EP0117232B1

EP0117232B1 - Vorrichtung zur Applikation eines Klebstoffbandes um den Rand eines Blechformteiles

Info

Publication number: EP0117232B1
Application number: EP84810079A
Authority: EP
Inventors: Hans Koller; Heinz Zingel
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1983-02-16
Filing date: 1984-02-13
Publication date: 1988-06-15
Also published as: KR840007707A; DE3472095D1; BR8400674A; AU566787B2; US4486261A; EP0117232A3; EP0117232A2; AU2460284A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur U-förmigen Applikation eines Klebstoffbands in Längsrichtung um den Rand eines Blechformteils.
In der blechverarbeitenden Industrie ist das Verkleben von Falznahtverbindungen mittels druck- oder wärmehärtbarer Klebstoffe weit verbreitet. So ist es z. B. in der Autoindustrie üblich, Falznähte an bestimmten Karosserieteilen, insbesondere Türen auf diese Weise abzudichten und damit der Korrosionsgefahr vorzubeugen.
In der Autoindustrie und ähnlichen Industriezweigen werden zur Herstellung solcher geklebten Falznahtverbindungen üblicherweise Klebstoffe in flüssiger oder pastöser Form verwendet, welche in Form einer Raupe auf die zu verbindenden Blechteile appliziert werden. Diese Applikationsmethode des Klebstoffs ist in verschiedener Hinsicht unbefriedigend. Zum einen ist die damit erreichte Verteilung des Klebstoffs über die gesamte Falznaht nicht ausreichend gleichmässig, was zu Korrosionsproblemen führen kann, und zum anderen sind Klebstoffe in flüssiger oder pastöser Form aus arbeitshygienischen Aspekten immer problematisch.
Bei der Herstellung von Konservendosen ist es, wie z. B. die US-A-3 125 056 oder die FR-A-2 252 147 bzw. die BE-A-444 014 zeigen, ebenfalls üblich, Falznähte zu verkleben bzw. mittels Klebstoff abzudichten. Der Klebstoff wird dabei auf die Bördelränder der miteinander zu verbindenden Teile des Dosenkörpers entweder in flüssiger oder pastöser Form durch Extrusion oder dergleichen oder aber auch in Form eines Streifens einer Klebefolie aufgebracht.
Klebstoffe in Folien - insbesondere Bandform wie sie z. B. unter den Markennamen Araidit^* - und Redux^®― Klebfilm (CIBA-GEIGY) bekannt sind, finden nicht zuletzt aufgrund ihrer arbeitshygienischen Vorteile immer weitere Verbreitung. Zum Verkleben der Falznähte von z. B. Autokarosserieteilen wurden solche Klebefolien bisher jedoch nicht oder nur sehr beschränkt verwendet. Der Grund dafür liegt vor allem darin, dass Klebstoff-Filme zähplastisch sind und ihre sehr geringe Zugfestigkeit die maschinelle Applikation be- . trächtlich erschwert. Zusätzliche Komplikationen treten auf, wenn solche Klebstoffstreifen auf Karosserieteile appliziert werden müssen, deren Falznähte einen komplizierten, insbesondere räumlich gekrümmten Verlauf haben. Diese Schwierigkeiten sind besonders gross, wenn der Bördelrand beidseitig mit Klebstoff versehen werden soll, das heisst das Klebstoffband U-förmig um den Rand gelegt werden muss.
Die bislang für diese Zwecke bekanntgewordenen Vorrichtungen sind nur dazu geeignet, relativ steife und zugfeste Klebbänder (nicht Klebstoffbänder) zu verarbeiten. Dies gilt beispielsweise auch für den aus der US-A-4 155 798 bekannten Apparat mit Vorfaltkanal und Anpressrollen.
In Erkenntnis der Tatsache, dass die mangelnde Eignung der bekannten Apparate zur Applikation von zähplastischen Klebstoffbändern geringer Eigensteifigkeit und Zugfestigkeit auf gekrümmte Blechränder vor allem durch die starre Anordnung des Vorfaltkanals und der Anpress- bzw. Applikationsrollen und dadurch bedingt ist, dass die Applikationsrollen freilaufend sind (U. S.-A-4 155 798), wurde bereits in EP-A-72 779 veröffentlicht am 23 2 83 und die als Stand der Technik nach Artikel 54(3) zu betrachten ist eine verbesserte Vorrichtung zur U- förmigen Applikation eines Klebstoffbandes in Längsrichtung um den Rand eines Blechformteils vorgeschlagen. Diese Vorrichtung besitzt eine Bandführung, die Transportrollen und Mittel zur Vorfaltung des Klebstoffbandes aufweist, von denen das vorgefaltete Band zwischen zwei federnd gegeneinander gedrückte Applikationsrollen läuft, mittels derer es gleichzeitig an die beiden Seiten eines in den Band-Faltbereich eingeführten Blechformteils anpressbar ist und zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass erstens das Applikationsrollenpaar als Ganzes gegen die Rückstellkraft einer Feder um eine Achse schwenkbar ist, die parallel zu den Rollenachsen und bezüglich der Bandtransportrichtung im Abstand vor diesen etwa in der Symmetrieebene des Vorfaltkanals verläuft, und dass zweitens die Applikationsrollen über torsionselastische Wellen motorisch antreibbar sind.
Diese Vorrichtung stellt zwar gegenüber dem bekannten Stand der Technik eine sprunghafte Verbesserung dar, doch haben ausführliche praktische Tests gezeigt, dass sie bezüglich der Applikationsqualität insbesondere bei höherer Applikationsgeschwindigkeit noch entscheidend verbesserungsfähig ist.
Es wurde gefunden, dass die Applikationsqualität insbesondere auch bei höheren Applikationsgeschwindigkeiten durch Modifikation der Bewegungsmöglichkeiten des Applikationsrollenpaares und Einbeziehung der Mittel zur Vorfaltung des Klebstoffbandes in diese Bewegungsmöglichkeiten wesentlich weiter verbessert werden kann.
Die Hauptmerkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 beschrieben ; bevorzugte Weiterbildungen in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 20.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert ; es zeigen :

Fig. 1 eine perspektivische schematische Gesamtdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 eine Vorderansicht des eigentlichen Applikationskopfes der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 3,
Fig 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 4,
Fig. 7 eine perspektivische schematische Darstellung der wichtigsten Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 8 eine teilweise Vorderansicht des Applikationskopfes des zweiten Ausführungsbeispiels in Richtung des Pfeils VIII in Fig. 9,
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 8,
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 9,
Fig. 11 eine Ansicht eines Details des zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 12 ein weiteres Detail teilweise im Schnitt und
Fig. 13 ein elektrisches Blockschaltschema.

Gemäss Fig. 1 umfasst der eigentliche Applikationskopf des ersten Ausführungsbeispiels ein Anpresss- oder Applikationsrollenpaar 30a/30b, einen Antrieb 1, 2, 3, Transportrollen 40a-40c, 51 a-51 und 36a-36c, Vorfaltrollen 16, 17 sowie je einen Führungskanal 21 bzw. 20 für die Zuführung von auf einem Trägerband T befindlichem Klebstoffilm K und die Abführung des Trägerbandes T nach erfolgter Ablösung des Klebstoffilmes K.
Das Trägerband K mit dem darauf befindlichen Klebstoffilm K, im folgenden als TK-Band bezeichnet, gelangt von einer Vorratsrolle 52 (Kassette) über einen Kunststoffschlauch 6a mit ovalem Querschnitt in den Führungskanal 21. Das Trägerband T wird über einen weiteren Kunststoffschlauch 6b mittels einer Saugvorrichtung 53 abgesaugt. Die beiden Schläuche 6a und 6b sind mittels Steckkupplungen 7a/8a bzw. 7b/8b an den Applikationskopf angeschlossen. Die Krümmungen des Führungskanals 21. und des Schlauches 6a, durch welche das TK-Band durch die Wirkung der Transportwalzen 40a-40c und 51a-51c hindurchgezogen wird, sind bezüglich des Bandzuges so festgelegt, dass das TK-Band im wesentlichen nur mit seiner (nichtklebrigen) Trägerbandseite (T) aufgleitet. Die Krümmungen sind bezüglich der Trägerbandseite im wesentlichen konvex. Infolge des ovalen Querschnittes des Schlauches 6a kann sich das TK-Band im Schlauch nicht verdrehen.
Der Applikationskopf ist an einem nicht dargestellten Bewegungsgerät, z. B. einem Roboter (bekannter Bauart) befestigt. Dieser ist so programmiert, dass das Applikationsrollenpaar 30a/30b den Rand des Blechteiles B umfassend diesen genau « abfährt und dabei den Klebstofffilm K V-förmig um den Blechrand herum appliziert.
Die Vorratsrolle 52 und Absaugung 53 sind vorzugsweise ortsfest montiert. Desgleichen die Energieversorgung und Steuerung 54 für den Antrieb 1, 2, 3 der diversen Rollen 30a, 30b, 40a-40c, 51a-51c. 36a-36c usw. des Applikationskopfes. Die Schläuche 6a, 6b und die elektrischen Kabel 4 und 5 für die Energieversorgung und Steuerung des Antriebes 1, 2, 3 werden bezüglich ihrer Längen wahlweise den jeweiligen Bedingungen angepasst.
In den Fig. 1, 2 und 3 sowie 7, 9 und 10 ist je ein Koordinatensystem X/Y/Z eingezeichnet, welches die Beschreibung der Bewegungsmöglichkeiten der verschiedenen Teile des Apparates vereinfachen soll.
Wie am besten aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, ist der Applikationskopf mit seinem Gehäuseteil 57 mittels eines Bügels 25 oder Verbindungsflansches 56 am nicht dargestellten Bewegungsgerät, z. B. Roboter befestigt. Im Gehäuseteil 57 ist mittels eines Lagers 42 ein Zylinder 58 um seine Achse drehbar und längs dieser verschiebbar gelagert. Die Applikationsrollen 30a/30b bzw. deren Achsen 28, 67 sind in einem Teil 15 gelagert, der seinerseits mittels einer Schwalbenschwanz- oder dergleichen Führung 58/33a am vorderen Ende des dreh- und verschiebbaren Zylinders 58 diametral verschiebbar gelagert und mittels Fixierschrauben 26 feststellbar ist. Mit dem Teil 15 fest verbunden ist ein weiteres, mit 33 bezeichnetes Bauteil, welches die Transportrollen 36a-36c, 40a-40c und 51-51c sowie eine mit der Vorfaltrolle 16 zusammenwirkende Gegendruckrolle 18 und die Bandführungskanäle 20 und 21 trägt.
Der Zylinder 58 ist gegen die Kraft einer Feder 65 um die durch Anschläge begrenzte Strecke f nach hinten (Richtung -Y) verschiebbar (Fig. 3). Sein maximaler Verdrehungswinkel und die « Nullage sind durch den aus Fig. 5 ersichtlichen Mechanismus definiert. Dieser Mechanismus umfasst eine Zahnstange 44 und zwei gegensinnig wirkende Federn 69a, 69b, deren Federkraft durch Stellschrauben 43a bzw. 43b regulierbar ist. Mit 45 ist eine Führungs- und Feststellschraube für die Zahnstange bezeichnet. Zur Begrenzung der Federung sind zwei Scheiben 62 vorgesehen. In der « Nullage » liegen die Achsen der Applikationsrollen 30a, 30b etwa in der Y/Z-Ebene.
Wie aus den Fig. 1, 4 und 6 ersichtlich, ist die Achse 67 der unteren Rolle 30b des Applikationsrollenpaares 30a/30b in einem Teil 47 gelagert, das seinerseits im Gehäuseteil 15 in Z-Richtung . verschiebbar gelagert und mittels einer Feder 68 in Richtung +Z vorgespannt ist. Dadurch wird die untere Rolle 30b federnd gegen die obere Rolle 30a bzw. die Unterseite des Bleches B gedrückt. Die Vorspannung der Feder 68 kann mittels einer Stellschraube 48 justiert werden. Mit 46 ist ein Exzenterhebel zum « Oeffnen » des Applikationsrollenpaares 30a/30b um den in Fig. 4 mit « _e bezeichneten Weg bezeichnet. Die Rollen 30a und 30b sind auf den Enden der Wellen 28 bzw. 67 auswechselbar fixiert. Die Welle 67 der unteren Rolle 30b ist freilaufend und mittels eines Kardangelenkes 31 mit dem Getriebe 22 eines Tachogenerators 23 verbunden. Das Getriebe 22 ist mittels einer Zapfenschraube 13 und eines Stiftes 14 am Teil 33 gelagert. Durch diese Anordnung (Kardangelenk 31, Zapfenschraube 13, Stift 14) werden Distanzänderungen zwischen den Rollen 30a und 30b ermöglicht bzw. kompensiert.
Infolge der diametralen Verschiebungsmöglichkeit des das Applikationsrollenpaar tragenden Bauteiles 15 und der Fixierungsmöglichkeit in der jeweils gewünschten Lage kann für den Ablauf des Rollenpaares 30a/30b am Rand des Bleches B ein für die jeweiligen Applikationsverhältnisse optimaler Vor- oder Nachlauf eingestellt werden. Der Applikationskopf bewegt sich -im Betrieb darstellungsgemäss (Fig. 1, 2, 3) in Richtung +X. Wenn Teil 15 und damit das Applikationsrollenpaar 30a/30b in die in Fig. 3 durch die strichpunktiert angedeutete Stellung 15b in Richtung -X verschoben (und dort fixiert) ist, dann bedeutet dies Nachlauf. In der Nebenzeichnung zu Fig. 2 ist die Grösse dieses Nachlaufes (in Richtung -X) mit +d bezeichnet. Eine Verschiebung in die Gegenrichtung (+X) bedeutet dementsprechend Vorlauf, dessen Grösse in der Nebenzeichnung der Fig. 1 mit -d bezeichnet ist.
Das Applikationsrollenpaar 30a/30b ist somit erstens bezüglich Vor- und Nachlauf einstellbar, zweitens in Richtung -Y (Richtung der Rollenachsen) gegen eine Federkraft (Feder 65) verschiebbar und drittens um eine paralell zur Y-Richtung in der Rollensymmetrieebene verlaufende Achse aus einer definierten « Nullage gegen Federkräfte (Federn 69a, 69b) begrenzt (Anschläge 62) drehbar.
Die Bandführungskanäle 20 und 21, Transportrollen 40a-40c, 51a-51c und 36a-36c, Vorfaltrollen 16, 17 und die Gegendruckrolle 18 sind am dreh-und verschiebbaren Gehäuseteil 15 bzw. den mit diesem fest verbundenen Teil 33 befestigt bzw. gelagert.
Die Transportrollen 36a-36c sind in einem um die Achse 60 ausschwenkbaren Träger 37 gelagert. Desgleichen sind die Transportrollen 51a-51 c in einem um die Achse 59 ausschwenkbaren Träger 38 gelagert. Der Träger 37 trägt ausserdem an seinem vorderen Ende in einem Längsschlitz 18a verschiebbar die Gegendruckrolle 18 für die erste Vorfaltrolle 16. Die ausgeschwenkten Stellungen der Träger 37 und 38 sind in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet und mit 37b bzw. 38b bezeichnet. In diesen Stellungen kann das TK-Band leicht eingefädelt, das K-Band bis zum Applikationsrollenpaar 30a/30b und das T-Band in den Kanal 20 geführt werden. Nach dem Zuklappen und Fixieren mittels gefedertem Rasthebel 61 sind die Transportrollen einsatzbereit und drückt die Gegendruckrolle 18 mit ihrem keilförmigen Umfang das K-Band in die konkave bzw. V-förmige Vertiefung der ersten Vorfaltrolle 16. Die folgende zweite Vorfaltfolle 17 weist einen wesentlich kleineren Durchmesser und kleineren V-Winkel als die erste Vorfaltrolle und ist möglichst nahe beim Applikationsrollenpaar 30a/30b angeordnet. Beim Durchlaufen der beiden Vorfaltrollen wird das K-Band schonend und in Richtung der Applikationsrollen kontinuierlich zunehmend vorgefaltet bzw. die Kontinuität der Faltung von der Applikationsstelle zu den Transportrollen gewährleistet. Die beiden Vorfaltrollen 16 und 17 sind in Richtung -Y gegen die Kraft je einer Feder 63 bzw. 64 verschiebbar, so dass sie dem Blechrand auch bei stärkeren Krümmungen federnd folgen. Die Konstante (Federkraft) der Feder 63 ist wesentlich kleiner als diejenige der Feder 65 und die Konstante der Feder 64 ist kleiner als diejenige der Feder 63. Insbesondere verhalten sich die Konstanten der Federn 65 : 63 : 64 wie etwa 1 : 0,3 : 0,2.
Die erste Vorfaltrolle 16 ist in einem Teil 19 gelagert, an welchem die Feder 63 angreift und welcher einen gabelförmigen Vorsprung 19a aufweist, welcher beim Zuklappen des Trägers 37 die im Längsschlitz 18a verschiebbare Achse der Gegendruckrolle 18 erfasst und diese Rolle zwangsläufig mit ihrem keilförmigen Umfang in die V-Umfangsnut der Vorfaltrolle 17 führt. Die Führung der Vorfaltrolle 17 ist in Fig. 3 mit 66 bezeichnet.
Die federnd gegen die Blechkante gedrückten Vorfaltrollen 16,17 erfüllen vor allem die Aufgabe, dass sie das K-Band in seinem unmittelbaren Faltungsbereich auf die Blechkante drücken, sodass dort kein Hohlraum entsteht oder das Band mit seinen Innenseiten aufeinanderklebt.
Der Antrieb erfolgt für alle angetriebenen Rollen zentral mittels des Motors 2 über das Getriebe 3, Kegelräder 12, eine biegsame Welle 11, ein Stirnradgetriebe 27 und eine (starre) Welle 28 auf die obere Rolle 30a des Applikationsrollenpaares 30a/30b. Ab der Welle 28 wird mittels eines weiteren Kegelradgetriebes 29 ein Wellenstummel 29a angetrieben, auf dem eine Zahnriemenscheibe 29b befestigt ist. Die Scheibe 29b treibt über einen Zahnriemen 9 und eine auf der verlängerten Achse 40d der Transportrolle 40b sitzende Zahnriemenscheibe 40e die Transportrolle 40b. Auf der Achse 40d sitzen zwei weitere Zahnriemenscheiben 40f und 40g, welche über nicht dargestellte Zahnriementriebe die Transportrollen 40a und 40c antreiben. Der Durchmesser der Scheibe 40f, welche die Rolle 40c antreibt, ist so bemessen, dass ihr Umfang das etwa 1,1-fache desjenigen der Scheibe 40 g beträgt, sodass die Transportrolle 40c mit der etwa 1,1-fachen Geschwindigkeit der Rolle 40a läuft.
Die Rollen 40b, 51b und 36b sind am unteren oder oberen Ende (ausserhalb ihrer aktiven Länge) mit ineinandergreifenden Zahnkränzen miteinander gekuppelt. In der gleichen Weise sind einerseits die Rollen 40c, 51c und 36c und anderseits die Rollen 40a, 51a und 36a miteinander gekuppelt. Demgemäss rotieren die Rollen 40a, 40b, 40c, 36a, 36b und 36c im Uhrzeigersinn und die Rollen 51a, 51 b und 51 c in entgegengesetzter Richtung, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit der Rollen 40c, 51 c und 36c um ca. 10 % höher ist als diejenige der anderen Rollen. Das « Rollenpaket ist durch Druckfedern 37a zusammengespannt wobei jedoch die Rollen im Längsprofil so geformt sind, dass nur die Rollen-Paare 40b/51 b, 40a/51a und 51c/36c längs ihrer aktiven Länge so zusammengepresst werden, dass sie auf das dazwischenliegende Band TK bzw. T eine Transportwirkung ausüben. Die restlichen Rollen sind in Längsrichtung so profiliert (vorstehende Endflansche), dass zwischen den Rollenpaaren 40c/51 c, 51a/36a und 51b/36b ein Spalt frei bleibt und diese Paare keine Transport- sondern nur eine Führungsfunktion ausüben.
Die den Transport des TK- und damit K-Bandes bewirkenden Rollenpaare laufen genau synchron mit den Applikationsrollen 30a/30b. Auf das K-Band wird somit zwischen den Transportrollen und den Applikationsrollen praktisch kein Zug ausgeübt. Die Abfuhr des T-Bandes ist absolut sicher gewährleistet, da das dieses abtransportierende Rollenpaar 36c/51c schneller läuft und dadurch einen allfälligen Schlupf des T-Bandes kompensiert. Die Schlupfgefahr besteht praktisch nur beim T-Band, da dieses relativ glatte Oberflächen aufweist.
Die Vorfaltrollen 16 und 17 sowie die Gegendruckrolle 18 sind freilaufend und verursachen daher im Unterschied zu feststehenden Vorfaltkanälen im K-Band praktisch keine Zugwiderstände. Wesentlich ist jedoch, dass die Transportrollen und Vorfaltrollen gemeinsam mit den Applikationsrollen alle Bewegungen zwangsläufig mitmachen (gemeinsames Trägerteil 15).
Die Antriebsgeschwindigkeit der (oberen) Rolle 30a wird durch die Abrollgeschwindigkeit der freilaufenden (unteren) Rolle 30b gesteuert. Hierzu sind zwei handelsübliche elektronische Tachogeneratoren 1 und 23 vorgesehen, welche die Abrollgeschwindigkeit der Rolle 30b bzw. die Geschwindigkeit des Antriebsmotors .2 messen und in elektrische Steuersignale umsetzen, aus welchen in einer üblichen Steuerelektronik 54 durch Vergleich ein Steuersignal für die Drehzahlregelung des Antriebsmotors 2 gebildet wird. Die Steuerelektronik 54 weist zwei Potentiometer mit Drehknöpfen 72 und 73 auf. Mit dem Potentiometerknopf 72 ist das gegenseitige Geschwindigkeitsverhältnis der Rollen 30a und 30b von 1 : 1 bis ca. ± 10% abweichend regelbar. Mit dem Potentiometerknopf 73 kann unabhängig von der Drehzahl der Rolle 30b eine « Eigendrehzahl » der Rolle 30a eingestellt werden. Beispielsweise kann auch bei Drehzahl « Null der Rolle 30b eine beliebige Grunddrehzahl der Rolle 30a eingestellt werden. Dies ist u. a. wichtig, wenn aus irgend welchen Gründen « rutschige Bleche verarbeitet werden und die Rolle 30b sich am Anfang der Applikation des K-Bandes zu langsam dreht oder sogar still steht. Die angewandte Steuerung ermöglicht ohne Verbindung bzw. Informationsaustausch mit der elektronischen Steuerung des Bewegungsgerätes (Roboters) eine optimale Anpassung aller Rollengeschwindigkeiten (Applikationsrollen, Transportrollen) an die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters einschliesslich einer Kompensation des Schlupfes der unteren Applikationsrolle 30b. Zusammen mit den Bewegungsmöglichkeiten (Schwenkbarkeit, Verschiebbarkeit) des die Applikations-, Transport- und Vorfaltrollen tragenden Bauteiles 15/33 erfüllt somit der Apparat alle Voraussetzungen für eine verzugsfreie und gleichmässige Applikation des Klebstoffbandes K am Blechteil B auch bei hohen Geschwindigkeiten des Roboters und komplizierteren Blechteilen.
Die Applikationsrollen und die Transportrollen sind mit Silikon beschichtet. Die Vorfaltrollen bestehen aus Teflon (PTFE). Dadurch wird ein Haften des Klebstoffbandes auf diesen Rollen vermieden.
In den Figuren 7 bis 13 ist ein weiteres, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.
Fig. 7 zeigt perspektivisch schematisch die wichtigsten Komponenten. Es sind dies ein Applikationsrollenpaar 101/102, je ein Antriebsmotor 103 bzw. 104 mit zugeordnetem Tachogenerator 105 bzw. 106 für die beiden Applikationsrollen, eine Vorfaltrolle 107, zwei Transportrollen 108 und 109, zwei Gegenrollen 110 und 111 und zwei Umlenkrollen 112 und 113, ein Antriebsmotor 114 mit zugeordnetem Tachogenerator 115 für die Transportrollen, eine schwenkbare Steuerrolle 116, je ein Führungskanal 117 bzw. 118 für die Zufuhr von TK-Band bzw. die Abfuhr des vom Klebstoffilm K gelösten Trägerbands T sowie zwei Kunststoffschläuche 119 und 120 zur Leitung des TK-Bands von einer Vorratsrolle 121 in den Zufuhrkanal 117 bzw. zur Rückleitung des Trägerbands T vom Abfuhrkanal 118 zu einer Absaugvorrichtung 122. Zur Steuerung der drei Antriebsmotoren 103, 104 und 114 ist ferner eine Elektronikschaltung 123 vorgesehen.
Einer der Hauptunterschiede dieser Ausführungsform gegenüber der nach den Fig. 1 bis 6 besteht darin, dass für jede der beiden Applikationsrollen 101 und 102 einerseits sowie für den Bandtransport (Rollen 108 und 109) anderseits ein eigener Antriebsmotor 103, 104 bzw. 114 vorgesehen ist. Die beiden Motoren 103 und 104 für die Applikationsrollen 101 und 102 werden - rückgekoppelt durch die Tachogeneratoren 105 und 106 - von der Elektronikschaltung 123 so gesteuert, dass die Applikatorrollen 101 und 102 einerseits mit einem konstanten Drehmoment beaufschlagt werden und anderseits eine konstante Leerlaufdrehzahl besitzen. Drehmoment und Leerlaufdrehzahl können an zwei entsprechenden Regelorganen 123a und 123b der Elektronikschaltung 123 eingestellt bzw. vorgewählt werden (Fig. 13).
Der Transport des TK-Bands bzw. des Klebfilms K wird über die Steuerrolle 116 kontrolliert. Die Steuerrolle 116 ist auf einem um die Achse der Umlenkrolle 113 schwenkbaren Lenker 124 angeordnet und dabei mittels einer Zugfeder 125 belastet, so dass der Klebfilm K stets leicht gespannt ist. Die Grösse der Grundspannung ist mittels einer Rändelschraube 126 (Fig. 13) einstellbar. Der Lenker 124 ist mit einem Potentiometer 127 gekoppelt, so dass eine Verschwenkung der Steuerrolle 116 eine entsprechende Verstellung des Potentiometers 127 bewirkt. Das Potentiometer 127 ist an die Elektronikschaltung 123 angeschlossen und steuert mit dieser zusammen den Antriebsmotor 114 für den Bandtransport so, dass der Bandzug im Klebfilm K unabhängig von den noch zu erläuternden Bewegungen der einzelnen Rollen stets konstant bleibt. Die Umfangsgeschwindigkeit der das Trägerband T abziehenden Transportrolle 109 ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel zwecks Ausgleich eines allfälligen Schlupfs geringfügig grösser als die der Transportrolle 108. Die Steuerrolle 116 ist vorzugsweise als konvexer Doppelkonus ausgebildet. Dadurch wird einerseits eine gewisse Vorformung des Klebstoffstreifens K und anderseits eine Zentrierung des Streifens erreicht.
In Fig. 13 ist noch ein Schneidwerkzeug 128 dargestellt, das über einen Antriebsmagneten 129 ebenfalls von der Elektronikschaltung 123 gesteuert wird und zum Abschneiden des Klebfilms am Ende der jeweiligen Blechkante dient. Schliesslich ist die Elektronikschaltung 123 noch dazu ausgebildet, in Zusammenarbeit mit nicht dargestellten Endschaltern die Bewegung des Manipulationsgeräts (des Roboters) schlagartig zu stoppen, wenn eine der im folgenden noch beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten der diversen Teile der Applikationsvorrichtung ein bestimmtes, von den Endschaltern festgelegtes Mass überschreitet. Auf diese Weise können Beschädigungen der Applikationsvorrichtung bzw. des Blechs oder eventuell auch des Roboters vermieden werden.
Der konkrete Aufbau der Vorrichtung ist in den Fig. 8 bis 12 dargestellt.
Sämtliche Teile des eigentlichen Applikationskopfs sind auf einem Bügel 140 montiert, welcher in einem nach vorne offenen Gehäuse 141 um eine zur X-Achse parallele Achse federnd schwenkbar gelagert ist. Die Schwenklager sind mit 142 bezeichnet. Das Gehäuse 141 selbst ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel über einen Flansch 144 am Bewegungsgerät (Roboter) befestigt. Eine Zugfeder 145 zwischen Gehäuse 141 und Bügel 140 hält den gesamten Applikationskopf unter einer geringfügigen, nach oben (+Z) gerichteten Vorspannung, welche bewirkt, dass die untere Applikationsrolle 102 dauernd mit einer gewissen Kraft auf das Blech drückt und dadurch den Vertikalbewegungen des Blechrands exakt folgt (Auslenkwinkel t y, Fig. 10). Die Federkraft ist mittels einer Stellschraube 146 regulierbar.
Auf dem Bügel 140 ist ein Stator 150 befestigt, in dem in Kugellagern 151 und 152 eine zylindrische Welle 153 um die Y-Achse federnd schwenkbar gelagert ist. Am hinteren Statorende ist die Welle 153 drehfest mit einer Stirnplatte 154 verbunden, an der zwei Federstreben 155 und 156 angreifen, die mit ihren Enden am Bügel 140 befestigt sind (Fig. 11). Diese Federstreben 155 und 156, die je mit einer mittels einer Stellschraube 157 regulierbaren Zylinderfeder 158 versehen sind, kontrollieren und begrenzen die Schwenkbewegung (Schwenkwinkel ± α, Fig 11) der Welle 153 um eine Neutrallage, bei der die Achsen der beiden Applikatorrollen 101 und 102 in einer vertikalen (Y-Z-) Ebene liegen.
Am vorderen Ende der Welle 153 ist drehfest eine Führungsplatte 160 befestigt. Auf dieser ist mittels einer Schwalbenschwanzführung oder dgl. ein Schlitten 161 in ± X-Richtung verstellbar fixiert. Der Schlitten 161 trägt alle weiteren Teile des Applikationskopfes. Die ± X-Verstellbarkeit des Schlittens dient zur Regulierung von Vor- bzw. Nachlauf analog dem erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel.
Auf dem Schlitten 161 ist ein Trägerteil 162 montiert. Dieses ist mittels Führungsstangen 163, die in Kugelbüchsen 164 im Schlitten 161 laufen, in Y-Richtung (parallel zur Achse der Welle 153) beweglich gelagert und mittels Federn 165 elastisch abgestützt (Fig. 10). Diese ± Y-Bewegung des Trägerteils 162 wird gesteuert durch eine an seinem vorderen Ende drehbar gelagerte Stützrolle 166 (Fig. 9), deren Drehachse parallel zur Z-Achse liegt und die sich an der Kante des mit dem Klebfilm zu beschichtenden Blechs B abstützt und dieser elastisch folgt.
Im Trägerteil 162 ist die untere Applikationsrolle 102 mit ihrer Welle 171 gelagert. Am freien Ende der Welle 171 ist eine Riemenscheibe 172 befestigt. Ein Riemen 173 (Fig. 7) verbindet über eine auf der Motorwelle sitzende weitere Riemenscheibe 174 die Applikationsrolle 102 mit ihrem zugeordneten Antriebsmotor 104.
Die obere Applikationsrolle 101 ist mit ihrer Welle 175, die an ihrem anderen Ende ebenfalls eine Riemenscheibe 176 trägt, an einem Schwenkarm 180 drehbar gelagert. Der Schwenkarm 180 ist am Trägerteil 162 um eine zurY-Achse parallele Achse (Lager 181) schwenkbar angelenkt. Eine Spiralfeder 182 drückt den Schwenkarm 180 und damit die Applikationsrolle 101 federnd nach unten gegen die untere Applikationsrolle 102, wobei die Spannkraft der Feder mittels einer Stellschraube 183 eingestellt werden kann (Fig. 8). Die obere Applikationsrolle 101 kann somit unabhängig von der unteren Rolle 102 eine Vertikalbewegung (Winkel β) durchführen. Der untere Anschlag der Schwenkbewegung kann mittels einer Stellschraube 184 eingestellt werden.
Der Antriebsmotor 103 für die obere Applikationsrolle 101, der mit dieser über eine weitere Riemenscheibe 177 und einen Antriebsriemen 178 verbunden ist (Fig. 7), ist im Applikationskopf so angeordnet, dass seine Welle genau mit dem Lager 181 des Schwenkarms 180 fluchtet (Fig. 8). Auf diese Weise hat die Schwenkbewegung der Applikationsrolle 101 auf die Antriebsverbindung zum Motor 103 keinen Einfluss.
Die Vorfaltrolle 107 ist an der Vorderseite des Trägerteils 162 in einem Lagerbügel 186 frei drehbar befestigt (Fig. 12). Der Lagerbügel 186 ist seinerseits in Y-Richtung verschiebbar im Trägerteil 162 montiert und mittels einer Feder 187 abgestützt. Die Vorfaltrolle 107 kann somit unabhängig eine federnde Ausgleichsbewegung senkrecht zur Blechkante und in der Blechebene ausführen, so dass sie dem Blechrand auch bei stärkeren Krümmungen federnd folgen kann. Die Spannung (Federkonstante) der Feder 187 ist wesentlich kleiner als die der Federn 165 des Schlittens 161.
Am Trägerteil 162 sind ferner noch die Umlenkrolle 113 und die Steuerrolle 116 sowie das Potentiometer 127 (nicht dargestellt) gelagert. Die übrigen Teile des Bandtransports, d. h. die beiden Transportrollen 108 und 109, die beiden Gegenrollen 110 und 111 und die Umlenkrolle 112 befinden sich auf einem am Schlitten 161 angeflanschten Tragbügel 168. Die beiden Transportrollen 108 und 109 sind über nicht gezeigte Wellen mit Riemenscheiben 190 und 191 (Fig. 10) verbunden, die über einen Antriebsriemen 192 und eine Riemenscheibe 193 (Fig. 9) auf der Welle des Antriebsmotors 114 (Fig. 7) mit diesem gekuppelt sind. Auf dem Tragbügel 168 sind ferner auch die beiden Bandführungskanäle 117 und 118 montiert. Die beiden Gegenrollen 110 und 111 sind um die Umlenkrolle 112 schwenkbar angeordnet und können zum Einführen des TK-Bands oder Herausführen des Trägerbands in der geöffneten Stellung mittels einer Klinke 195 arretiert werden. In Arbeitsstellung werden die Gegenrollen 110, 111 mittels je einer Feder 196 bzw. 197 gegen die Transportrollen 108 und 109 gedrückt, wobei die Spannkraft der Feder 197 mittels einer Regulierschraube 198 einstellbar ist.
Beim vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel weist also das Applikationsrollenpaar 101/102 gemeinsam mit der Vorfaltrolle 107 vier elastisch abgestützte Bewegungsmöglichkeiten auf. Es sind dies die vertikale Wipp-Bewegung des gesamten Kopfes um die Lager 142, die Drehbewegung um die Achse der Zylinderwelle 153, eine Querbewegung in ± X-Richtung für Vor- oder Nachlaufeinstellung und eine Hubbewegung parallel zum Zylinder 153 in Richtung ± Y. Zusätzlich können die obere Applikationsrolle 101 noch vertikal relativ zur unteren Rolle 102 und die Vorfaltrolle 107 in Y-Richtung relativ zu den Applikationsrollen bewegt werden. Alle diese Bewegungsmöglichkeiten ergeben eine verzugsfreie und gleichmässige Applikation des Klebfilms K am Blechteil B auch bei hohen Geschwindigkeiten und. komplizierten Kantengeometrien. Der elektronisch gesteuerte Antrieb der beiden Applikationsrollen 101 und 102 und des Bandtransports über separate Antriebsmotoren ermöglicht ohne Verbindung bzw. Informationsaustausch mit der Steuerelektronik des Bewegungsgeräts eine optimale Anpassung aller Rollengeschwindigkeiten an die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters einschliesslich Kompensation des Schlupfs. Die drei gefederten Bewegungsmöglichkeiten (Wipp-, Dreh- und Hubbewegung) gewährleisten, dass die beiden Applikationsrollen unter allen Umständen optimal der Blechkante folgen.

Claims

1. Vorrichtung zur U-förmigen Applikation eines Klebstoffbandes (K) in Längsrichtung um den Rand eines Blechformteils (B), mit einer Bandführung, die Transportrollen und Mittel zur Vorfaltung des Klebstoffbandes aufweist, von denen das vorgefaltete Band zwischen zwei federnd gegeneinander gedrückte Applikationarollen läuft, mittels derer es gleichzeitig an die beiden Seiten eines in den Band-Faltbereich eingeführten Blechformteils anpressbar ist, wobei das Applikationsrollenpaar (30a/30b ; 101/102) und die Mittel (16, 17 ; 107) zur Vorfaltung des Klebstoffbandes (K) gemeinsam um eine gemeinsame Achse (Y-Achse) gegen die Rückstellkraft einer Feder (69a, 69b ; 158) schwenkbar sind, die parallel zu den Achsen der Applikationsrollen verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsrollenpaar (30a, 30b ; 101/102) bezüglich der gemeinsamen Schwenkachse (Y) verstellbar und vorzugsweise bezüglich der Bewegungsrichtung des Blechformteils (B) hinter der Schwenkachse (Y) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsrollenpaar (30a/30b ; 101/102) und die Mittel (16, 17 ; 107) zur Vorfaltung des Klebstoffbandes (K) gemeinsam gegen die Kraft einer Feder (65; 165) parallel zur gemeinsamen Schwenkachse (Y) nach hinten verschiebbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsrollenpaar (30a/30b ; 101/102) und die Mittel (16, 17 ; 107) zur Vorfaltung des Klebstoffbands (K) in einem Bauteil (15 ; 162, 161) gelagert sind, welcher in einem um die genannte gemeinsame Schwenkachse (Y) drehbaren Bauteil (58 ; 160) quer zur Schwenkachse verstell- und fixierbar ist.

. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16, 17 ; 107) zur Vorfaltung des Klebsroffbands (K) relativ zum Applikationsrollenpaar (30a/30b ; 101/102) parallel zu dessen Achsen gegen die Wirkung einer Feder (63, 64 ; 187) verschiebbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsrollenpaar (101/102) und die Vorfaltmittel (107) gemeinsam um eine zu der von den Achsen des Applikationsrollenpaars definierten Ebene senkrechte Kippachse (142) federnd schwenkbar aufgehängt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine (101) der beiden Applikationsrollen (101, 102) um eine zu ihrer Drehachse parallele Achse (181) schwenkbar und federnd gegen die andere Applikationsrolle (102) drückend gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Applikationsrollen (101, 102) durch je einen separaten Antriebsmotor (103, 104) mit einem einstellbaren konstanten Drehmoment beaufschlagt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronikschaltung (123) für die Regelung der Antriebsmotoren (103, 104) vorgesehen ist, mittels der das Drehmoment und die Leerlaufdrehzahl der Motoren bzw. der von ihnen getriebenen Applikationsrollen (101, 102) einstellbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrollen (108, 109) von einem separaten, von der Elektronikschaltung (123) gesteuerten Antriebsmotor (114) angetrieben sind, dass das Klebstoffband (K) vor dem Erreichen der Vorfaltmittel (107) über eine vorzugsweise konvex doppelkegelig ausgebildete Steuerrolle (116) geführt ist, welche entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (125) um eine zu ihrer Achse parallele Achse (113) schwenkbar gelagert ist, wobei die Auslenkung der Steuerrolle von der Zugspannung des Klebstoffbands abhängt, und dass die Steuerrolle (116) mit einem elektrischen Messwandler (127) gekoppelt ist, der in Zusammenwirkung mit der Elektronikschaltung den Antriebsmotor (114) für die Transportrollen (108, 109) so regelt, dass die Zugspannung im Klebstoffband konstant bleibt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsrollenpaar (101/102) und die Vorfaltmittel (107) auf einem Trägerteil (162) montiert sind, das in Richtung der gemeinsamen Achse (Y) federnd bewegbar auf einem Schlitten (161) gelagert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (161) quer verstellbar auf einer um die gemeinsame Schwenkachse (Y) federnd verschwenkbaren Führungsplatte (160) montiert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsplatte (160) in einem Bügel (140) verschwenkbar gelagert ist, welcher seinerseits in einem Gehäuse (141) federnd kippbar angeordnet ist.

14. Vorrichtung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das um die gemeinsame Schwenkachse (Y) drehbare Bauteil (58) gegen die Kraft einer Feder (65) nach hinten (Richtung - Y) verschiebbar ist.

15. Vorrichtung gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das um die gemeinsame Schwenkachse (Y) drehbare Bauteil (58) ein drehschwenkbar und in Längsrichtung gegen die Kraft der Feder (65) verschiebbar gelagerter hohlzylindrischer Körper (58) ist, so dass dessen Mittelachse die Schwenkachse bildet.

16. Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Vorfaltung des Klebstoffbandes (K) durch eine im Profil konkave oder V-förmige Rolle (16, 107) gebildet sind.

17. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrollen durch paarweise federnd gegeneinander gedrückte Rollen (40b/51b). (40a/51a, 36c/51c) gebildet sind, wobei je Paar mindestens eine Rolle auf einem ausschwenkbaren Teil (37 bzw. 38) gelagert ist, welche Schwenkteile zum Einfädeln des Klebstoff/ Trägerbandes (TK) und Trägerbandes (T) geöffnet werden können und in der geschlossenen (transportaktiven) Stellung durch einen federbelasteten Rasthebel (61) oder dergleichen fixierbar sind.

18. Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Transportrollen ein Bandführungskanal (21) vorgeschaltet ist, der einerseits im Querschnitt so geformt ist, dass das Band gegen Verdrehung gesichert ist, und der anderseits in Längsrichtung so gekrümmt ist, dass das Band infolge des Transportrollenzuges im wesentlichen nur auf einer Seite (T-Seite) aufgleiten kann.

19. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rolle (30b) der beiden Applikationsrollen (30a, 30b) freilaufend und an einen ersten elektronischen Tachogenerator (23) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal zur Steuerung des Antriebsmotors (2) der anderen Rolle (30a) verwendet wird.

20. Vorrichtung gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) an einen zweiten elektronischen Tachogenerator (1) angeschlossen ist und die Steuerung des Antriebsmotors mittels einer elektronischen Schaltung (54) erfolgt, welche durch Vergleich der von den beiden Tachogeneratoren (1, 23) gelieferten Signale ein Steuersignal für den Motor (2) erzeugt.