DE102019118661A1 - Applikationskopf zur Heißapplikation von Wachs sowie Verfahren zum Applizieren von Wachs - Google Patents

Applikationskopf zur Heißapplikation von Wachs sowie Verfahren zum Applizieren von Wachs Download PDF

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Abstract

Es wird ein Applikationskopf (1) zur Heißapplikation von Wachs angegeben, der Mittel (9) zur Befestigung an einem Manipulator, eine Heizeinrichtung (2) zum Erhitzen von zugeführtem Wachs (5) auf eine definierte Heiztemperatur, und zumindest eine Applikationsdüse (4) zum Applizieren von erhitztem Wachs (6) aufweist. Weiterhin wird ein Verfahren zum Applizieren von Wachs angegeben.

Description

  • Es wird ein Applikationskopf zur Heißapplikation von Wachs angegeben. Weiterhin wird ein Verfahren zum Applizieren von Wachs angegeben.
  • Um an Kraftfahrzeugen einen durchgängigen Korrosionsschutz zu gewährleisten müssen die Hohlräume des Fahrzeugs nach dem Lackieren mit Hohlraumwachs konserviert werden. Aktuell gibt es hierzu in der Serienproduktion zwei maßgebliche Prozesse/Technologien.
  • Zum einen ist das Fluten der Hohlräume mit erhitztem, flüssigem Wachs mittels einer automatisierten Vorrichtung in einem „Flutbad“ bekannt. Dabei wird Wachs eingesetzt, welches beim Abkühlen aushärtet und somit unter normalen Betriebstemperaturen des Kraftfahrzeugs fest bleibt.
  • Zum anderen erfolgt ein gezieltes Applizieren des Hohlraumwachses mittels an einem Industrieroboter angebrachter Düsen, beispielsweise durch einzelne Düsen oder sogenannte Balken mit mehreren Düsen.
  • Bei dem zweiten Verfahren können verschiedene Wachstypen eingesetzt werden. Beispielsweise wird ein Wachs mit Wasseranteilen verwendet, welches mit Wasseranteilen versetzt ist, welche nach der im kalten Zustand erfolgenden Applikation langsam verdampfen. So kann sich das Wachs nach langer Wartezeit absetzen. Es bleibt jedoch immer in einem annähernd flüssigen Zustand.
  • Alternativ wird ein sogenanntes 100% Wachs ebenfalls kalt in die Karosse eingebracht. Es hat keine Wasseranteile und besteht zu 100% aus Hohlraumwachs. Dieses Wachs hat die Eigenschaft, dass es nach einem sogenannten „Heat-Kick“, d.h. einer Temperierung über 60 Grad Celsius für die Dauer von einer Minute und dann Abkühlen auf unter 40 Grad Celsius, ausgeliert bzw. in einen festen Zustand übergeht und in diesem Zustand bleibt.
  • Nachteilig beim bekannten Verfahren des Flutens der Karosse ist, dass Teile des Fahrzeugs beschichtet werden, die keinen Schutz benötigen. Hierdurch entsteht ein sehr hoher Wachsverbrauch pro Fahrzeug, welcher mit unnötig hohen Materialkosten einhergeht. Weiterhin spritzt bzw. läuft viel Wachs auf die Außenhaut des Fahrzeugs, was eine manuelle Säuberung der Außenhaut durch zusätzliche Mitarbeiter erfordert, wodurch ebenfalls unnötige Kosten entstehen. Darüber hinaus finde die Applikation in einem sogenannten. „Flutbad“ bzw. Wachs-Tauchbad statt. In diesem Bad befindet sich eine große Menge an Wachs, die ständig auf einer bestimmten Temperatur gehalten muss, um ein Aushärten zu verhindern, wodurch unnötig hohe Energiekosten durch ständiges Erhitzen des gesamten Tauchbads entstehen.
  • Bei dem zweiten Verfahren unter Einsatz eines Wachses mit Wasseranteilen wird dieses Wachs nie ganz hart, wodurch es an warmen Sommertagen passieren kann, dass das Wachs aus Hohlraumöffnungen austritt. Die Folgen können hässliche Verschmutzungen auf der Außenhaut sein, die nur schwer zu entfernen sind. Um zu verhindern, dass das Wachs beim fertig produzierten Fahrzeug aus den Hohlräumen austreten kann, ist es denkbar, dass einige Stellen, wie z.B. die Türen der Fahrzeuge, nicht mit der zum vollständigen Korrosionsschutz notwendigen Menge an Wachs appliziert werden. Dadurch besteht aber die Gefahr, dass geforderte Qualitätsansprüche nicht erreicht werden können.
  • Beim Einsatz des Wachses ohne Wasseranteile wird ein Umlufttrockner bzw. Ofen benötigt, um das Wachs im fertig applizierten Fahrzeug ausgelieren zu lassen. Dabei muss die gesamte Rohkarosse muss erhitzt werden, was immens hohe Energiekosten bzw. Betriebskosten durch den Umlufttrockner bzw. Ofen bedeuten. Weiterhin sind solche Umlufttrockner mit sehr hohen Anschaffungskosten verbunden und erfordern einen hohen Platzbedarf.
  • Darüber hinaus wird durch den Ofen überschüssiges bzw. auslaufendes Wachs aus der Karosse „geblasen“ und auf der gesamten Außenhaut des Fahrzeugs verteilt. Das Fahrzeug muss somit nach dem Trockner einer kompletten Reinigung unterzogen werden. Diese wird gewöhnlicherweise manuell durchgeführt und erfordert mehrere Mitarbeiter, die dieser Tätigkeit Vollzeit nachgehen. Des Weiteren wird aufgrund der Dämpfe eine Kabine mit Zu- und Abluft für diese Wischarbeitsplätze benötigt, die weitere Kosten verursacht. Insgesamt entstehen also hohe Kosten durch zusätzliche Mitarbeiter sowie Kosten für die Errichtung eines Arbeitsplatzes bzw. einer Kabine mit Zu- und Abluft zur Vermeidung von Gesundheitsrisiken.
  • Die Druckschrift DE 39 10 179 C1 zeigt ein Verfahren zum Konservieren von Hohlräumen, insbesondere an Automobilkarossen, bei dem Wachs mittels Applikationsdüsen auf die Innenwände des zu konservierenden Hohlraums aufgebracht wird. Dabei wird Wachs auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 140 °C erhitzt, und das erhitzte und verflüssigte Wachs unter einem Druck zwischen 40 und 150 bar einer Vorzerstäuberdüse zugeführt und von dieser zerstäubt.
  • Nachteilig bei dem in der Druckschrift DE 39 10 179 C1 beschriebenen Verfahren ist, dass das Erhitzen des Wachses auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 140 °C sowie das Erhitzen des Wachses im kompletten Kreislauf sehr energieintensiv ist.
  • Es ist somit eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, einen Applikationskopf zur Heißapplikation von Wachs anzugeben, durch welchen die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Applizieren von Wachs anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein hier beschriebener Applikationskopf zur Heißapplikation von Wachs Mittel zur Befestigung an einem Manipulator, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen von zugeführtem Wachs auf eine definierte Heiztemperatur sowie zumindest eine Applikationsdüse zum Applizieren von erhitztem Wachs auf. Der Applikationskopfes insbesondere zur Heißapplikation von Wachs in Hohlräume von Fahrzeugkarosserien ausgebildet.
  • Die Mittel zur Befestigung an einem Manipulator können z.B. als Anschlussadapter zum Verbinden mit einem Manipulator ausgebildet sein. Der Manipulator kann z.B. ein Roboter, insbesondere ein Leichtbauroboter, oder ein Roboterarm eines Roboters oder Leichtbauroboters sein. Der Anschlussadapter kann z.B. als Schnellwechselanschluss ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Anschlussadapter pneumatische und/oder magnetische Mittel zur Befestigung des Applikationskopfes am Manipulator aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Applikationsdüse beheizbar ausgebildet. Insbesondere kann die Applikationsdüse Mittel zum Heizen eines Mediums innerhalb der Applikationsdüse aufweisen. Dadurch kann vorteilhafterweise Wachs auf einer vordefinierten Heiztemperatur gehalten werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Applikationskopf ein beheizbares Applikationsventil auf, welches zwischen der Heizeinrichtung und der Applikationsdüse angeordnet ist. Das Applikationsventil weist dabei vorzugsweise Mittel zum Heizen eines Mediums innerhalb des Ventils auf. Auch dadurch kann das Wachs nach einem Heizen mittels der Heizeinrichtung auf eine vordefinierte Heiztemperatur auf diese als Temperatur gehalten werden.
  • Weiterhin kann der Applikationskopf eine beheizbare Medienleitung aufweisen, über welche die Heizeinrichtung mit dem Applikationsventil verbunden ist. Beispielsweise kann die Medienleitung durch ein Heizband, welches die Medienleitung umgibt, beheizbar sein. Dadurch kann verhindert werden, dass Wachs nach Erhitzung durch die Heizeinrichtung vor dem Erreichen des beheizten Applikationsventil abkühlt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Heizeinrichtung als Durchlauferhitzer ausgebildet. Weiterhin kann die Heizeinrichtung einen Pufferbehälter zum Puffern von zugeführtem Wachs aufweisen.
  • Vorzugsweise ist Applikationskopf dazu ausgebildet, zugeführt Wachs auf eine definierte Heiztemperatur zu erhitzen und/oder auf einer definierten Heiztemperatur zu halten und das erhitzte Wachs durch Austritt aus der Applikationsdüse in einem Hohlraum eines Objekts, wie z.B. einer Fahrzeugkarosserie, zu applizieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Applikationskopf eine Mehrzahl von Applikationsdüsen, insbesondere von beheizbaren Applikationsdüse, auf. Vorzugsweise ist die Applikationsdüse bzw. sind die Applikationsdüse unmittelbar mit dem beheizbaren Applikationsventil verbunden.
  • Des Weiteren wird ein Verfahren zum Applizieren von Wachs angegeben. Dabei wird ein hier beschriebener Applikationskopf bereitgestellt, der ein oder mehrere Merkmale der vorgenannten Ausführungsformen aufweisen kann. Weiterhin wird zumindest eine Fahrzeugkarosserie bereitgestellt.
  • Über eine Medienleitung wird außen dem Applikationskopf Wachs zugeführt. Dabei kann es sich insbesondere um kaltes Wachs bzw. noch nicht erhitztes Wachs handeln. Weiterhin wird das Wachs im Applikationskopf auf eine Temperatur zwischen 60 °C und 75 °C erhitzt. Weiterhin kann das Wachs gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform auf eine definierte Heiztemperatur zwischen 60 °C und 65 °C erhitzt werden. Das Erhitzen des Wachses kann insbesondere durch die Heizeinrichtung, welche als Durchlauferhitzer ausgebildet sein kann, erfolgen. Durch einen Pufferbehälter der Heizeinrichtung kann die gewünschte Applikationsmenge von Wachs 1-2 Takte vor der Applikation direkt im Applikationskopf erhitzt werden. Dadurch wird, verglichen mit dem Stand der Technik, vorteilhafterweise Energie eingespart. Des Weiteren wird das erhitzte Wachs mittels der Applikationsdüse des Applikationskopfs in einen Hohlraum der Fahrzeugkarosserie appliziert.
  • Vorzugsweise ist die Applikationsdüse beheizbar ausgebildet, sodass das durch die Heizeinrichtung erhitzte Wachs auf der definierten Heiztemperatur gehalten werden kann. Weiterhin sind vorteilhafterweise ein Applikationsventil, welches die Heizeinrichtung mit Applikationsdüse verbindet sowie eine Medienleitung, welche unmittelbar die Heizeinrichtung mit dem Applikationsventil verbindet, beheizbar ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zugeführte bzw. erhitzte Wachs, welches durch der Applikationskopf appliziert wird, ein lösemittelfreies Wachs. Weiterhin kann das Wachs vorzugsweise einen Festkörpergehalt von größer als 98 % aufweisen.
  • Durch den hier beschriebenen Applikationskopf sowie das hier beschriebene Verfahren wird vorteilhafterweise im Prozess des Hohlraumkonservierens kein Umluft-Trockner bzw. Ofen mehr benötigt, um das Prozess-soll-Ergebnis zu erreichen. Hierdurch werden sowohl beim Bau als auch beim Betrieb der Anlage Kosten und Platz gespart und es werden alle weiteren bisherigen Nachteile unter Wahrung aller Qualitätsanforderungen vollständig beseitigt.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Applikationskopfs bzw. des Verfahrens zum Applizieren von Wachs ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Applikationskopfs zur Heißapplikation von Wachs gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
    • 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Applizieren von Wachs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Applikationskopfs 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Applikationskopf 1 weist einen Anschlussadapter 9 zum Verbinden des Applikationskopfes mit einem Manipulator, eine Heizeinrichtung 2, eine beheizbare Medienleitung 7, ein beheiztes Applikationsventil 3 sowie eine beheizbare Applikationsdüse 4 auf.
  • Die Heizeinrichtung 2 kann z.B. als Durchlauferhitzer mit Pufferbehälter ausgebildet sein. Durch eine Medienleitung 8 kann Wachs von außerhalb des Applikationskopfes 1, insbesondere nicht erhitztes Wachs, zugeführt werden. Das zugeführte Wachs kann mittels der Heizeinrichtung 2 auf eine definierte Heiztemperatur, insbesondere auf eine Heiztemperatur zwischen 60 °C und 75 °C erhitzt werden und anschließend durch die beheizbare Medienleitung 7 und das beheizte Applikationsventil 3 sowie die beheizte Applikationsdüse 4 auf der definierten Heiztemperatur gehalten werden. Durch die Applikationsdüse 4 kann das heiße Wachs 6 in Hohlräume einer Fahrzeugkarosserie appliziert bzw. gespritzt werden.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 100 zum Applizieren von Wachs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei werden in einem Verfahrensschritt A ein hier beschriebener Applikationskopf sowie eine Fahrzeugkarosserie bereitgestellt. Der Applikationskopf kann beispielsweise wie der Applikationskopf 1 gemäß der 1 ausgebildet sein.
  • In einem nachfolgenden Verfahrensschritt B wird, beispielsweise durch eine externe Medienleitung, Wachs in den Applikationskopf zugeführt.
  • Im sich anschließenden Verfahrensschritt C wird das zugeführte Wachs im Applikationskopf 1 auf eine Temperatur zwischen 60 °C und 75 °C erhitzt. Dies kann insbesondere durch die Heizeinrichtung 2 des Applikationskopfes 1 erfolgen.
  • Nachfolgenden Verfahrensschritt D wird das erhitzte Wachs mittels der Applikationsdüse 4 in zumindest einen Hohlraum der Fahrzeugkarosserie gespritzt. Durch ein beheizen der einzelnen Komponenten von der Heizeinrichtung 2 einschließlich zu Applikationsdüse 4 kann das Wachs auf der gewünschten definierten Heiztemperatur gehalten werden.
  • Insbesondere kann das Wachs so kurz vor der Applikation in einem kleinen Vorratsbehälter bzw. einer Vorratsleitung im Applikationskopf auf die für den Heat-Kick benötigte Temperatur erhitzt und für mindestens eine Minute auf dieser Temperatur gehalten werden, um den besagten Heat-kick im Material zu erreichen. Ab hier ist der restliche Weg - einige Zentimeter bis wenige Dezimeter - bis zur Applikationsdüse auf mindestens Heat-Kick-Temperatur beheizt. Somit wird das Wachs vom Roboter heiß in die Karosse eingespritzt. Nach einigen Minuten geliert es dann auf dem kalten Karosserieblech aus und erhält seinen Soll-Zustand im Fahrzeug ohne weiteres Zutun.
  • Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein. Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Applikationskopf
    2
    Heizeinrichtung
    3
    beheizbares Applikationsventil
    4
    beheizbare Applikationsdüse
    5
    zugeführtes Wachs
    6
    erhitztes Wachs
    7
    beheizbare Medienleitung
    8
    Medienleitung
    9
    Anschlussadapter
    100
    Verfahren
    A - D
    Verfahrensschritte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3910179 C1 [0011, 0012]

Claims (13)

  1. Applikationskopf (1) zur Heißapplikation von Wachs, insbesondere in Hohlräume von Fahrzeugkarosserien, aufweisend - Mittel (9) zur Befestigung an einem Manipulator, - eine Heizeinrichtung (2) zum Erhitzen von zugeführtem Wachs (5) auf eine definierte Heiztemperatur, und - zumindest eine Applikationsdüse (4) zum Applizieren von erhitztem Wachs (6).
  2. Applikationskopf nach Anspruch 1, wobei die Applikationsdüse (4) beheizbar ausgebildet ist.
  3. Applikationskopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, aufweisend ein beheizbares Applikationsventil (3), welches zwischen der Heizeinrichtung (2) und der Applikationsdüse (4) angeordnet ist.
  4. Applikationskopf nach Anspruch 3, wobei die Heizeinrichtung (2) über eine beheizbare Medienleitung (7) mit dem Applikationsventil (3) verbunden ist.
  5. Applikationskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizeinrichtung als Durchlauferhitzer ausgebildet ist.
  6. Applikationskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Applikationskopf (1) dazu ausgebildet ist, zugeführtes Wachs (5) auf eine definierte Heiztemperatur zu erhitzen und/oder auf einer definierten Heiztemperatur zu halten und das erhitzte Wachs (6) durch Austritt aus der Applikationsdüse (4) zu applizieren.
  7. Applikationskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Mehrzahl von Applikationsdüsen (4).
  8. Applikationskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Applikationsdüse (4) bzw. Applikationsdüsen (4) unmittelbar mit dem beheizbaren Applikationsventil (3) verbunden ist bzw. sind.
  9. Applikationskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel (9) zur Befestigung an einem Manipulator als Anschlussadapter zum Verbinden des Applikationskopfs (1) mit einem Manipulator ausgebildet ist.
  10. Applikationskopf nach Anspruch 9, wobei der Anschlussadapter als Schnellwechselanschluss ausgebildet ist.
  11. Verfahren zum Applizieren von Wachs, aufweisend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Applikationskopfs (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - Bereitstellen einer Fahrzeugkarosserie, - Zuführen von Wachs in den Applikationskopf (1), - Erhitzen des Wachses im Applikationskopf (1) auf eine Temperatur zwischen 60 °C und 75 °C, - Applizieren des erhitzten Wachses mittels der Applikationsdüse (4) des Applikationskopfs (1) in zumindest einen Hohlraum der Fahrzeugkarosserie.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Wachs lösem ittelfrei ist.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Wachs einen Festkörpergehalt von größer als 98 % aufweist.
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