DE202017007136U1

DE202017007136U1 - Vorrichtung zur Herstellung einer Materialstranganordnung und Vorrichtung zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil

Info

Publication number: DE202017007136U1
Application number: DE202017007136.3U
Authority: DE
Original assignee: Cooper Standard GmbH
Current assignee: Cooper Standard GmbH
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2019-09-09
Anticipated expiration: 2027-07-18

Abstract

Fertigungsvorrichtung (10) zum Herstellen einer Materialstranganordnung (38), umfassend:
- einen Extruder (12) zum Herstellen eines extrudierten Materialstrangs (20),
- eine Überwachungsvorrichtung (24) zum Überwachen der Qualität des extrudierten Materialstrangs (20), so dass Fehler (48) des extrudierten Materialstrangs (20) erfasst werden können,
- eine Schneidanordnung (29) zum Ausschneiden erfasster Fehler (48) aus dem extrudierten Materialstrang (20), so dass Schnittstirnflächen (60, 62) erzeugt werden,
- eine Fügevorrichtung (27) zum Wiederzusammenfügen der Schnittstirnflächen (60, 62), wodurch eine Verbindung (46) hergestellt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang (37) erzeugt wird, wobei die Schneidanordnung (29) angepasst ist, um das Ausschneiden so durchzuführen, dass sämtliche zwei benachbarten Verbindungen (46) in einem minimalen Verbindungsabstand (L_MIN) voneinander angeordnet sind, und
- eine Speichervorrichtung (31) zum Speichern des fehlerfreien Materialstrangs (37) in einer Speichereinheit (32).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fertigung bzw. Herstellung einer Materialstranganordnung für ein Fahrzeug, die insbesondere zum Abdichten einer Karosserieöffnung eines Fahrzeugteils vorgesehen ist. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Materialstranganordnung, die durch eine solche Vorrichtung hergestellt wird. Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil.
Im technischen Bereich des Karosseriebaus ist es bekannt, dass Materialstränge auf Karosserieöffnungen aufgebracht werden, z.B. Tür- oder Fensteröffnungen. Der Materialstrang ist typischerweise aus einem radial elastisch verformbaren Material hergestellt, um die notwendigen Dichtungseigenschaften zu gewährleisten. Typische Materialbeispiele sind TPE (thermo-plastisches Elastomer) und EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomerkautsch u k).
Andere Arten von Materialsträngen können zum Verzieren oder Befestigen in Bezug auf Körperöffnungen verwendet werden, insbesondere Türen, Fenster, Deckel usw.
Die Materialstränge werden typischerweise durch ein Extrusionsverfahren hergestellt. In vielen Fällen werden Materialstrangstreifen mit einer vordefinierten Streifenlänge an einem Produktionsstandort vom extrudierten Material abgeschnitten und dann gemeinsam an einen Anwendungsstandort, typischerweise einen OEM, geliefert.
Ein weiteres Konzept für den Transport der Materialstränge zu einem Anwendungsstandort ist das so genannte „Endloskonzept“. Hierbei wird am Produktionsstandort ein extrudierter Materialstrang kontinuierlich auf eine Rolle gewickelt und bildet so eine Materialstranganordnung. Die Rolle mit dem darauf aufgewickelten Materialstrang wird dann zum Einsatzort transportiert, wo der Materialstrang von der Rolle abgewickelt und die Materialstrangstreifen auf die vorgegebene Streifenlänge abgeschnitten werden.
Das Aufbringen der Materialstrangstreifen auf die Fahrzeugkarosserie kann manuell oder durch Roboter erfolgen. Der Schritt des Abschneidens von Materialstrangstreifen von einem abgewickelten Materialstrang kann auch automatisch durchgeführt werden.
Aus dem Dokument EP 1 733 839 B1 ist bekannt, an einem Dichtungsträger oder einem Abdeckungsträger, insbesondere an einer Fahrzeugtür oder einem Karosserieausschnitt, eine Dichtung oder eine Abdeckung zu bilden, wobei das die Dichtung oder die Abdeckung bildende Strangmaterial von einer Rolle oder Spule abgewickelt wird. Das abgewickelte Strangmaterial wird dem Träger zugeführt und in Stranglängsrichtung kontinuierlich mit dem Träger verbunden. Ein der Länge der Dichtung entsprechender Endabschnitt wird vom zugeführten Strangmaterial getrennt. Das von der Rolle abgewickelte Strangmaterial wird vor der Verbindung mit dem Träger überprüft und als fehlerhaft befundene Abschnitte des Strangmaterials werden abgetrennt und als Abfall entsorgt. Das Strangmaterial wird vor dem Aufwickeln auf die Rolle weiter überprüft. Abschnitte des Strangmaterials, die bei der Prüfung vor dem Aufwickeln als fehlerhaft erkannt werden, werden markiert und/oder Start- und Endkoordinaten fehlerhafter Abschnitte werden gespeichert. Die Trennung von fehlerhaften Abschnitten aus dem von der Rolle abgewickelten Strangmaterial erfolgt auf der Grundlage der erzeugten Markierungen und/oder der vor dem Aufwickeln des Strangmaterials auf der Rolle gespeicherten Anfangs- und Endkoordinaten. Vor dem Aufwickeln auf die Rolle werden fehlerhafte Abschnitte, deren Länge einen vorgegebenen Wert überschreitet, vorzugsweise vom Strangmaterial getrennt, und zwei Enden des Strangmaterials, die durch die Trennung gebildet werden, werden miteinander verbunden. Mit diesem Verfahren soll der Aufwand für die Herstellung des Materialstrangs am Produktionsstandort reduziert werden, da der bearbeitete aufgewickelte Materialstrang nicht fehlerfrei sein muss.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Fertigungsvorrichtung zur Herstellung einer Materialstranganordnung, eine verbesserte Materialstranganordnung und eine verbesserte Vorrichtung zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil bereitzustellen.
Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Fertigungsvorrichtung zur Herstellung einer Materialstranganordnung erreicht, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Materialstranganordnung, umfassend: einen Extruder zum Herstellen eines extrudierten Materialstrangs, eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen der Qualität des extrudierten Materialstrangs, so dass Fehler des extrudierten Materialstrangs erkannt werden können, eine Schneidevorrichtung zum Ausschneiden erfasster Fehler aus dem extrudierten Materialstrang, so dass Schnittstirnflächen erzeugt werden, eine Fügevorrichtung zum Wiederzusammenfügen der Schnittstirnflächen, wodurch eine Verbindung hergestellt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang erzeugt wird, wobei die Schneidanordnung angepasst ist, um das Ausschneiden so durchzuführen, dass sämtliche zwei benachbarten Verbindungen in einem minimalen Verbindungsabstand voneinander angeordnet sind, und eine Speichervorrichtung zum Speichern des fehlerfreien Materialstrangs in einer Speichereinheit.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung konfiguriert, um ein Verfahren zum Herstellen einer Materialstranganordnung für ein Fahrzeug auszuführen, insbesondere zum Abdichten einer Karosserieöffnung eines Fahrzeugteils, einschließlich der folgenden Schritte: Strangmaterial in einem Extruder zu extrudieren, so dass ein Materialstrang hergestellt wird; die Qualität des extrudierten Materialstrangs unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung zu überwachen, um Fehler des extrudierten Materialstrangs zu erfassen; im Falle einer Fehlererkennung eines Fehlers den Fehler aus dem Materialstrang unter Verwendung einer Schneidanordnung auszuschneiden und Schnittflächen unter Verwendung der Fügevorrichtung wieder zusammenzufügen, wodurch eine Verbindung erzeugt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang erzeugt wird, wobei der Ausschneideschritt oder der Schritt des Erkennens und Ausschneidens so durchgeführt wird, dass zwei benachbarte Verbindungen in einem minimalen Verbindungsabstand voneinander liegen; Speichern des fehlerfreien Materialstrangs in einer Speichereinheit, um die Materialstranganordnung herzustellen; wobei der extrudierte Materialstrang durch einen ersten Strangakkumulator zwischen dem Extruder und der Schneidanordnung geführt wird und/oder wobei der fehlerfreie Materialstrang durch einen zweiten Strangakkumulator zwischen der Schneidanordnung und der Speichereinheit geführt wird.
Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe durch eine Materialstranganordnung erreicht, die mit der Fertigungsvorrichtung nach der Erfindung hergestellt ist.
Schließlich wird das vorstehende Objekt durch eine Aufbringungsvorrichtung erreicht, die konfiguriert ist, um ein Verfahren zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil durchzuführen, wobei der aufgetragene Materialstrangstreifen eine vordefinierte Streifenlänge aufweist, einschließlich der Schritte: Entnehmen eines fehlerfreien Materialstrangs aus einer Materialstranganordnung gemäß der Erfindung; Prüfen des entnommenen fehlerfreien Materialstrangs auf Verbindungen; falls der entnommene fehlerfreie Materialstrang keine Verbindung beinhaltet, Abschneiden eines Materialstrangstreifens vom entnommenen fehlerfreien Materialstrang und Aufbringen des Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil, oder, falls der entnommene fehlerfreie Materialstrang eine Verbindung beinhaltet, Abschneiden eines Materialstrangabschnitts, der die Verbindung beinhaltet, vom entnommenen fehlerfreien Materialstrang und Verwerfen des abgeschnittenen Materialstrangabschnitts als Abfall.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um Nachteile des oben diskutierten Standes der Technik zu überwinden. Nach dem Stand der Technik entsteht nämlich am Einsatzort viel Abfall, da der aufgewickelte Materialstrang eine erhebliche Anzahl von Fehlern aufweisen kann, wobei die jeweiligen fehlerhaften Abschnitte aus dem abgewickelten Materialstrang ausgeschnitten werden müssen. Darüber hinaus können die fehlerhaften Abschnitte, die auf die Rolle gewickelt werden, unterschiedliche, ungleichmäßige Längen aufweisen. Mit anderen Worten, ein fehlerhafter Abschnitt kann axial sehr kurz sein, während ein zweiter fehlerhafter Abschnitt axial wesentlich länger sein kann. Die Fehler werden typischerweise während des Extrusionsprozesses erzeugt, so dass die axialen Längen solcher Fehler stochastisch variieren. All dies führt dazu, dass Start- und Endkoordinaten solcher Fehler gespeichert oder der fehlerhafte Abschnitt über die gesamte axiale Länge markiert werden muss.
Im Gegensatz dazu ermöglicht die vorliegende Erfindung die Herstellung eines fehlerfreien Materialstrangs, der in einer Speichereinheit gelagert wird, z.B. auf einer Rolle. Fehler, die während des Extrusionsprozesses entstehen, werden aus dem dadurch fehlerfreien Materialstrang ausgeschnitten, der in der Speichereinheit gelagert wird. Die Verbindungen, die beim Wiederzusammenfügen der Schnittflächen entstehen, haben eine einheitliche axiale Länge.
In einigen Ausführungsformen können die Verbindungen mit einer solchen Qualität hergestellt werden, dass eine derartige Verbindung in einem aufgetragenen Materialstrangstreifen enthalten sein kann. In anderen Fällen müssen solche Verbindungen vor dem Aufbringen von Materialstrangstreifen an dem Einsatzort ausgeschnitten werden, wobei das Erkennen und Ausschneiden solcher Verbindungen aufgrund der Einheitlichkeit der axialen Länge der Verbindungen gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung ist der in der Speichereinheit gelagerte Materialstrang ein fehlerfreier Materialstrang, d.h. es sind keine Fertigungsfehler, die während des Extrusionsprozesses entstehen, darin enthalten.
Das Niveau dessen, was als Fehler zu betrachten ist und was als fehlerfrei zu betrachten ist, kann variieren. Typischerweise setzt ein OEM den Standard, der die Bedingung der Fehlerfreiheit definiert. An der Fertigungsstätte wird typischerweise eine hochwertige Überwachungsvorrichtung verwendet (z.B. ein kamerabasiertes System), wobei die Überwachungsvorrichtung die Oberfläche des extrudierten Materialstrangs überwacht oder inspiziert und/oder die Abmessungen des extrudierten Materialstrangs überwacht und erfasst. Daher können Fehler entweder Nuten, Blasen, Kratzer oder Einschlüsse sein, aber auch Verformungen oder andere Maßabweichungen von einer Sollform des Strangs des extrudierten Materials.
Insbesondere beinhaltet die Überwachungsvorrichtung mindestens zwei Bildsensoren, die den extrudierten Materialstrang online (d.h. während sich der extrudierte Materialstrang mit der Extrusionsgeschwindigkeit bewegt) unter verschiedenen Winkeln überwachen.
Der Ausschneideschritt erfolgt vorzugsweise während der Bewegung des extrudierten Materialstrangs, d.h. online.
Der Wiederverbindungsschritt der Schnittflächen erfolgt vorzugsweise im Stillstand, so dass der erste Strangakkumulator und/oder der zweite Strangakkumulator zum Ausgleich von Drehzahl-/Geschwindigkeitsunterschieden verwendet werden. Der Extrusionsprozess kann nämlich nicht gestoppt werden, so dass der extrudierte Materialstrang, der in eine Eingangsseite des ersten Strangakkumulators eingespeist wird, darin akkumuliert wird, während die Ausgangsseite des Speichers stillstehen kann (z.B. zur Durchführung des Verbindungsprozesses).
Werden axial kurze oder mittlere Fehler ausgeschnitten, ist es bevorzugt, dass die Schnittflächen an einer Fügestation axial zusammengeführt werden, indem Material aus dem ersten Strangakkumulator freigegeben wird. Werden dagegen große Abschnitte des extrudierten Materialstrangs ausgeschnitten (z.B. um den minimalen Verbindungsabstand zwischen zwei benachbarten Verbindungen zu gewährleisten), kann es bevorzugt sein, wenn ein fehlerfreier Materialstrangabschnitt entgegen der Extrusionsrichtung aus dem zweiten Strangakkumulator freigegeben wird.
Der erste Strangakkumulator kann eine Spannungssteuerung am Eingang und/oder dessen Ausgangsende beinhalten. Der zweite Strangakkumulator kann die gleiche Spannungssteuerung und/oder eine Verschiebungssteuerung beinhalten, um die Einlagerung des fehlerfreien Materialstrangs in einer Speichereinheit zu ermöglichen. Wenn beispielsweise der fehlerfreie Materialstrang auf einer Rolle aufgewickelt wird, ermöglicht die Verschiebungssteuerung, verschiedene Wicklungen des Materialstrangs nebeneinander anzuordnen. Andererseits kann je nach Durchmesser des aufgewickelten Materialstrangs die Spannungssteuerung im zweiten Strangakkumulator so funktionieren, dass eine optimale Einlagerung des fehlerfreien Materialstrangs in der Speichereinheit möglich ist.
Die vorgenannte Verschiebungssteuerung kann daher eine Lateralverschiebungsvorrichtung beinhalten, die im zweiten Strangakkumulator enthalten oder separat vom zweiten Strangakkumulator vorgesehen ist.
Der in der Speichereinheit gelagerte fehlerfreie Materialstrang kann eine axiale Länge von mindestens 500 m, vorzugsweise mindestens 800 m, insbesondere mindestens 1000 m aufweisen. Typischerweise beträgt die maximale axiale Länge des fehlerfreien Materialstrangs weniger als 2000 m, vorzugsweise weniger als 1800 m.
Der fehlerfreie Materialstrang, der in der Speichereinheit der Materialstranganordnung gelagert wird, kann im besten Fall überhaupt keine Verbindung aufweisen. Dies würde bedeuten, dass die gesamte axiale Länge ohne Fehler im Extrusionsprozess hergestellt wurde. Andererseits kann der fehlerfreie Materialstrang, der in der Speichereinheit gelagert wird, je nach dem von einem OEM festgelegten Fehlerniveau oder Fehlerstandard 1 bis 20 Verbindungen beinhalten. Im schlimmsten Fall kann die Anzahl der Verbindungen 40 erreichen.
Der minimale Verbindungsabstand zwischen zwei benachbarten Verbindungen liegt vorzugsweise im Bereich von 3 m bis 10 m und vorzugsweise im Bereich von 5 m bis 9 m. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der minimale Verbindungsabstand größer als das Doppelte der vorgegebenen Streifenlänge eines Materialstrangstreifens ist.
Das Material des Materialstrangs ist vorzugsweise ein Kunststoff- oder Elastomermaterial, das vorzugsweise radial elastisch kompressibel ist, z.B. TPE, EPDM, etc. Der Materialstrang kann ein einkomponentiger Materialstrang sein, der aus einem einzigen Material hergestellt ist, oder ein mehrkomponentiger Materialstrang mit mindestens zwei Komponenten aus unterschiedlichen Materialien. Typischerweise ist der Materialstrang ein Zwei-Komponenten-Strang, der beispielsweise eine relativ harte Komponente zum Befestigen des Strangstreifens an einer Fahrzeugöffnung und einen relativ weichen Abschnitt zum Bereitstellen von Dichtfunktionen beinhaltet, z.B. einen EPDM-Schlauch, der an einem Befestigungssockelstrang befestigt ist.
Gegenüber dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik kann der Aufwand an der Fertigungsstätte erhöht sein, da ein Fehler oder Defekt im extrudierten Materialstrang ausgeschnitten wird, bevor der Materialstrang als fehlerfreier Materialstrang im Lager gelagert wird. Andererseits ermöglicht die Einheitlichkeit der Verbindungen im fehlerfreien Materialstrang (falls vorhanden) eine Vereinfachung und Reduzierung des Aufwandes am Einsatzort.
In der vorliegenden Spezifikation ist eine Hauptrichtung die Extrusionsrichtung in der Fertigungsvorrichtung oder eine Entlagerungs-/Abwickelrichtung in der Anwendungs-/Produktionsvorrichtung. Alle Verweise auf „stromaufwärts“ oder „stromabwärts“ oder „hinter“ oder „vor“ beziehen sich je nach Standort auf diese Hauptrichtung.
Das obige Ziel wird somit vollständig erreicht.
In der Fertigungsvorrichtung nach der Erfindung wird bevorzugt, wenn bei der Herstellung einer Verbindung die Position der Verbindung weder aufgezeichnet noch markiert wird.
Mit anderen Worten, der Herstellungsprozess beinhaltet keinen zusätzlichen Schritt zur Markierung einer Verbindung, die nach dem Ausschneiden eines Fehlers aus dem Strang des extrudierten Materials hergestellt wird. Auch die Position einer solchen Verbindung wird nicht aufgezeichnet.
Am Einsatzort ist eine Inspektionsvorrichtung dazu angepasst, um den entnommenen, fehlerfreien Materialstrang auf Verbindungen zu prüfen. Diese Inspektionsvorrichtung kann ein bildbasierter Sensor, z.B. ein kamerabasierter Sensor sein, der in der Lage ist, Verbindungen zu erkennen, aber auch ein Sensor, der speziell für die Erkennung von Verbindungen entwickelt wurde. Die Verbindungen können nämlich durch Einlegen eines anderen Materials zwischen die Schnittstirnflächen hergestellt werden, wobei die Inspektionsvorrichtung so angepasst ist, dass sie das unterschiedliche Material erfasst. Darüber hinaus kann der Verbindungsschritt die Verwendung eines Materials beinhalten, das durch eine solche Inspektionsvorrichtung erkennbar ist, z.B. einen bestimmten Klebstoff und/oder die Erkennung eines Fadens oder eines Garns, das zum Nähen verwendet wird, insbesondere des Materials davon, das Metall sein kann oder beinhalten kann. Darüber hinaus kann jede Verbindung, die ein anderes Material als das Material des extrudierten Materialstrangs verwendet, metallische Partikel oder dergleichen beinhalten, die von einer Inspektionsvorrichtung am Einsatzort leicht erkannt werden können. Vorzugsweise ist jedoch die am Produktionsstandort hergestellte Verbindung eine Standardverbindung, z.B. eine Verbindung, die durch spiegelbildliche Schnittstirnflächen hergestellt wird, wahlweise mit einem anderen Material oder einem dazwischen liegenden Klebstoff. In anderen Fällen können die Standardverbindungen aus komplementären, nicht spiegelbildlichen Schnittstirnflächen hergestellt werden, entweder mit einem anderen Material oder einem Klebstoff dazwischen, oder mit einer Naht oder dergleichen.
Bei gestuften, komplementären Schnittstirnflächen kann zwischen parallel zur Strangachse angeordneten Schnittstirnflächenabschnitten ein Klebstoff oder dergleichen angeordnet sein. In diesem Fall können zwischen denjenigen Schnittstirnseitenabschnitten, die sich quer zur Strangachse erstrecken, gewisse Abstände vorgesehen werden.
In einer alternativen Ausführungsform der Fertigungsvorrichtung nach der Erfindung wird bevorzugt, wenn bei der Herstellung einer Verbindung die Position der Verbindung an dem Materialstrang durch eine einzige Markierung markiert wird, die eine axiale Markierungslänge aufweist, die kürzer ist als eine axiale Verbindungslänge der Verbindung.
Die Erfindung und die Gleichmäßigkeit der axialen Verbindungslänge aller in dem fehlerfreien Materialstrang enthaltenen Verbindungen ermöglicht es, die Position einer Verbindung durch eine einzige Markierung zu identifizieren, die eine axiale Markierungslänge aufweist, die kürzer ist als die axiale Verbindungslänge.
Die Einzelmarkierung kann sich auf der Verbindung befinden, oder sie kann stromaufwärts der Verbindung oder stromabwärts der Verbindung angeordnet sein. Es wird bevorzugt, wenn die Einzelmarkierung in Bezug auf die Verbindung in einem vordefinierten Axialabstand (der Null sein kann, aber auch größer als Null sein kann) angeordnet ist.
Die axiale Markierung kann eine Druckmarkierung auf dem Materialstrang oder eine andere Art der Markierung sein, z.B. eine Transpondermarkierung, etc.
Weiterhin wird in der Fertigungsvorrichtung bevorzugt, wenn dann, wenn eine Verbindung hergestellt wird, die Position der Verbindung durch Aufzeichnung einer einzelnen Position erfasst wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der eine Anfangs- und eine Endkoordinate gespeichert werden müssen (aufgrund der unterschiedlichen Länge der Fehler), liefert die Erfindung einen fehlerfreien Materialstrang mit nur gleich langen Verbindungen. Dies ermöglicht es, die Position der Verbindung durch eine einzige axiale Position (eine einzige axiale Koordinate) zu bestimmen. Die Einzelkoordinate ist vorzugsweise direkt der Verbindung zugeordnet. Vorzugsweise befindet sich die einzelne axiale Position in einem Abstand vor oder hinter der Verbindung. Dies erleichtert das Ausschneiden von Verbindungen am Einsatzort.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Fertigungsvorrichtung der Erfindung beinhaltet der Ausschneideschritt die Verwendung von mindestens zwei Schneidwerkzeugen, die in einem axialen Schneidabstand voneinander angeordnet sind, wobei der axiale Schneidabstand axial kürzer ist als der minimale Verbindungsabstand und/oder wobei der axiale Schneidabstand axial länger ist als eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge.
Im Allgemeinen genügt ein einziges Schneidwerkzeug, um typische kleine Fehler zu beseitigen, wobei das einzelne Schneidwerkzeug zum ersten Mal vor einem Fehler und zum zweiten Mal nach einem Fehler betätigt wird. In diesem Fall ist das Schneidwerkzeug typischerweise ein Standardschneidwerkzeug, das den Strang des extrudierten Materials im rechten Winkel schneidet.
Die bevorzugte Lösung mit zwei Schneidwerkzeugen wird bevorzugt, da typische Fehler in einem Arbeitsgang ausgeschnitten werden können, bei dem die beiden Schneidwerke gleichzeitig betrieben werden. Auch können die beiden Schneidwerkzeuge komplementär sein.
Das Verhältnis des minimalen Verbindungsabstands zum axialen Schneidabstand liegt vorzugsweise im Bereich von 7:1 bis 3:1. Eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge kann in einem Bereich von ca. 5 cm bis ca. 80 cm liegen. Vorzugsweise liegt der axiale Schneidabstand in einem Bereich von 20 cm bis 200 cm, vorzugsweise in einem Bereich von 30 cm bis 150 cm, insbesondere in einem Bereich von 50 cm bis 120 cm.
Die beiden Schneidwerkzeuge werden vorzugsweise zum Ausschneiden von Fehlern eingesetzt. Soll ein minimaler Verbindungsabstand eingehalten werden, wird vorzugsweise ein drittes Schneidwerkzeug in einer zweiten Schneidvorrichtung eingesetzt, das sich stromabwärts der beiden Schneidwerkzeuge (die eine erste Schneidvorrichtung bilden) befindet.
Die beiden Schneidwerkzeuge sind vorzugsweise stromauf der Fügevorrichtung angeordnet. Das erste Schneidwerkzeug ist vorzugsweise stromaufwärts des zweiten Schneidwerkzeugs angeordnet.
In der Fertigungsvorrichtung nach der Erfindung ist es bevorzugt, wenn die Schneidanordnung eine erste Schneidvorrichtung und eine zweite Schneidvorrichtung umfasst, wobei die Fügevorrichtung axial zwischen der ersten Schneidvorrichtung und der zweiten Schneidvorrichtung angeordnet ist.
Die beiden Schneidvorrichtungen können vorzugsweise unabhängig voneinander betrieben/betätigt werden.
Die erste Schneidevorrichtung wird vorzugsweise zum Ausschneiden typischer Fehler in einem extrudierten Materialstrang eingesetzt. Für den Fall, dass ein Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungen kleiner als der minimale Verbindungsabstand ist, werden die erste Schneidvorrichtung und die zweite Vorrichtung vorzugsweise gemeinsam verwendet.
Vorzugsweise entspricht ein Schneidabstand zwischen der ersten Schneidvorrichtung und der zweiten Schneidvorrichtung dem minimalen Verbindungsabstand. Der Schneidvorrichtungsabstand kann identisch mit dem minimalen Verbindungsabstand sein, ist aber vorzugsweise kleiner als der minimale Verbindungsabstand, um eine axiale Länge von nicht weniger als 10 cm und nicht mehr als 150 cm, vorzugsweise nicht mehr als 100 cm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Schneidvorrichtung ein erstes Schneidwerkzeug und ein zweites Schneidwerkzeug, die in einem axialen Schneidabstand angeordnet sind, wobei der axiale Schneidabstand axial länger ist als eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge und/oder wobei das erste Schneidwerkzeug und das zweite Schneidwerkzeug unabhängig voneinander betätigbar sind.
Das erste Schneidwerkzeug und das zweite Schneidwerkzeug werden typischerweise verwendet, um Fehler im Strang des extrudierten Materials auszuschneiden. In diesem Fall werden die beiden Schneidwerkzeuge vorzugsweise synchron zueinander betrieben.
Um Abschnitte des extrudierten Materialstrangs auszuschneiden, die zu einem Verbindungsabstand führen würden, der kleiner als der minimale Verbindungsabstand ist, wird es bevorzugt, wenn eines des ersten und des zweiten Schneidwerkzeugs gleichzeitig oder synchron mit einem dritten Schneidwerkzeug der zweiten Schneidvorrichtung betrieben wird.
Jedes der Schneidwerkzeuge oder Schneidvorrichtungen kann als Messer, als Kerbelement, als Scherelement oder dergleichen ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Schneidwerkzeug und das zweite Schneidwerkzeug so ausgelegt, dass sie komplementäre Schnittflächen erzeugen, wobei die zweite Schneidvorrichtung vorzugsweise ein drittes Schneidwerkzeug umfasst, das so ausgelegt ist, dass es die gleiche Schnittfläche wie das zweite Schneidwerkzeug erzeugt.
Die komplementären Schnittflächen können identische Stirnflächen sein, die unter 90° zu einer Längsrichtung des Strangs ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind die komplementären Schnittstirnflächen jedoch unsymmetrisch zueinander in Bezug auf eine Ebene, die quer zu dieser Längsrichtung angeordnet ist.
Wird eine Verbindung mit solchen komplementären Schnittstirnflächen hergestellt, kann die Festigkeit der Verbindung zumindest in einigen Fällen verbessert werden. Außerdem kann es einfacher sein, die Verbindung herzustellen. Darüber hinaus kann es einfacher sein, eine Verbindung in einem entnommenen, fehlerfreien Materialstrang zu erkennen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Akkumulator angepasst, um der Fügevorrichtung einen akkumulierten fehlerfreien Materialstrang zuzuführen.
Wird die zweite Schneidvorrichtung verwendet, um einen längeren Abschnitt des Materialstrangs auszuschneiden (Vermeidung eines zu kleinen Verbindungsabstandes), so ist es in diesem Fall bevorzugt, wenn der zweite Speicher so ausgelegt ist, dass er akkumulierte fehlerfreie Materialstränge in eine der Extrusionsrichtung entgegengesetzte Richtung zuführt, so dass die von der zweiten Schneidvorrichtung erzeugte Schnittstirnfläche in die Richtung einer stationären Fügevorrichtung stromaufwärts der zweiten Schneidvorrichtung zugeführt werden kann.
Sobald die Verbindung hergestellt ist, kann der zweite Akkumulator wieder beladen werden, bevor ein Ausgang des zweiten Akkumulators der Speichereinheit einen fehlerfreien Materialstrang zuführt.
In der Aufbringungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist es zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens bevorzugt, wenn der Prüfschritt das Erfassen einer Verbindung beinhaltet und/oder das Erfassen einer einzelnen Markierung beinhaltet, die die Verbindung identifiziert, und/oder das Abrufen einer aufgezeichneten einzelnen Position der Verbindung beinhaltet.
In der ersten Alternative gibt es keine Aufzeichnung oder Markierung von Verbindungen an der Fertigungsstätte, so dass diese Verbindung an dem Einsatzort im Prüfschritt erfasst wird. In der zweiten Alternative wird eine einzelne Markierung, die die Verbindung identifiziert, erfasst, wobei die einzelne Markierung eine gedruckte Markierung auf dem fehlerfreien Materialstrang oder eine Transpondermarkierung oder dergleichen sein kann. Ebenso wird in der dritten Alternative eine aufgezeichnete einzelne Position der Verbindung abgerufen, um die Bereitstellung eines Sensors zu vermeiden. In der dritten Variante ist es nicht notwendig, ein Inspektionsgerät am Einsatzort vorzusehen. Vielmehr wird die jeweilige einzelne Position jeder Verbindung aufgezeichnet, so dass die Verbindung auf Basis der aufgezeichneten einzelnen Position der Verbindung automatisch ausgeschnitten werden kann.
In der Aufbringungsvorrichtung ist es weiterhin bevorzugt, wenn entweder der Materialstrangstreifen zumindest teilweise auf das Fahrzeugteil aufgebracht wird, während er noch mit dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang verbunden ist, oder wenn der Materialstrangstreifen von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang abgeschnitten wird, bevor er auf das Fahrzeugteil aufgebracht wird.
Es versteht sich, dass die Merkmale der oben genannten und der nachfolgend noch zu erklärenden Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder isoliert verwendet werden können, ohne den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Exemplarische Ausführungsformen der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert und sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen:

1 ist eine schematische Darstellung einer Fertigungsvorrichtung zur Herstellung einer Materialstranganordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2a bis 2o sind Arbeitsfolgen in einem Verfahren zum Herstellen einer Materialstranganordnung unter Verwendung einer Fertigungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
3 zeigt mehrere schematische Ansichten verschiedener Arten von Verbindungen in einem fehlerfreien Materialstrang; und
4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil.

In 1 ist eine Ausführungsform einer Fertigungsvorrichtung zur Herstellung einer Materialstranganordnung schematisch dargestellt und mit der Referenznummer 10 versehen.
Die Fertigungsvorrichtung 10 beinhaltet einen Extruder 12, der zur Aufnahme von Strangmaterial 14 ausgelegt ist. Der Extruder 12 kann eine Heizung 16 beinhalten und umfasst eine Matrize 18. Im Betrieb erzeugt der Extruder 12 einen Materialstrang 20, der sich mit einer Extrusionsgeschwindigkeit v_E aus der Matrize entlang einer Bewegungsrichtung 21 bewegt.
Stromab des Extruders 12 beinhaltet die Fertigungsvorrichtung 10 einen ersten Strangakkumulator 22, eine Überwachungsvorrichtung 24, eine erste Schneidvorrichtung 26, eine Fügevorrichtung 27, eine zweite Schneidvorrichtung 28, wobei die erste Schneidvorrichtung 26 und die zweite Schneidvorrichtung 28 eine Schneidanordnung 29 bilden, einen zweiten Strangakkumulator 30 und eine Speichervorrichtung 31.
Der erste Strangakkumulator 22 und der zweite Strangakkumulator 30 ermöglichen Bewegungsgeschwindigkeiten des Materialstrangs zwischen den Akkumulatoren 22, 30, die von der Bewegungsgeschwindigkeit stromaufwärts des ersten Strangakkumulators 22 und/oder stromabwärts des zweiten Strangakkumulators 30 abweichen. Typischerweise kann die Speichervorrichtung 31 angepasst werden, um einen Materialstrang mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Extrusionsgeschwindigkeit (v_E ) zu speichern.
Die Speichervorrichtung 31 ist angepasst, um einen Materialstrang in einer Speichereinheit 32 zu speichern. Die Speichereinheit 32 kann eine Rolle 34 aufweisen, die in einem Rollenträger 36, z.B. einem Rollenkasten, drehbar gelagert ist.
Der in der Speichereinheit 32 gespeicherte Materialstrang ist ein fehlerfreier Materialstrang 37, wobei etwaige Fehler des extrudierten Materialstrangs 20 ausgeschnitten wurden.
Sobald eine vordefinierte Länge des fehlerfreien Materialstrangs 37 in der Speichereinheit 32 gespeichert ist und somit eine Materialstranganordnung 38 bildet, kann die Materialstranganordnung 38 zu einem anderen Ort transportiert werden, an dem der Materialstrang der Materialstranganordnung 38 verarbeitet wird, z.B. einem Anwendungsort bei einem OEM.
Der Materialstrang 20 wird typischerweise zum Abdichten, Verzieren oder Befestigen von Karosserieöffnungen in Fahrzeugkarosserien, typischerweise in der Automobilindustrie, verwendet.
Die erste Schneidvorrichtung 26 kann ein einzelnes Schneidwerkzeug zum Vorbereiten von rechtwinkligen Schnittstirnflächen beinhalten, wie beispielsweise in 3, linke Seite, dargestellt.
Im vorliegenden Fall von 1 beinhaltet die erste Schneidvorrichtung 26 ein erstes stromaufwärts angeordnetes Schneidwerkzeug 42 und ein zweites stromabwärts angeordnetes Schneidwerkzeug 44. Das erste Schneidwerkzeug 42 und das zweite Schneidwerkzeug 44 sind so vorgesehen, dass sie komplementäre Schneidkanten vorbereiten, wie beispielsweise in 3, mittlere oder rechte Seite, dargestellt.
Das erste Schneidwerkzeug 42 und das zweite Schneidwerkzeug 44 sind angepasst, um jeglichen Extrusionsfehler 48 auszuschneiden, der von der Überwachungsvorrichtung 24 erkannt wurde, wodurch ein Ausschussstück 50 entsteht. Die Fügevorrichtung 27 ist angepasst, um den verbleibenden Materialstrang an seinen gegenüberliegenden Schnittstirnflächen wieder zu verbinden (nicht in 1 dargestellt). Der von der Fügevorrichtung 27 durchgeführte Fügeprozess führt zu einer Verbindung 46, von denen zwei bei 46₁ und 46₂ in 1 dargestellt sind. Der fehlerfreie Materialstrang 27 beinhaltet keine Fehler 48, kann aber eine Anzahl von Verbindungen 46 beinhalten.
Ein Abstand zwischen der Überwachungsvorrichtung 24 und der ersten Schneidvorrichtung 26 ist bei L₁ dargestellt. Der Abstand L₁ ist so gewählt, dass bei einer typischen Höchstgeschwindigkeit des Materialstrangs 20 genügend Zeit bleibt, um die erste Schneidvorrichtung 26 zu betreiben, wenn ein Fehler 48 von der Überwachungsvorrichtung 24 erkannt wird.
Der axiale Abstand zwischen dem ersten Schneidwerkzeug 42 und dem zweiten Schneidwerkzeug 44 ist bei L₂ dargestellt.
Die Länge L₂ kann beispielsweise einer durchschnittlichen axialen Fehlerlänge entsprechen. In der vorliegenden Ausführungsform ist L₂ so gewählt, dass es in einem Bereich von 50 cm bis 150 cm liegt, zum Beispiel 1 m (100 cm).
Ein axialer Abstand zwischen dem ersten Schneidwerkzeug 42 und der zweiten Schneidvorrichtung 28 (die auch ein drittes Schneidwerkzeug beinhalten kann) ist in 1 bei L _c dargestellt.
Die Länge L_c (der Schneidvorrichtungsabstand) entspricht vorzugsweise einem Mindestverbindungsabstand L_MIN , wie nachfolgend erläutert.
Der Schneidvorrichtungsabstand L_c ist vorzugsweise kürzer als L_MIN .
Das Verhältnis von L_C zu L₂ liegt vorzugsweise in einem Bereich von 7:1 bis 3:1, vorzugsweise in einem Bereich von 4,5:1 bis 6:1.
Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Materialstrangs stromabwärts des ersten Strangakkumulators 22 kleiner als die Extrusionsgeschwindigkeit v_E eingestellt ist, kann der erste Strangakkumulator 22 geladen werden, wie bei 52 dargestellt. Wenn dagegen die Materialstranggeschwindigkeit stromabwärts des ersten Strangakkumulators 22 höher eingestellt ist als die Extrusionsgeschwindigkeit v_E , kann der erste Strangakkumulator 22 wie bei 54 dargestellt entladen werden.
Ebenso kann der zweite Strangakkumulator 22, wie bei 56 dargestellt, geladen werden, wenn die Materialstranggeschwindigkeit stromaufwärts des zweiten Strangakkumulators 30 höher ist als die Materialstranggeschwindigkeit stromabwärts des zweiten Strangakkumulators 30. Andererseits, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis umgekehrt wird, kann der zweite Strangakkumulator 30 entladen werden, wie bei 58 dargestellt.
Die Schneidwerkzeuge 42, 44 können mit Messern oder Kerbvorrichtungen ausgestattet sein und können online betrieben werden, d.h. während sich der Materialstrang entlang der ersten Schneidvorrichtung 26 bewegt. Andererseits ist es auch möglich, den Materialstrang bei der Durchführung des Ausschneidens zu stoppen.
Wird das Ausschussstück 50 aus dem Materialstrang ausgeschnitten, entstehen zwei gegenüberliegende Schnittstirnflächen 60, 62, die in der Fügevorrichtung 27 wieder verbunden werden können, wodurch eine Verbindung 46 erzeugt wird.
Die Fügevorrichtung 27 ist vorzugsweise eine stationäre Vorrichtung. Ebenso sind die Schneidwerkzeuge 42, 44 und die zweite Schneidvorrichtung 28 stationär. In anderen Ausführungsformen können diese Elemente jedoch axial bewegliche Vorrichtungen sein, so dass diese Vorrichtungen synchron zum Materialstrang bewegt werden können.
In 2a bis 2o ist eine Arbeitsweisenabfolge einer Fertigungsvorrichtung 10 dargestellt, die in Bezug auf Konstruktion und Funktion der Fertigungsvorrichtung 10 von 1 entspricht. Ähnliche Elemente erhalten die gleichen Referenznummern. Im Folgenden wird die Arbeitsweise im Detail erläutert.
In 2a ist eine Situation dargestellt, in der der Materialstrang 20 in Bewegungsrichtung 21 bewegt wird, wobei ein Fehler 48₁ von der Überwachungsvorrichtung 24 erkannt wird.
In 2b wurde der Fehler 48₁ in den Bereich axial zwischen dem ersten Schneidwerkzeug 42 und dem zweiten Schneidwerkzeug 44 verschoben.
In 2c werden das erste Schneidwerkzeug 42 und das zweite Schneidwerkzeug 44 gleichzeitig betrieben, wodurch ein Ausschussstück 50₁ , auf dem sich der Fehler 48₁ befindet, ausgeschnitten wird, wodurch zwei gegenüberliegende Schnittstirnflächen 60₁ , 62₁ im Bereich der Schneidwerkzeuge 42, 44 entstehen.
In 2d wird der erste Strangakkumulator 22 entladen (schematisch bei 54 dargestellt), so dass sich der Materialstrang stromabwärts des ersten Strangakkumulators 22 mit einer Geschwindigkeit v₁ bewegt, die größer als v_E ist, so dass sich die beiden Schnittflächen 60₁ , 62₁ einander annähern.
In 2e sind die Schnittstirnflächen 60₁ , 62₁ nahe beieinander und befinden sich im Bereich der stationären Fügevorrichtung 27, so dass der Materialstrang zum Stillstand gebracht wird, so dass die Materialstrang-Geschwindigkeit v₂ = 0 beträgt. In diesem Fall wird der erste Strangakkumulator 52 beladen, wie bei 52 in 2e dargestellt. Die Fügevorrichtung 27 wird so betrieben, dass überlappende Enden der Schnittstirnflächen 60₁ , 62₁ genäht werden. In der Fügevorrichtung 27 wird daher eine erste Verbindung 46₁ hergestellt.
In 2f ist dargestellt, dass sich der Materialstrang wieder mit der Extrusionsgeschwindigkeit v_E bewegt, so dass die Akkumulatoren 22, 30 weder be- noch entladen werden. Die erste Verbindung 46₁ hat sich in Richtung der zweiten Schneidvorrichtung 28 bewegt.
In 2f ist dargestellt, dass die Verbindung 46₁ einen axialen Abstand von der Überwachungsvorrichtung 24, nämlich L_MIN , erreicht hat, der ein Mindestverbindungsabstand ist. Nämlich kann der fehlerfreie Materialstrang 37, der in der Speichereinheit 32 gespeichert werden soll, Verbindungen aufweisen, aber zwei benachbarte Verbindungen müssen immer den Mindestverbindungsabstand L_MIN zueinander aufweisen. Der Abstand L_MIN liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3 m bis 10 m, insbesondere in einem Bereich von 4 m bis 7 m, vorzugsweise in einem Bereich von 4,5 m bis 6 m.
In 2f ist dargestellt, dass innerhalb des Minimalverbindungsabstandes L_MIN kein weiterer Fehler 48 erkannt wurde, so dass der Prozess durch Bewegen des Materialstrangs und Speichern des fehlerfreien Materialstrangs 37 in der Speichereinheit 32 fortgesetzt werden kann.
2g zeigt eine andere Situation. Hier wurde von der Überwachungsvorrichtung 24 ein zweiter Fehler 48₂ in einem Abstand von der ersten Verbindung 46₁ erkannt, der kleiner oder gleich L_MIN ist. Hier wäre ein Abstand zwischen der ersten Verbindung und einer zweiten Verbindung für den zweiten Fehler 48₂ axial kürzer als der Minimalverbindungsabstand L_MIN .
Daher fährt der Prozess mit der Situation von 2h fort, in der sich der zweite Fehler 48₂ zwischen dem ersten und dem zweiten Schneidwerkzeug 42, 44 befindet. Die erste Verbindung 46₁ befindet sich in diesem Fall noch vor der zweiten Schneidvorrichtung 28.
Wie in 2i dargestellt, werden das erste Schneidwerkzeug 42 und die zweite Schneidvorrichtung 28 gleichzeitig betrieben, so dass ein zweites Ausschussstück 50₂ (wie in 2k dargestellt) entsteht, das die erste Verbindung 46₁ und den zweiten Fehler 48₂ beinhaltet. Weiterhin werden zwei gegenüberliegende Schnittflächen 60₂ , 62₂ an den Positionen des ersten Schneidwerkzeugs 42 bzw. der zweiten Schneidvorrichtung 28 hergestellt.
Um die gegenüberliegenden Schnittflächen 60₂ , 62₂ in den Bereich der Fügevorrichtung 27 zu bringen, wird der erste Strangakkumulator 22 entladen, wie bei 54 dargestellt, und weiterhin wird der zweite Strangakkumulator 30, wie bei 58 dargestellt, entladen. Die Entladung des ersten Strangakkumulators 22 bewirkt, dass die Materialstranggeschwindigkeit v₁ stromab des ersten Strangakkumulators 22 höher ist als die Extrusionsgeschwindigkeit v_E . Die Entladung 58 des zweiten Strangakkumulators 30 bewirkt, dass die Schnittfläche 62₂ in eine der Bewegungsrichtung (Extrusionsrichtung) entgegengesetzte Richtung bewegt wird, so dass der aus dem zweiten Strangakkumulator 30 herausbewegte Materialstrang mit einer Geschwindigkeit v₂ bewegt wird, die kleiner als Null (negative Geschwindigkeit) ist.
Daher treffen sich, wie in 2m dargestellt, die Schnittstirnflächen 60₂ , 62₂ an der Fügevorrichtung 27, so dass bei einer Materialstranggeschwindigkeit von v = 0 eine zweite Verbindung 46₂ erzeugt wird. Wie in 2n dargestellt, hat sich die zweite Verbindung 46₂ über die zweite Schneidvorrichtung 42 hinausbewegt, ohne dass ein weiterer Fehler in der Überwachungsvorrichtung erkannt wurde. Somit befindet sich die zweite Verbindung 46₂ im Minimalverbindungsabstand von jeglicher stromaufwärts gelegenen Verbindung, und die zweite Verbindung 46₂ kann in den zweiten Strangakkumulator 30 eingespeist werden, wie bei 56 in 2n dargestellt. In 2n ist die Geschwindigkeit, mit der der fehlerfreie Materialstrang 37 in der Speichereinheit 32 gespeichert wird, vorzugsweise kleiner als v_E . Wie in 2o dargestellt, wird ein dritter Fehler 48₃ erkannt, nachdem die zweite Verbindung 46₂ die zweite Fügevorrichtung 28 passiert hat. Der dritte Fehler 48₃ wird in identischer Weise behandelt wie das, was in Bezug auf die Bilder 2a bis 2f beschrieben wurde.
In 3 sind drei verschiedene Arten von Verbindungen 46 dargestellt. Auf der linken Seite in 3 ist eine Verbindung 46A eines fehlerfreien Materialstrangs 37A dargestellt, wobei zwischen die Schnittstirnflächen 60, 62 ein dem Material des Materialstrangs 37A ungleiches Material eingesetzt ist, wobei das Fügematerial beispielsweise ein thermoplastisches Elastomermaterial oder ein anderes thermoplastisches Fügematerial ist, das durch Erwärmen eine thermoplastische Schweißnaht an den Schnittstirnflächen 60, 62 erzeugt.
Im mittleren Abschnitt von 3 ist eine Verbindung 46B dargestellt, wobei die Schnittstirnflächen 60', 62', die durch spezielle Schneidwerkzeuge 42, 44 hergestellt werden, komplementäre Formen aufweisen. So können beispielsweise die Schneidwerkzeuge 42, 44 durch L-förmige Kerbschneidelemente gebildet werden. Daher sind diese L-förmigen Schnittstirnflächen komplementär zueinander und überlappen sich axial, so dass in der Fügevorrichtung 27 eine Naht 63 erzeugt werden kann, um die Materialstrangabschnitte des fehlerfreien Materialstrangs 37B miteinander zu verbinden. Alternativ zur Naht 63 können die parallel zur Längsrichtung ausgerichteten Schnittstirnflächenabschnitte durch Kleben o.ä. verbunden werden, so dass die quer und am Außenrand des Materialstrangs 37B angeordneten Abschnitte der Schnittstirnflächen 60', 62' voneinander beabstandet sein und leicht erkennbare Lücken aufweisen können.
In 3 beinhaltet die Verbindung 46C Schnittstirnflächen 60", 62"', die durch komplementäre Neigungen zueinander komplementär sind, wodurch wiederum ein fehlerfreier Materialstrang 37C entsteht.
Wie im linken Teil von 3 dargestellt, kann jede Verbindung 46A (oder 46B, 46C oder eine andere Verbindung) durch eine Markierung 64 markiert werden, wobei eine axiale Länge L₄ der Markierung 64 kürzer ist als eine axiale Länge L₃ der Verbindung. Weiterhin kann die Markierung 64 einen axialen Abstand L₅ von der Verbindung 46A aufweisen, wobei 0 ≤ L₅ ≤ 20 cm sein kann, zum Beispiel entweder stromaufwärts oder stromabwärts der Verbindung.
Andererseits müssen die obigen Verbindungen 46A, 46B, 46C überhaupt nicht gekennzeichnet sein.
Als dritte Alternative kann eine axiale Position jeder der Verbindungen 46A, 46B, 46C in einer Aufzeichnungsvorrichtung aufgezeichnet werden, die der Materialstranganordnung 38 zugeordnet ist. Wie später erläutert wird, kann an einer Montagestelle eine solche Aufzeichnungsvorrichtung verwendet werden, um die Positionen der Verbindungen des fehlerfreien Materialstrangs 37 zu identifizieren.
In 4 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens auf ein Fahrzeugteil schematisch dargestellt und trägt das Bezugszeichen 66. Die Aufbringungsfertigungsvorrichtung 66 beinhaltet eine Inspektionsvorrichtung 68. Die Inspektionsvorrichtung 68 dient zur Inspektion des fehlerfreien Materialstrangs 37, der von der Materialstranganordnung 38 mit einer Produktionsgeschwindigkeit v_P entnommen wird. Die Inspektionsvorrichtung 68 ist vorzugsweise eine kamerabasierte Inspektionsvorrichtung, die in der Lage ist, Verbindungen eindeutig zu identifizieren, wobei die Verbindungen durch einen Spiegelschweißverbindungsschritt entweder mit oder ohne Material zwischen den Schnittstirnflächen hergestellt worden sein können. Die Inspektionsvorrichtung kann aber auch eine andere Art von Inspektionsvorrichtung sein, z.B. eine Metalldetektionsvorrichtung. Nach der Inspektionsvorrichtung 68 beinhaltet die Produktionsvorrichtung 66 eine Trennvorrichtung 70, die zum Trennen oder Schneiden des Materialstrangs geeignet ist.
Zwischen der Materialstranganordnung 38 und der Inspektionsvorrichtung 68 kann optional ein Produktionsakkumulator 71 vorgesehen werden, der eine ähnliche Funktion wie der erste Strangakkumulator 22 der Fertigungsvorrichtung 10 von 1 aufweist.
Die Trennvorrichtung 70 ist geeignet, Strangstreifen 72 vom endlosen und fehlerfreien Materialstrang 37 abzutrennen, wobei die Strangstreifen 72 eine axiale Länge L_D aufweisen, die eine dem Anwendungszweck angepasste, vordefinierte Streifenlänge ist.
Die Produktionsvorrichtung 66 beinhaltet ferner eine Aufbringungsvorrichtung 74. Die Aufbringungsvorrichtung 74 ist zum Aufbringen eines Strangstreifens 72 auf ein Fahrzeugteil, insbesondere auf eine Karosserieöffnung einer Fahrzeugkarosserie, vorgesehen. Wie in 4 schematisch dargestellt, kann die Aufbringungsvorrichtung 74 angepasst werden, um einen Strangstreifen 72 auf eine Fensteröffnung 78 einer Fahrzeugtür 76 aufzubringen.
Die Aufbringungsvorrichtung 74 ist vorzugsweise angepasst, um den Strangstreifen 72 automatisiert mit mindestens einem Roboter aufzubringen. In 1 sind zwei Roboter bei 80, 82 dargestellt. Ein erster Roboter 80 kann zum Handhaben der Strangstreifen 72 verwendet werden. Ein zweiter Roboter 82 kann angepasst werden, um das Fahrzeugteil (Fahrzeugtür 76) zu handhaben und dreidimensional zu bewegen.
Im Allgemeinen ist es möglich, eine Aufbringungsvorrichtung 74 vorzusehen, wobei der Strangstreifen 72 auf das Fahrzeugteil aufgebracht wird, während der Strangstreifen 72 noch an dem fehlerfreien Materialstrang 37 (bis zum letzten Abschnitt) befestigt ist. In 4 ist jedoch dargestellt, dass die Strangstreifen 72 vor dem Aufbringen auf das Fahrzeugteil abgeschnitten werden.
4 zeigt auch, dass der fehlerfreie Materialstrang 37, wenn er aus dem Speicher 32 entnommen wird, ein stromabwärtiges Ende 86 aufweist. Wenn das stromabwärtige Ende 86 den Abstand L_D von der Trennvorrichtung 70 erreicht hat, wird die Trennvorrichtung 70 betätigt, um den Strangstreifen 72 abzuschneiden und ein neues stromabwärtiges Ende des Materialstrangs 37 zu erzeugen.
In 4, linke Seite, ist eine Situation dargestellt, in der sich eine Verbindung 46 in einem Abstand L_F von einem stromabwärts gelegenen Ende 86₁ befindet, wobei dieser Abstand L_F kürzer ist als die vorgegebene Streifenlänge L_D .
Daher wird in einem zweiten Schritt die Verbindung 46 an der Trennvorrichtung 70 vorbeigeführt und die Trennvorrichtung 70 betätigt, so dass ein zweites stromabwärtiges Ende 86₂ erzeugt wird. Der Strangstreifen 88 zwischen dem ersten stromabwärts gelegenen Ende 86₁ und dem zweiten stromabwärts gelegenen Ende 86₂ , einschließlich der Verbindung 46, wird als Abfall entsorgt.
Schließlich wird gezeigt, dass das zweite stromabwärts gelegene Ende 86 dann wieder mit der Produktionsgeschwindigkeit v_P zu einer Stelle bewegt wurde, an der es sich im Abstand L_D von der Schneidvorrichtung 70 befindet und innerhalb dieser Entfernung keine Verbindung angeordnet ist, so dass die Trennvorrichtung 70 wieder betätigt werden kann, so dass ein weiterer Strangstreifen 72 abgeschnitten und zum Anbringen am Fahrzeugteil verwendet werden kann, wodurch ein drittes stromabwärts gelegenes Ende 86₃ entsteht.
Darüber hinaus definieren die folgenden Klauseln Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Klausel 1. Verfahren zur Herstellung einer Materialstranganordnung (38) für ein Fahrzeug, insbesondere zum Abdichten einer Karosserieöffnung (78) eines Fahrzeugteils (76), mit den Schritten:

- Extrudieren von Strangmaterial (14) in einem Extruder (12), so dass ein Strang (20) aus extrudiertem Material hergestellt wird,
- Überwachen der Qualität des extrudierten Materialstrangs (20), um Fehler (48) des extrudierten Materialstrangs (20) zu erkennen,
- im Falle einer Erkennung eines Fehlers (48), das Ausschneiden des Fehlers (48) aus dem Materialstrang (20) unter Verwendung einer Schneidanordnung (29) und das Wiederzusammenfügen von Schnittstirnflächen (60, 62), wodurch eine Verbindung (46) hergestellt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang (37) erzeugt wird, wobei der Ausschneideschritt so durchgeführt wird, dass zwei benachbarte Verbindungen (46) in einem Minimalverbindungsabstand (LMIN) zueinander angeordnet sind, und
- Speichern des fehlerfreien Materialstrangs (37) in einer Speichereinheit (32), um die Materialstranganordnung (38) herzustellen,

20

22

12

29

37

30

29

32

Klausel 2. Verfahren nach Klausel 1, wobei, wenn eine Verbindung (46) hergestellt wird, die Position der Verbindung (46) weder aufgezeichnet noch markiert wird.
Klausel 3. Verfahren nach Klausel 1, wobei, wenn eine Verbindung (46) hergestellt wird, die Position der Verbindung (46) auf dem Materialstrang (20; 37) durch eine einzige Markierung (64) markiert wird, die eine axiale Markierungslänge (L4) aufweist, die kürzer ist als eine axiale Verbindungslänge (L3) der Verbindung (46).
Klausel 4. Verfahren nach einer der Klauseln 1 oder 3, wobei, wenn eine Verbindung (46) hergestellt wird, die Position der Verbindung (46) durch Aufzeichnen einer einzigen axialen Position, die die Verbindung (46) identifiziert, aufgezeichnet wird.
Klausel 5. Verfahren nach einer der Klauseln 1 - 4, wobei der Schneideschritt die Verwendung von mindestens zwei Schneidwerkzeugen (42, 44) beinhaltet, die in einem axialen Schneidabstand (L2) voneinander angeordnet sind, wobei der axiale Schneidabstand (L2) axial kürzer ist als der Minimalverbindungsabstand (LMIN) und/oder wobei der axiale Schneidabstand (L2) axial länger ist als eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge.
Klausel 6. Fertigungsvorrichtung (10) zum Herstellen einer Materialstranganordnung (38), insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen einer Materialstranganordnung (38) gemäß einer der Klauseln 1 - 5, umfassend:

- einen Extruder (12) zum Herstellen eines extrudierten Materialstrangs (20),
- eine Überwachungsvorrichtung (24) zum Überwachen der Qualität des extrudierten Materialstrangs (20), so dass Fehler (48) des extrudierten Materialstrangs (20) erfasst werden können,
- eine Schneidanordnung (29) zum Ausschneiden von erfassten Fehlern (48) aus dem extrudierten Materialstrang (20), so dass Schnittstirnflächen (60, 62) erzeugt werden,
- eine Fügevorrichtung (27) zum Wiederzusammenfügen der Schnittstirnflächen (60, 62), wodurch eine Verbindung (46) hergestellt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang (37) erzeugt wird, wobei die Schneidanordnung (29) so ausgelegt ist, dass sie das Ausschneiden so durchführt, dass zwei benachbarte Verbindungen (46) immer einen minimalen Verbindungsabstand (LMIN) voneinander aufweisen, und
- eine Speichervorrichtung (31) zum Speichern des fehlerfreien Materialstrangs (37) in einer Speichereinheit (32).

Klausel 7. Fertigungsvorrichtung nach Klausel 6, wobei die Schneidanordnung (29) eine erste Schneidvorrichtung (26) und eine zweite Schneidvorrichtung (28) umfasst, wobei die Fügevorrichtung (27) axial zwischen der ersten Schneidvorrichtung (26) und der zweiten Schneidvorrichtung (28) angeordnet ist.
Klausel 8. Fertigungsvorrichtung nach Klausel 7, wobei ein Schneidvorrichtungsabstand zwischen der ersten Schneidvorrichtung (26) und der zweiten Schneidvorrichtung (28) dem Minimalverbindungsabstand (LMIN) entspricht.
Klausel 9. Fertigungsvorrichtung nach Klausel 7 oder 8, wobei die erste Schneidvorrichtung (26) ein erstes Schneidwerkzeug (42) und ein zweites Schneidwerkzeug (44) umfasst, die in einem axialen Schneidabstand (L2) angeordnet sind, wobei der axiale Schneidabstand (L2) axial länger als eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge ist und/oder wobei das erste Schneidwerkzeug (42) und das zweite Schneidwerkzeug (44) unabhängig voneinander betätigbar sind.
Klausel 10. Fertigungsvorrichtung nach Klausel 9, wobei das erste Schneidwerkzeug (42) und das zweite Schneidwerkzeug (44) angepasst sind, um komplementäre Schnittstirnflächen (60', 62') zu erzeugen, wobei die zweite Schneidvorrichtung (28) ein drittes Schneidwerkzeug umfasst, das angepasst ist, um die gleiche Schnittstirnfläche (62') wie das zweite Schneidwerkzeug (44) zu erzeugen.
Klausel 11. Die Fertigungsvorrichtung einer der Klauseln 6 - 10, wobei ein zweiter Akkumulator (30) angepasst ist, um der Fügevorrichtung (27) einen akkumulierten fehlerfreien Materialstrang zuzuführen.
Klausel 12. Materialstranganordnung (38), hergestellt nach dem Verfahren einer der Klauseln 1 - 5 und/oder mit der Fertigungsvorrichtung einer der Klauseln 6 bis 11.
Klausel 13. Verfahren zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens (72) auf ein Fahrzeugteil (76), wobei der aufgebrachte Materialstrangstreifen (72) eine vorgegebene Streifenlänge (L_D ) aufweist, einschließlich der Schritte:

- Entnehmen eines fehlerfreien Materialstrangs (37) aus einer Materialstranganordnung (38) gemäß Klausel 12,
- Prüfen des entnommenen, fehlerfreien Materialstrangs (37) auf Verbindungen (46),
-- falls der entnommene fehlerfreie Materialstrang (37) keine Verbindung (46) beinhaltet, Abschneiden eines Materialstrangstreifens (72) von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) und Aufbringen des Materialstrangstreifens (72) auf ein Fahrzeugteil (76),

- falls der entnommene fehlerfreie Materialstrang eine Verbindung (46) beinhaltet, Abschneiden eines Materialstrangabschnitts (88), der die Verbindung (46) beinhaltet, von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) und Entsorgen des abgeschnittenen Materialstrangabschnitts (88) als Abfall.

Klausel 14. Verfahren nach Klausel 13, wobei der Prüfschritt das Erfassen einer Verbindung (46) und/oder das Erfassen einer einzelnen Markierung (64), die die Verbindung (46A) identifiziert, und/oder das Abrufen einer aufgezeichneten einzelnen Position der Verbindung (46) beinhaltet.
Klausel 15. Verfahren nach Klausel 13 oder 14, wobei entweder der Materialstrangstreifen (72) zumindest teilweise auf das Fahrzeugteil (76) aufgebracht wird, während er noch mit dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) verbunden ist, oder der Materialstrangstreifen (72) von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) abgeschnitten wird, bevor er auf das Fahrzeugteil (76) aufgebracht wird.
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

EP 1733839 B1 [0007]

Claims

Fertigungsvorrichtung (10) zum Herstellen einer Materialstranganordnung (38), umfassend: - einen Extruder (12) zum Herstellen eines extrudierten Materialstrangs (20), - eine Überwachungsvorrichtung (24) zum Überwachen der Qualität des extrudierten Materialstrangs (20), so dass Fehler (48) des extrudierten Materialstrangs (20) erfasst werden können, - eine Schneidanordnung (29) zum Ausschneiden erfasster Fehler (48) aus dem extrudierten Materialstrang (20), so dass Schnittstirnflächen (60, 62) erzeugt werden, - eine Fügevorrichtung (27) zum Wiederzusammenfügen der Schnittstirnflächen (60, 62), wodurch eine Verbindung (46) hergestellt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang (37) erzeugt wird, wobei die Schneidanordnung (29) angepasst ist, um das Ausschneiden so durchzuführen, dass sämtliche zwei benachbarten Verbindungen (46) in einem minimalen Verbindungsabstand (L_MIN) voneinander angeordnet sind, und - eine Speichervorrichtung (31) zum Speichern des fehlerfreien Materialstrangs (37) in einer Speichereinheit (32).
Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schneidanordnung (29) eine erste Schneidvorrichtung (26) und eine zweite Schneidvorrichtung (28) umfasst, wobei die Fügevorrichtung (27) axial zwischen der ersten Schneidvorrichtung (26) und der zweiten Schneidvorrichtung (28) angeordnet ist.
Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Schneidvorrichtungsabstand zwischen der ersten Schneidvorrichtung (26) und der zweiten Schneidvorrichtung (28) dem minimalen Verbindungsabstand (L_MIN) entspricht.
Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Schneidvorrichtung (26) ein erstes Schneidwerkzeug (42) und ein zweites Schneidwerkzeug (44) umfasst, die in einem axialen Schneidabstand (L₂) angeordnet sind, wobei der axiale Schneidabstand (L₂) axial länger ist als eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge und/oder wobei das erste Schneiderkzeug (42) und das zweite Schneidwerkzeug (44) unabhängig voneinander betätigbar sind.
Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Schneidwerkzeug (42) und das zweite Schneidwerkzeug (44) so ausgelegt sind, dass sie komplementäre Schnittstirnflächen (60', 62') erzeugen, wobei die zweite Schneidvorrichtung (28) ein drittes Schneidwerkzeug umfasst, das so ausgelegt ist, dass es die gleiche Schnittstirnfläche (62') wie das zweite Schneidwerkzeug (44) erzeugt.
Fertigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei ein zweiter Akkumulator (30) angepasst ist, um einen akkumulierten fehlerfreien Materialstrang der Fügevorrichtung (27) zuzuführen.
Fertigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Fertigungsvorrichtung konfiguriert ist, um - Strangmaterial (14) in dem Extruder (12) zu extrudieren, so dass der extrudierte Materialstrang (20) hergestellt wird, - die Qualität des extrudierten Materialstrangs (20) unter Verwendung der Überwachungsvorrichtung (24) zu überwachen, um Fehler (48) des extrudierten Materialstrangs (20) zu erfassen, - im Falle einer Erkennung eines Fehlers (48) den Fehler (48) aus dem Materialstrang (20) unter Verwendung der Schneidanordnung (29) auszuschneiden und Schnittflächen (60, 62) unter Verwendung der Fügevorrichtung (27) wieder zusammenfügen, wodurch eine Verbindung (46) erzeugt wird, so dass ein fehlerfreier Materialstrang (37) erzeugt wird, wobei der Ausschneideschritt so durchgeführt wird, dass zwei benachbarte Verbindungen (46) in einem minimalen Verbindungsabstand (L_MIN) voneinander liegen, und - den fehlerfreien Materialstrang (37) unter Verwendung der Speichervorrichtung (31) in einer Speichereinheit (32) zu speichern, um die Materialstranganordnung (38) herzustellen, wobei die Fertigungsvorrichtung einen ersten Strangakkumulator (22) zwischen dem Extruder (12) und der Schneidanordnung (29) umfasst und ferner konfiguriert ist, um den extrudierten Materialstrang (20) durch den ersten Strangakkumulator (22) zu führen, und/oder wobei die Fertigungsvorrichtung einen zweiten Strangakkumulator (30) zwischen der Schneidanordnung (29) und der Speichereinheit (32) umfasst und ferner konfiguriert ist, um den fehlerfreien Materialstrang (37) durch den zweiten Strangakkumulator (30) zu führen.
Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Fertigungsvorrichtung ferner so konfiguriert ist, dass dann, wenn eine Verbindung (46) hergestellt wird, die Position der Verbindung (46) weder aufgezeichnet noch markiert wird.
Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Fertigungsvorrichtung ferner so konfiguriert ist, dass dann, wenn eine Verbindung (46) hergestellt wird, die Position der Verbindung (46) auf dem Materialstrang (20; 37) durch eine einzige Markierung (64) markiert wird, die eine axiale Markierungslänge (L₄) aufweist, die kürzer als eine axiale Verbindungslänge (L₃) der Verbindung (46) ist.
Fertigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 9, wobei die Fertigungsvorrichtung ferner so konfiguriert ist, dass dann, wenn eine Verbindung (46) hergestellt wird, die Position der Verbindung (46) durch Aufzeichnen einer einzigen axialen Position, die die Verbindung (46) identifiziert, aufgezeichnet wird.
Fertigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7-10, wobei die Fertigungsvorrichtung ferner so konfiguriert ist, dass der Auschneideschritt die Verwendung von mindestens zwei Schneidwerkzeugen (42, 44) beinhaltet, die in einem axialen Schneidabstand (L₂) voneinander angeordnet sind, wobei der axiale Schneidabstand (L₂) axial kürzer ist als der minimale Verbindungsabstand (L_MIN) und/oder wobei der axiale Schneidabstand (L₂) axial länger ist als eine durchschnittliche axiale Fehlerlänge.
Materialstranganordnung (38), hergestellt mit der Fertigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Aufbringungsvorrichtung zum Aufbringen eines Materialstrangstreifens (72) auf ein Fahrzeugteil (76), wobei der aufgebrachte Materialstrangstreifen (72) eine vordefinierte Streifenlänge (L_D) aufweist, wobei die Aufbringungsvorrichtung konfiguriert ist zum: - Entnehmen eines fehlerfreien Materialstrangs (37) aus einer Materialstranganordnung (38) nach Anspruch 12, - Prüfen des entnommenen, fehlerfreien Materialstrangs (37) auf Verbindungen (46), - falls der entnommene fehlerfreie Materialstrang (37) keine Verbindung (46) beinhaltet, Abschneiden eines Materialstrangstreifens (72) von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) und Aufbringen des Materialstrangstreifens (72) auf ein Fahrzeugteil (76), oder - falls der entnommene fehlerfreie Materialstrang eine Verbindung (46) beinhaltet, Abschneiden eines Materialstrangabschnitts (88), der die Verbindung (46) beinhaltet, von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) und Entsorgen des abgeschnittenen Materialstrangabschnitts (88) als Abfall.
Aufbringungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Prüfschritt das Erfassen einer Verbindung (46) und/oder das Erfassen einer einzelnen Markierung (64), die die Verbindung (46A) identifiziert, und/oder das Abrufen einer aufgezeichneten einzelnen Position der Verbindung (46) beinhaltet.
Aufbringungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei entweder der Materialstrangstreifen (72) zumindest teilweise auf das Fahrzeugteil (76) aufgebracht wird, während er noch mit dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) verbunden ist, oder wobei der Materialstrangstreifen (72) von dem entnommenen fehlerfreien Materialstrang (37) abgeschnitten wird, bevor er auf das Fahrzeugteil (76) aufgebracht wird.