgen oder mittels einer entsprechenden Mechanik und eines Aktuators automatisiert erfolgen.
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Die 2A bis 2C zeigen in einer jeweiligen schematischen Aufsicht ein Ausführungsbeispiel der ein- und ausklappbaren Rahmenhalterung 10 der Vorrichtung 1 in verschiedenen Zuständen. 2A illustriert den ersten eingeklappten Zustand, in welchem die vier Rahmenelemente 11, 12, 13, 14 parallel zueinander angeordnet sind. Ein Aufklappen der Rahmenhalterung 10 von dem ersten, eingeklappten Zustand in den zweiten, ausgeklappten Zustand erfolgt mittels einer Bewegung um die Klappachse KA mittels Ziehen an dem Betätigungselement 19 entlang der angedeuteten Richtung.
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Die Klappachse KA repräsentiert dabei eine effektive Achse, bezüglich derer sich einzelne Rahmenelemente 12, 13, 14 beim Aufklappen der Rahmenhalterung 10 bewegen. In dem gemäß den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist die Rahmenhalterung 10 mittels des Rahmenelements 11 und der Kopplungseinheit 24 mit der Objekthalterung 20 verbunden. Somit unterbleibt eine Bewegung des Rahmenelements 11 bezüglich der Klappachse KA beim Aufspannen der Rahmenhalterung 10 und Ausbilden des zweiten Zustands. Die weiteren Rahmenelemente 12, 13, 14 vollziehen eine Bewegung um die Klappachse KA, welche eine Dreh-, Schwenk- und/oder Translationsbewegung umfasst.
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Die Rahmenelemente 11, 12, 13, 14 sind beispielsweise mittels Scharnierelemente miteinander gekoppelt, die eine zugehörige Drehachse aufweisen und ein Aus- und Einklappen der Rahmenhalterung 10 ermöglichen. Gemäß 2B erfolgt ein Aufklappen der Rahmenhalterung 10, indem die Rahmenelemente 12 und 14 eine Drehbewegung um die Drehachse der Scharnierelemente ausführen, welche sie mit dem Rahmenelement 11 koppeln. Das Rahmenelement 13 führt mittels der Scharnierelemente, welche es mit den angrenzenden Rahmenelementen 12 und 14 koppeln, im Wesentlichen eine Schwenk- und/oder Translationsbewegung innerhalb der Aufspannebene der Rahmenhalterung 10 aus und bleibt parallel zu dem Rahmenelement 11 ausgerichtet. In einer alternativen Ausgestaltung der Vorrichtung 1 beziehungsweise der Rahmenhalterung 10 kann zum Beispiel auch das Rahmenelement 11 eine Bewegung in Bezug auf die Klappachse KA vollziehen, wenn die Rahmenhalterung 10 beispielsweise komplett verschwenkbar über die Kopplungseinheit 24 mit der Objekthalterung 20 gekoppelt ist. Rahmenhalterung 10 und Objekthalterung 20 sind jeweils so eingerichtet und miteinander gekoppelt, dass durch ein Ausbilden der jeweiligen zweiten Zustände ein vorgegebenes Positionieren des Kleberahmens 40, 50 und des Objekts 60 relativ zueinander ermöglicht wird.
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Ein Aufklappen der Rahmenhalterung 10 erfolgt im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu der Klappachse KA bzw. den Drehachsen der Scharnierelemente, welche eine Ausspannebene der Rahmenhalterung 10 und eine Haupterstreckungsebene des auseinandergefalteten Kleberahmens 40, 50 repräsentiert. 2B zeigt einen Zwischenzustand der Rahmenhalterung 10 zwischen dem ersten, eingeklappten Zustand gemäß 2A und dem zweiten, vollständig ausgeklappten Zustand gemäß 2C. Eine inverse Bewegungsabfolge ermöglicht ein Einklappen der Rahmenelemente 11, 12, 13, 14 und ein Ausbilden des ersten Zustands der Rahmenhalterung 10. Die Rahmenhalterung 10 ist somit reversibel aus- und einklappbar und ermöglicht daher eine fortlaufende Verspendung von Kleberahmen 40, 50.
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Darüber hinaus sind aneinandergrenzende Rahmenkanten 15 der jeweiligen Rahmenelemente 11, 12, 13, 14 aufeinander abgestimmt ausgebildet, sodass ein einfaches Auf- und Einklappen der Rahmenhalterung 10 ermöglicht ist und die Rahmenhalterung 10 mittels Überführen in ihren zweiten Zustand ein gewünschtes Auseinanderfalten des aufgebrachten Kleberahmens 40, 50 ermöglicht. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass die jeweiligen Rahmenkanten 15 in dem zweiten Zustand der Rahmenhalterung 10 gemäß 2C einander kontaktieren und bündig abschließen. Eine zuverlässige und stabile Unterlage für den Kleberahmen 40, 50 kann auch mit zueinander beabstandeten Rahmenkanten 15 ausgebildet werden.
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Die 3A und 3B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines klappbaren Kleberahmens 50, welcher vier Elemente 51, 52, 53 und 54 aufweist, die zu einem rechteckigen Kleberahmen 50 aufspannbar sind. Der Kleberahmen 50 weist in dem ersten, zusammengefalteten Zustand gemäß 3A eine geschlossene Struktur auf, in welchem die vier Elemente 51-54 mittels Kopplungsstellen 58 miteinander gekoppelt sind und einen zusammenhängenden Materialstreifen ausbilden. Die jeweiligen Elemente 51-54 sind in Bezug auf ihre aneinander angrenzenden Kanten 57 so ausgebildet, dass ein zweiter, auseinandergefalteter Zustand des Kleberahmens 50 mit einer viereckigen Grundform gemäß 3B ausbildbar ist.
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Ein solcher Kleberahmen 50 ist beispielsweise einstückig mittels Stanzen aus einem bereitgestellten Materialstreifen ausgebildet, indem ein Innenbereich und pfeilspitzförmige Ausnehmungen ausgestanzt wurden, um entsprechende Kanten 57 des Kleberahmens 50 auszubilden. Die zueinander angrenzenden Kanten 57 schließen in dem zusammengefalteten, ersten Zustand gemäß 3A im Wesentlichen einen Winkel von 90° zueinander ein, sodass ein rechtwinkliger Kleberahmen 50 ausbildbar ist. Aufgrund der in sich geschlossenen Struktur des Kleberahmens 50 kann auf einfache und kostengünstige Weise eine zuverlässige und positionsgenaue Abdichtung gegen Staub an dem Objekt 60 mittels der beschriebenen Vorrichtung 1 ausgebildet werden. Darüber hinaus sind auch weitere Varianten eines Kleberahmens 40 mit geschlossener oder offener Struktur möglich, welche mittels einer abgewandelten Ausgestaltung der Vorrichtung 1 zuverlässig und reproduzierbar an einem Objekt 60 appliziert werden können (s. 6A-8C).
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In den 4A bis 4E sind verschiedene Positionen eines Verfahrens zum Applizieren des klappbaren Kleberahmens 50 schematisch illustriert, welches gemäß dem in 5 dargestellten Ablaufdiagramm durchgeführt werden kann.
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In einem Schritt S1 wird der Kleberahmen 50 bereitgestellt und auf der Rahmenhalterung 10 vorgegeben positioniert und fixiert (s. 4A). 4A zeigt eine schematische Aufsicht der Vorrichtung 1 mit dem zusammengefalteten Kleberahmen 50, der auf der Rahmenhalterung 10 vorgegeben platziert und in den Führungsnuten der jeweiligen Rahmenelemente 11, 12, 13, 14 eingelegt ist. Die Rahmenhalterung 10 und die Objekthalterung 20 befinden sich jeweils in dem ersten Zustand.
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In einem Schritt S3 kann eine Abdeckschicht von der Oberseite des Kleberahmens 50 abgezogen werden, um die klebefähige Oberfläche des Kleberahmens 50 freizulegen.
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In einem weiteren Schritt S5 wird der Kleberahmen 50 kontrolliert auseinandergefaltet, indem die Rahmenhalterung 10 aufgeklappt und in den zweiten Zustand überführt wird (s. 4B). 4B zeigt eine schematische Aufsicht der Vorrichtung 1. Der Kleberahmen 50 und die Rahmenhalterung 10 befinden sich in dem zweiten Zustand, während die Objekthalterung 20 zur Objektaufnahme in dem ersten Zustand ausgebildet ist.
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In einem weiteren Schritt S7 wird das Objekt 60 in die Objekthalterung 20 eingebracht, sodass die Haltelemente 22 und die Aufnahmeeinheit 21 das Objekt 60 zuverlässig und sicher halten und vorgegeben positionieren (s. 4C). 4C zeigt eine schematische Ansicht der Vorrichtung 1 von vorne.
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In einem weiteren Schritt S9 wird die Objekthalterung 20 mittels Schwenken um die Schwenkachse SA umgeklappt und in den zweiten Zustand überführt (s. 4D). In dieser Position des Verfahrens wird eine Oberfläche des Objekts 60 kontrolliert mit der freigelegten Klebefläche an der Oberseite des Kleberahmens 50 in Kontakt gebracht. Mittels Druckausübung auf das Objekt 60 beziehungsweise die Objekthalterung 20 kann ein zuverlässiges Andrücken des Kleberahmens 50 an dem Objekt 60 erreicht werden. Ein solches Anpressen von oben ist in 4D durch Pfeile angedeutet und kann manuell oder automatisiert erfolgen. Zum Beispiel kann mit der Hand oder mittels eines Stempelelements eine vorgegebene Anpresskraft auf die Objekthalterung 20 ausgeübt werden. 4D zeigt eine schematische Ansicht der Vorrichtung 1 von vorne.
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In einem weiteren Schritt S11 kann die Objekthalterung 20 wieder geöffnet und mittels Schwenken um die Schwenkachse SA in den ersten Zustand überführt werden. Das Objekt 60 mit dem applizierten Kleberahmen 50 kann somit auf einfache Weise wieder aus der Objekthalterung 20 entnommen werden (s. 4E). 4E zeigt eine schematische Ansicht des Objekts 60 mit dem applizierten Kleberahmen 50.
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In einem weiteren Schritt kann auch ein weiteres Verarbeiten des Objekts 60 mit dem applizierten Kleberahmen 50 durchgeführt werden. Beispielsweise wird in einem weiteren Schritt eine Abdeckschicht an einer Unterseite des Kleberahmens 50 abgezogen, um eine weitere klebefähige Oberfläche des Kleberahmens 50 freizulegen, die der Oberfläche des Objekts 60 abgewandt ist. Darauffolgend kann in einem weiteren Schritt das Objekt 60 mit dem applizierten und klebebereiten Kleberahmen 50 an einem Produkt angebracht werden.
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Die beschriebenen Schritte S1-S11 sowie auch weitere Schritte des Verfahrens zum Applizieren des Kleberahmens 50 können entsprechend auch auf Kleberahmen 40 mit anderen Geometrien angewandt werden. Darüber hinaus können die beschriebenen Schritte S1-S11 sowie auch weitere Schritte des Verfahrens zum Applizieren eines Kleberahmens 40, 50 teilweise oder vollständig manuell oder automatisiert durchgeführt werden. Ein Bereitstellen, Einlegen und Fixieren des Kleberahmens 40, 50, ein Abziehen einer vorhandenen Schutz- oder Abdeckschicht, ein Aufklappen der Rahmenhalterung 10 und Auseinanderfalten des Kleberahmens 40, 50, ein Einbringen und Positionieren des Objekts 60 in die Objekthalterung 20, ein Schwenken, Schließen und Anpressen der Objekthalterung 20 können zum Beispiel mittels Roboter und/oder entsprechender Mechaniken ausgeführt werden. Die Vorrichtung 1 umfasst dann vorzugsweise eine Steuereinheit, welche die einzelnen Schritte zum Applizieren des Kleberahmens 40, 50 an dem Objekt 60 kontrolliert.
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Die 6A bis 6F zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des klappbaren Kleberahmens 40 mit einer Mehrzahl von Elementen 41, 42, 43 und gegebenenfalls 44, mittels derer der Kleberahmen 40 jeweils zu einer in sich geschlossenen Struktur mit einer im Wesentlichen dreieckigen Grundform auseinanderfaltbar ist. Die 6A und 6B illustrieren ein erstes Ausführungsbeispiel zum Ausbilden eines dreiecksförmigen Kleberahmens 40. Der Kleberahmen 40 weist in dem ersten, zusammengefalteten Zustand gemäß 6A eine offene Struktur auf, in welchem drei Elemente 41, 42 und 43 mittels Kopplungsstellen 48 miteinander gekoppelt sind und einen zusammenhängenden Materialstreifen mit freien Enden ausbilden. Die jeweiligen Elemente 41, 42 und 43 sind in Bezug auf ihre aneinander angrenzenden Kanten 47 so ausgebildet, dass ein zweiter, auseinandergefalteter Zustand des Kleberahmens 40 mit einer dreieckigen Grundform gemäß 6B ausbildbar ist.
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Die 6C und 6D illustrieren ein zweites Ausführungsbeispiel zum Ausbilden eines dreiecksförmigen Kleberahmens 40. Der Kleberahmen 40 weist in dem ersten, zusammengefalteten Zustand gemäß 6C eine geschlossene Struktur auf, in welchem vier Elemente 41, 42, 43 und 44 mittels Kopplungsstellen 48 miteinander gekoppelt sind und einen zusammenhängenden, in sich geschlossenen Materialstreifen ausbilden. Dabei sind die beiden Elemente 42 und 43 nach innen gefaltet. Die jeweiligen Elemente 41-44 sind in Bezug auf ihre aneinander angrenzenden Kanten 47 so ausgebildet, dass ein zweiter, auseinandergefalteter Zustand des Kleberahmens 40 mit einer dreieckigen Grundform gemäß 6D ausbildbar ist.
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Die 6E und 6F illustrieren ein drittes Ausführungsbeispiel zum Ausbilden eines dreiecksförmigen Kleberahmens 40. Der Kleberahmen 40 weist in dem ersten, zusammengefalteten Zustand gemäß 6E eine geschlossene Struktur auf, in welchem vier Elemente 41, 42, 43 und 44 mittels Kopplungsstellen 48 miteinander gekoppelt sind und einen zusammenhängenden, in sich geschlossenen Materialstreifen ausbilden. Dabei sind die beiden Elemente 42 und 43 nach außen gefaltet. Die jeweiligen Elemente 41-44 sind in Bezug auf ihre aneinander angrenzenden Kanten 47 so ausgebildet, dass ein zweiter, auseinandergefalteter Zustand des Kleberahmens 40 mit einer dreieckigen Grundform gemäß 6F ausbildbar ist.
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Die 7A und 7B illustrieren ein weiteres Ausführungsbeispiel des klappbaren Kleberahmens 40 mit sechs Elementen 41-46, die so ausgebildet und miteinander gekoppelt sind, dass der Kleberahmen 40 in einen zweiten Zustand überführbar ist, in welchem er eine in sich geschlossene im Wesentlichen fünfeckige Grundform aufweist. Der Kleberahmen 40 weist gemäß 7A in dem ersten, zusammengefalteten Zustand eine geschlossene Struktur auf, in welchem die sechs Elemente 41-46 mittels Kopplungsstellen 48 miteinander gekoppelt sind und einen zusammenhängenden, in sich geschlossenen Materialstreifen ausbilden. Die jeweiligen Elemente 41-46 sind in Bezug auf ihre aneinander angrenzenden Kanten 47 so ausgebildet, dass ein zweiter, auseinandergefalteter Zustand des Kleberahmens 40 mit einer fünfeckigen Grundform gemäß 7B ausbildbar ist.
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Die 8A bis 8C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des klappbaren Kleberahmens 40 mit sechs Elementen 41-46, die so ausgebildet und miteinander gekoppelt sind, dass der Kleberahmen 40 in einen zweiten Zustand überführbar ist, in welchem er eine in sich geschlossenen im Wesentlichen sechseckige Grundform aufweist. Der Kleberahmen 40 weist gemäß 8A in dem ersten, zusammengefalteten Zustand eine geschlossene Struktur auf, in welchem die sechs Elemente 41-46 mittels Kopplungsstellen 48 miteinander gekoppelt sind und einen zusammenhängenden, in sich geschlossenen Materialstreifen ausbilden. Die jeweiligen Elemente 41-46 sind in Bezug auf ihre aneinander angrenzenden Kanten 47 so ausgebildet, dass ein zweiter, auseinandergefalteter Zustand des Kleberahmens 40 mit einer sechseckigen Grundform gemäß 8B ausbildbar ist.
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Die in den 3A, 6A, 6C, 6E, 7A und 8A dargestellten Kleberahmen 40, 50 können als Stanzteile mit entsprechenden Elementen und Kanten ausgebildet und für ein Applizieren mittels der Vorrichtung 1 bereitgestellt sein. Um ein Verspenden der Kleberahmen 40, 50 zu ermöglichen, weist die Vorrichtung 1 die Rahmenhalterung 10 mit einer entsprechenden Anzahl und Geometrie von Rahmenelementen auf, welche ein Nachbilden der Geometrie des jeweiligen Kleberahmens 40, 50 in dem zusammengefalteten, ersten Zustand und dem auseinandergefalteten, zweiten Zustand ermöglichen.
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Mittels der beschriebenen Vorrichtung 1 sind ein Applizierwerkzeug und ein Applizierverfahren realisierbar, die auf einfache und kostengünstige Weise ein präzises und reproduzierbares Applizieren des auseinanderfaltbaren Kleberahmens 40, 50 ermöglichen und zu einem positionsgenauen und materialsparenden Ausbilden einer staubdichten Abdichtung auf dem Objekt 60 beitragen. Die Vorrichtung 1 ermöglicht somit ein kontrolliertes, genaues und wiederholbares Anbringen eines relativ fragilen Klebeetiketts in Form eines Kleberahmens 40, 50 auf ein Bauteil bzw. an dem Objekt 60.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 10
- klappbare Rahmenhalterung
- 11
- erstes Rahmenelement der Rahmenhalterung
- 12
- zweites Rahmenelement der Rahmenhalterung
- 13
- drittes Rahmenelement der Rahmenhalterung
- 14
- viertes Rahmenelement der Rahmenhalterung
- 15
- Rahmenkante des jeweiligen Rahmenelements
- 16
- Fixierungselement des jeweiligen Rahmenelements
- 17
- Ausnehmung des jeweiligen Rahmenelements
- 18
- Öffnung des jeweiligen Rahmenelements
- 19
- Betätigungselement der Rahmenhalterung
- 20
- Objekthalterung
- 21
- Aufnahmeeinheit
- 22
- Halteelement
- 24
- Kopplungseinheit
- 31
- Positionierungselement
- 32
- Ansauganschluss
- 40, 50
- klappbarer Kleberahmen
- 41, 51
- ersten Element des Kleberahmens
- 42, 52
- zweites Element des Kleberahmens
- 43, 53
- drittes Element des Kleberahmens
- 44, 54
- viertes Element des Kleberahmens
- 45
- fünftes Element des Kleberahmens
- 46
- sechstes Element des Kleberahmens
- 47, 57
- Kante des jeweiligen Elements des Kleberahmens
- 48, 58
- Kopplungsstelle zweier Elemente des Kleberahmens
- 60
- Objekt
- KA
- Klappachse der Rahmenhalterung
- SA
- Schwenkachse der Objekthalterung
- S(i)
- Schritte eines Verfahrens zum Applizieren eines klappbaren Kleberahmens
