DE4031236C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen eines Profilstrangs aus einem extrudierfähigen Polymer unmittelbar auf der Oberfläche ei­ nes Gegenstandes, insbesondere auf dem Randbereich der Oberfläche ei­ ner Glasscheibe entlang dem Umfang der Glasscheibe, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Autoglasscheiben mit einem rahmenartigen Profil aus einem Polymer zu versehen, indem ein extrudierfähiges und auf der ge­ gebenenfalls entsprechend vorbereiteten Glasoberfläche haftendes Poly­ mer mit Hilfe einer Extrusionsdüse unmittelbar auf der Glasoberfläche extrudiert wird (DE-OS 34 09 903, 34 09 960, 36 27 536, 36 27 537, 37 30 345, 38 18 930), DE-PS 37 22 657).

Der extrudierte Profilstrang härtet anschließend aus und kann zu ver­ schiedenen Zwecken dienen. Er kann beispielsweise einen mit der Glas­ scheibe verbundenen Zwischenkörper darstellen, auf den bei der Montage der Glasscheibe nach dem Klebeverfahren die Montagekleberraupe aufge­ tragen wird. Zu diesem Zweck kann der Profilstrang vorteilhafterweise einen kanalartigen Querschnitt aufweisen. Ein derart extrudierter Pro­ filstrang kann auch lediglich als Begrenzungssteg für die Montagekle­ berraupe dienen, die bei der Montage der Glasscheibe in der Fenster­ öffnung der Fahrzeugkarosserie ein Übertreten der Klebermasse des Mon­ tageklebers in das Sichtfeld der Glasscheibe verhindert. Bei dem ex­ trudierten Profilstrang kann es sich auch um ein Profil handeln, das sich beim Einsetzen der Glasscheibe in den Fensterrahmen gegen Teile des Fensterrahmens abstützt und so zur Positionierung und Fixierung der Glasscheibe während der Aushärtephase des Montageklebers dient. Schließlich kann ein derartig extrudiertes Profil in Form einer Lippe ausgebildet sein oder eine Lippe aufweisen, die nach außen über den Scheibenumfang hervorragt und die den zwischen der Umfangsfläche der Glasscheibe und dem dieser gegenüberliegenden Flansch des Fensterrah­ mens verbleibenden Spalt schließt.

Ein auf dem Rand einer Glasscheibe extrudiertes Profil kann auch ver­ schiedene Funktionen gleichzeitig erfüllen. Eine bewährte Ausführungs­ form eines derartigen Profilstrangs weist beispielsweise einen flach­ profilierten Abschnitt mit einer verhältnismäßig breiten Basisfläche und einen über den Scheibenumfang nach außen überstehenden lippenför­ migen Abschnitt auf. In diesem Fall dient der Flachprofilabschnitt als Zwischenkörper für den Montagekleber, und die nach außen überste­ hende Lippe dient als Zentrierlippe beim Einsetzen der Glasscheibe in die Fensteröffnung und als Dicht- und Zierlippe im eingebauten Zustand der Glasscheibe. Mit einem solchen Profilstrang vorgerüstete Glas­ scheiben finden in zunehmendem Maße Eingang in die Praxis (Karl-Heinz Brück: "Fahrzeugverglasung", Verlag Vieweg 1990).

Die Extrusionsdüse wird von einem Roboter auf den Randbereich der Glasscheibe aufgesetzt und am Rand der Glasscheibe entlanggeführt. Dabei wird von einem geeigneten Prozessor gleichzeitig mit der Bewe­ gung der Extrusionsdüse eine Dosiervorrichtung für das zu extrudieren­ de Polymer gesteuert.

In den meisten Fällen werden nach dem beschriebenen Verfahren Glas­ scheiben mit einem umlaufenden Rahmen versehen, der auf seinem gesam­ ten Umfang den gleichen Querschnitt aufweist. In anderen Fällen jedoch sind Glasscheiben mit einem extrudierten Rahmen zu versehen, der in bestimmten Streckenabschnitten einen anderen Profilquerschnitt auf­ weist als in anderen Streckenabschnitten. Beispielsweise werden häufig Autoglasscheiben entlang ihrer unteren horizontalen Kante mit einem lippenlosen U-Profil versehen, während die obere horizontale Kante und die beiden vertikalen Kanten mit einem extrudierten Profil versehen werden, das zusätzlich eine über die Umfangsfläche überstehende Lippe aufweist. Ein solcher Rahmen wird bisher in zwei Verfahrensschritten hergestellt, indem der eine Rahmenteil in einem ersten Verfahrens­ schritt mit einer ersten Extrusionsdüse und der andere Rahmenteil in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer zweiten Extrusionsdüse her­ gestellt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzu­ stellen, die in der Lage ist, mit nur ein und demselben Düsenkopf Profilstränge mit verschiedenen Querschnitten zu extrudieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtungsmerkmale gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind aus aus den Patentansprüchen 2 bis 6 ersichtlich.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dafür vorgesehen, während eines Umlaufes entlang dem Umfang einer Glasschei­ be Profilabschnitte mit unterschiedlichem Profilquerschnitt zu erzeu­ gen. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Aus­ trittsöffnung der Extrusionsdüse entsprechend dem größten gewünschten Profilquerschnitt kalibriert ist und nach teilweiser Abdeckung durch die beweglich angeordnete Platte unmittelbar als kalibrierte Aus­ trittsöffnung für einen anderen Profilquerschnitt dient. Die vor der kalibrierten Austrittsöffnung beweglich angeordnete Abdeckplatte kann beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Druckzylinders während eines kurzzeitigen Stillstands der Extrusionsdüse in eine andere vorbestimm­ te Endstellung verbracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, an einer bestimmten gewünschten Stelle auf dem Weg der Extrusionsdüse eine Änderung des Profilquerschnitts vorzunehmen. Statt dessen kann die Abdeckplatte aber auch so gesteuert werden, daß sie ihre Lage von der kalibrierten Austrittsöffnung während der Weiterbewegung der Düse kon­ tinuierlich ändert. Auf diese Weise lassen sich Profilquerschnitte mit über beliebig lange Strecken kontinuierlich änderndem Übergang erzeu­ gen. In beiden Fällen sind zweckmäßigerweise Mittel vorgesehen, durch die gleichzeitig mit der Steuerung für die Bewegung der Platte der Volumenstrom der zu extrudierenden Polymermasse gesteuert wird.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Austrittsöffnung selbst nicht entsprechend einem bestimmten Profilquerschnitt profiliert, sondern weist einen Austrittsquerschnitt auf, der größer ist als die zu extrudierenden Profilquerschnitte, und die vor der Austrittsöffnung verschiebbar angeordnete Platte selbst ist mit wenigstens zwei verschiedenen kalibrierten Düsenöffnungen ver­ sehen, von denen die jeweils gewünschte kalibrierte Düsenöffnung in die Arbeitsstellung vor der Austrittsöffnung der Düse verbracht wird.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen im einzel­ nen näher beschrieben.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Extrusionsdüse mit einem steuerbaren Abschottungs­ schieber in einer Seitenansicht;

Fig. 2 eine Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Extrusionsdüse bei vollständig geöffneter Austrittsöffnung;

Fig. 3 eine Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Extrusionsdüse bei teilweise abgedeckter Austrittsöffnung;

Fig. 4 eine Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Extrusionsdüse mit einer noch weitergehenden Schließstellung des Abschottungsschiebers;

Fig. 5 eine Autoglasscheibe, die mit einem extrudierten Profil­ rahmen mit zwei verschiedenen Profilquerschnitten versehen ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Funktionsablaufs beim Einsatz der in Fig. 1 dargestellten Extrusionsdüse, und

Fig. 7 eine Extrusionsdüse mit einer mehrere kalibrierte Austritts­ öffnungen aufweisenden verstellbaren Abdeckscheibe.

Der grundsätzliche Aufbau einer erfindungs­ gemäßen Extrusionsdüse, bei der der Düsenkörper als solcher eine kali­ brierte Austrittsöffnung aufweist, geht aus den Fig. 1 bis 4 im einzel­ nen hervor. Mit Hilfe der Extrusionsdüse 1 wird eine Autoglasscheibe 2 entlang ihrem Umfang mit einem Profilstrang 3 aus einem extrudierfähi­ gen Polymer, beispielsweise einem feuchtigkeitshärtenden Einkomponen­ ten-Polyurethan, versehen, der unmittelbar auf der Glasscheibe 2 extru­ diert wird, wobei die Extrusionsdüse 1 beispielsweise von dem Arm ei­ nes Roboters am Rand der Glasscheibe 2 entlanggeführt wird.

Im dargestellten Fall umfaßt die Extrusionsdüse 1 einen Düsenkörper 5 mit einer am unteren Ende seitlich angeordneten kalibrierten Aus­ trittsöffnung 6, einer der Austrittsöffnung 6 vorgeschalteten Vertei­ lerkammer 7 und einem Zuführungskanal 8, der in einen Anschlußstutzen 9 mündet. Mit dem Anschlußstutzen 9 ist ein nicht dargestellter Schlauch verbunden, durch den die zu extrudierende Polymermasse der Extrusionsdüse in geregelter Menge über einen Dosierer zugeführt wird. Der Düsenkörper 5 ist am oberen Ende mit einer ringförmigen Schulter 10 versehen, die in einer entsprechenden von einem Roboterarm geführ­ ten Halterung 11 eingespannt ist.

Auf dem Düsenkörper 5 ist eine ringförmige Halterung 14 befestigt, die eine Konsole 15 trägt, auf der ein Druckzylinder 16 parallel zur Längsachse des Düsenkörpers 5 befestigt ist. Der Druckzylinder 16 wird mit Hilfe eines nicht dargestellten elektropneumatischen Mehrwe­ geventils über die beiden Druckleitungen 19 und 20 angesteuert. Am Ende der Kolbenstange 21 ist ein Schieber 22 befestigt, der dicht an der Wand 23 des Düsenkörpers 5 anliegt und gegebenenfalls in einer seitlichen Gleitführung, die der besseren Übersicht wegen nicht darge­ stellt ist, geführt ist.

Die Kolbenstange 21 kann zwei oder gegebenenfalls auch drei Endstel­ lungen einnehmen, wie aus den Fig. 2 bis 4 im einzelnen zu ersehen ist. In seiner oberen Endstellung gibt der Schieber 22 die gesamte kali­ brierte Austrittsöffnung 6 frei. Infolgedessen wird bei dieser oberen Endstellung des Schiebers 22 ein Profilstrang 3 extrudiert, dessen Querschnitt dem kalibrierten Querschnitt der gesamten Austrittsöffnung 6 entspricht. In der Darstellung umfaßt der Querschnitt des Profil­ strangs 3 einen Basisabschnitt 26, einen etwa senkrecht zu dem Basis­ abschnitt 26 verlaufenden Steg 27 an der der Sichtfläche der Glas­ scheibe 2 zugewandten Seite des Basisabschnitts 26, einen etwa senk­ recht zu dem Basisabschnitt 26 verlaufenden Steg 28 an der der Glas­ scheibenkante benachbarten Seite des Basisabschnitts 26 und eine an dem Steg 28 angeordnete etwa parallel zur Scheibenebene über die Um­ fangsfläche 30 hinausragende Lippe 29.

In der in Fig. 3 dargestellten Stellung wird durch den Schieber 22 der obere Teil der kalibrierten Austrittsöffnung 6 abgedeckt, das heißt derjenige Teil, der der Lippe 29 entspricht. Infolgedessen wird bei dieser Stellung des Schiebers 22 ein Profilstrang 3′ extrudiert, der lediglich den Basisabschnitt 26, den inneren Steg 27 und den äußeren Steg 28 umfaßt.

Durch weiteres Absenken des Schiebers 22 können schließlich, wie in Fig. 4 dargestellt ist, auch diejenigen Teile der kalibrierten Austrittsöffnung 6 zusätzlich abgedeckt werden, die den beiden senk­ rechten Stegen 27 und 28 entsprechen. Infolgedessen wird in dieser Stellung des Schiebers 22 ein Profilstrang 3′′ extrudiert, der ledig­ lich aus dem Basisabschnitt 26 besteht. Während des Extrusionsvorgangs wird der Düsenkörper 5 am Rand der Glasscheibe 2 entlanggeführt, wobei die Führungskante 31 sich gegen die Umfangsfläche 30 der Glasscheibe 2 abstützt.

Mit Hilfe der beschriebenen Extrusionsdüse können drei verschiedene Rahmenprofile extrudiert werden, die jeweils entlang dem gesamten Scheibenumfang einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen. In diesem Fall ändert sich die Stellung des Schiebers 22 während des Umlaufs entlang dem Scheibenumfang nicht, sondern behält die vor Beginn des Extrusionsvorgangs eingestellte Position bei.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Extrusionsdüse liegt jedoch darin, daß auf einer Glasscheibe ein Profilstrang extrudiert werden kann, der in aufeinanderfolgenden Abschnitten verschiedene Querschnit­ te aufweist. Eine solche, mit einem Profilrahmen mit zwei verschiede­ nen Querschnitten vorgerüstete Glasscheibe 33 ist in Fig. 5 darge­ stellt. In diesem Fall ist die Glasscheibe 33 mit einem extrudierten Profilrahmen 34 versehen, der auf der Strecke entlang der unteren Scheibenkante 35 einen U-förmigen Querschnitt und auf der Strecke entlang den drei übrigen Scheibenkanten 36, 37 und 38 einen U-förmigen Querschnitt und einen angeformten Lippenabschnitt 39 aufweist. In die­ sem Fall wird während des Umlaufs der Extrusionsdüse entlang dem Scheibenumfang, beispielsweise bei Erreichen des Eckpunktes B, gegebe­ nenfalls unter kurzem Anhalten der Extrusionsdüse, die Stellung des Schiebers 22 verändert.

Es ist auch möglich, während der Weiter­ bewegung der Extrusionsdüse den Schieber 22 langsam von einer Endstel­ lung in eine andere Endstellung zu bewegen, um auf diese Weise über eine längere Wegstrecke einen kontinuierlichen Übergang von einem Pro­ filquerschnitt auf einen anderen Profilquerschnitt zu erhalten.

Der Ablauf des Extrusionsverfahrens für die Herstellung des in Fig. 5 dargestellten Profilrahmens ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die Extrusionsdüse mit dem Düsenkörper 5 und mit der kalibrierten Austrittsöffnung 6 wird von dem Roboter 41 am Scheibenrand entlanggeführt. Der an der Düse angeord­ nete Druckzylinder 16 bewegt den Schieber 22 pneumatisch in eine obere und in eine untere Endstellung. Mit Hilfe des Dosierers 42 wird über den Schlauch 43 die Extrusionsdüse 5 mit einem geregelten, auf den jewei­ ligen Profilquerschnitt abgestimmten Volumenstrom des zu extrudieren­ den Polymers versorgt. Der Dosierer 42 wird von der speicher- programmierbaren Steuerung (SPS) 44 über die Leitung 45 angesteuert. Die speicher-programmierbare Steuerung (SPS) 46 steuert über die Lei­ tung 47 den Roboter 41, über die Steuerleitung 48 das Dreiwegeventil 49, und über die Steuerleitung 50 die Steuerung 44, die ihrerseits die Rückmeldung über die Leitung 51 an die Steuerung 46 weitergibt. Mit Hilfe des Dreiwegeventils 49 wird der Schieber 22 über die Druck­ leitungen 19 und 20 in seine beiden Endstellungen bewegt.

Zu Beginn eines Extrusionszyklus, wenn die mit dem Profilstrang zu versehende Glasscheibe in der Extrusionsstation positioniert ist, wird über die Steuerleitung 48 der Schieber 22 an der Düse in seine unte­ re Endstellung gebracht, die der in Fig. 3 dargestellten Stellung ent­ spricht. Sodann setzt der Roboter 41 die Düse im Punkt A (Fig. 5) auf die Glasscheibe 33 auf und beginnt seinen Umlauf entlang der unteren Scheibenkante 35. Während dieser Strecke ist die Dosierersteuerung 44 von dem Programm der Robotersteuerung 46 so eingestellt, daß der von dem Do­ sierer 42 geförderte Volumenstrom dem für die Extrusion des Profil­ strangs auf diesem Streckenabschnitt A-B benötigten Volumenstrom ent­ spricht. Sobald die Extrusionsdüse auf ihrem Weg den Eckpunkt B (Fig. 5) erreicht, wird einerseits über die Steuerleitung 47 die Bewegung der Düse kurzzeitig unterbrochen und andererseits über die Steuerleitung 48 veranlaßt, daß der Schieber 22 in seine obere Endstellung bewegt wird. Gleichzeitig wird die Dosierersteuerung 44 über die Steuerlei­ tung 50 veranlaßt, die Steuerung des Dosierers 42 auf den für die Fortsetzung des Profilstrangs benötigten größeren Volumenstrom umzu­ stellen. Sobald die Umstellung auf den größeren Volumenstrom erfolgt ist, erfolgt eine entsprechende Bereit-Meldung über die Leitung 51 an die Robotersteuerung 46, die ihrerseits den Roboter 41 zur Fortsetzung des Extrusionsvorgangs veranlaßt.

In Fig. 7 ist ein Ausführunbeispiel einer erfindungsgemäßen Extrusions­ düse in einer Explosionszeichung dargestellt, mit der sich vier ver­ schiedene Profilquerschnitte herstellen lassen. Der Düsenkörper 55 weist eine Austrittsöffnung 56, eine dieser Austrittsöffnung 56 vorge­ lagerte Verteilerkammer 57 und einen Zuführungskanal 58 auf. Die Au­ strittsöffnung 56 ist jedoch nicht entsprechend einem bestimmten Pro­ filquerschnitt profiliert, sondern weist eine Querschnittsfläche auf, die, mit Ausnahme der Öffnungsbreite C am Boden des Düsenkörpers, grö­ ßer ist als die verschiedenen zu erzeugenden Profilquerschnitte. Diese Austrittsöffnung 56 wird durch eine Scheibe 60 abgedeckt, auf deren Umfang vier verschiedene kalibrierte Düsenquerschnitte 61, 62, 63 und 64 eingearbeitet sind. Die Scheibe 60 ist mit einer Schraube 65 auf dem Düsenkörper 55 befestigt. Durch Drehen der Scheibe 60 um jeweils 90 Grad kann einer der benachbarten kalibrierten Düsenquerschnitte vor die Austrittsöffnung 56 verbracht werden. Bei allen vier Düsenquer­ schnitten 61 bis 64 hat die Basis jeweils die gleiche Öffnungsbreite C, die auch der Breite der Austrittsöffnung 56 am Boden des Düsenkörpers ent­ spricht. Im übrigen aber unterscheiden sich die vier verschiedenen Düsenquerschnitte dadurch, daß der Düsenquerschnitt 61 außer dem Basi­ steil einen kalibrierten Schlitz 66 für einen senkrechten Steg und einen kalibrierten Schlitz 67 für eine Zentrierlippe aufweist, während der Düsenquerschnitt 62 außer dem Basisteil nur einen Schlitz 66 für einen senkrechten Steg und der Düsenquerschnitt 63 nur einen Schlitz 67 für eine Zentrierlippe aufweist. Der Düsenquerschnitt 64 dagegen ist mit zwei kalibrierten Schlitzen 66 für zwei entsprechende senk­ rechte Stege versehen.

Selbstverständlich kann die in Fig. 7 dargestellte Extrusionsdüse mit einer automatischen Verstelleinrichtung für die Scheibe 60 versehen werden, beispielsweise mit einem geeigneten Elektromotor, durch den die Scheibe jeweils um 90 Grad verdreht werden kann. Mit einer solchen Extrusionsdüse läßt sich das Extrusionsprofil beispielsweise ebenfalls während eines Umlaufs der Extrusionsdüse entlang dem Glasscheibenrand verändern, wobei der Verfahrensablauf ähnlich dem an Hand der Fig. 6 beschriebenen Verfahrensablauf ist. In diesem Fall muß während des Umstellens von einem Profilquerschnitt auf einen anderen Profilquer­ schnitt die Extrusionsdüse kurzfristig angehalten und von der Oberflä­ che der Glasscheibe etwas angehoben werden. Unmittelbar nach der Dreh­ bewegung der Scheibe 60 wird die Extrusionsdüse wieder auf die Glaso­ berfläche aufgesetzt und setzt ihren Weg entlang des Glasscheibenran­ des fort.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Formen eines Profilstrangs aus einem extrudierfähi­ gen Polymer unmittelbar auf der Oberfläche eines Gegenstandes, ins­ besondere auf dem Randbereich der Oberfläche einer Glasscheibe ent­ lang dem Umfang der Glasscheibe, mit einer eine seitliche Austrittsöffnung für den Profilstrang und eine der Austrittsöffnung vorgeschaltete Verteilerkammer aufweisenden Extrusionsdüse, einem die Extrusionsdüse an der Glasscheibe entlang führenden Roboter, einem Dosierer zur Zuführung eines geregelten Volumenstroms des zu extrudierenden Polymers zu der Extrusionsdüse und einer speicher- programmierbaren Steuerung für die Wegsteuerung des Roboters, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Austrittsöffnung (6; 56) der Extrusionsdüse auf dem Düsenkörper (5; 55) eine in ihrer Arbeitsstellung die Austrittsöffnung (6; 56) teilweise abdeckende Platte (22; 60) angeordnet ist und Mittel vorgesehen sind, um diese Platte in verschiedene Stellungen zu bringen, und daß Mittel vorgesehen sind, durch die gleichzeitig mit der Steuerung für die Bewegung der Platte (22; 60) der Volumenstrom mit der zu extrudierenden Polymermasse entsprechend dem jeweiligen Profilquerschnitt steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (6) der Extrusionsdüse entsprechend dem größten gewünschten Profilquerschnitt kalibriert ist und daß durch die verschiebbare Platte (22) ein definierter Profilabschnitt abdeckbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Austrittsöffnung (6) teilweise abdeckende Platte ein auf der Wand (23) des Düsenkörpers (5) verschiebbar gelagerter Schieber (22) ist, der von einem auf dem Düsenkörper angeordneten Druckzy­ linder (16) betätigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schieber (22) betätigende Druckzylinder (16) und der den Volumenstrom der zu extrudierenden Polymermasse bestimmende Dosierer (42) von der speicher-programmierbaren Steuerung (46) steuerbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (56) des Düsenkörpers (55) eine Querschnittsfläche hat, die größer ist als die zu extrudierenden Profilquerschnitte, und daß der kalibrierte Düsenquerschnitt in einer Platte angebracht ist, die als solche vor der Austrittsöffnung auf dem Düsenkörper befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vor der Austrittsöffnung (56) auf dem Düsenkörper (55) befestigte Platte eine Scheibe (60) mit mehreren entlang dem Scheibenumfang ange­ brachten Düsenquerschnitten (61 bis 64) ist, die durch winkelmäßige Verstellung der Scheibe (60) wahlweise in ihre Arbeitsstellung vor der Austrittsöffnung verbracht werden können.