EP2282845B1 - Applikator zur applikation einer dichtmasse auf eine bördelnaht und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

Applikator zur applikation einer dichtmasse auf eine bördelnaht und zugehöriges betriebsverfahren Download PDF

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EP2282845B1
EP2282845B1 EP09761417.6A EP09761417A EP2282845B1 EP 2282845 B1 EP2282845 B1 EP 2282845B1 EP 09761417 A EP09761417 A EP 09761417A EP 2282845 B1 EP2282845 B1 EP 2282845B1
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EP
European Patent Office
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leg
applicator
nozzle
nozzle carrier
motor vehicle
Prior art date
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EP2282845B8 (de
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Lothar Rademacher
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Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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Publication of EP2282845B1 publication Critical patent/EP2282845B1/de
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Definitions

  • the invention relates to an applicator for applying a coating composition to a component, in particular for applying a sealing compound to a flanged seam on a rear side of a motor vehicle body component, wherein the applicator can protrude through a gap between two overlapping motor vehicle body components in particular.
  • Automotive body parts e.g., doors or hoods
  • flared seams in which a sheet metal part is crimped around an edge of another sheet metal part, with the two sheet metal parts then being glued together.
  • moisture penetrates into the gap between the two sheet metal parts and there leads to corrosion.
  • sealant to the hemming seam between the two sheet metal parts to seal the hemming seam and thereby reliably prevent the ingress of moisture and associated corrosion.
  • the application of the sealant to the hemming seam is done in the coating of doors of motor vehicle bodies in practice manually by workers who first open the respective door and then manually apply the sealant to the hemming seam. If the sheets do not overlap, a manual application is also possible with the door closed.
  • the sealant could be applied to doors and hoods of motor vehicle bodies only on the hemming seam when the doors or hoods are opened previously, which is associated with additional effort.
  • the application of the sealant to the flanged seam requires an extremely high positioning accuracy of the coating robot used, which is possible only by a sensor-based position control with a tracking of the robot position corresponding to the determined position deviations.
  • a sensor-based position control with a tracking of the robot position corresponding to the determined position deviations.
  • an automatic application of the sealant to the hemming seam of the equipment required to achieve the required positioning accuracy achievable due to the savings in manageable economy in question.
  • the invention is therefore based on the object to provide an applicator, which without opening a motor vehicle door makes it possible to seal a flanged seam located on the rear side of the motor vehicle door with sealing compound.
  • the general object of the present invention is to provide an applicator which can project through a gap between overlapping components in order to apply a coating agent (for example sealing compound) to the back of the components.
  • a coating agent for example sealing compound
  • the invention has for its object to provide an operating method for such an applicator.
  • the invention encompasses the general technical teaching of configuring the applicator so that the applicator can also protrude from the front side to the back side of the components through a gap between overlapping components in order to apply coating agent to the back side of the components.
  • the applicator can be introduced in the longitudinal direction of the hemming seam in the gap region, which is possible, for example, at the front end of a gap region.
  • the invention therefore provides a nozzle carrier (eg a tube) which is curved several times and thereby makes it possible to position the nozzle guided by the nozzle carrier through the gap between the overlapping components on the rear side of the components in order to apply coating agent there.
  • a nozzle carrier eg a tube
  • the nozzle carrier is substantially double L-shaped, i. the nozzle carrier consists essentially of two adjacent, each L-shaped sections.
  • the nozzle carrier is substantially S-shaped. What is decisive is that the nozzle carrier is shaped so that the nozzle carrier can position the nozzle through the gap between the adjacent overlapping components on the back of the components in the manner required for the coating process.
  • the nozzle carrier has at its distal end a substantially U-shaped portion with a distal leg, a proximal leg and a connecting leg, wherein the connecting leg connects the proximal leg with the distal leg.
  • the U-shaped portion of the nozzle carrier then surrounds a side edge of the component to be coated through a gap, so that the distal leg with the nozzle behind the component to be coated and the proximal leg in front of the component to be coated, while the connecting leg of the U-shaped section protrudes through the gap.
  • the nozzle is arranged on the distal leg of the U-shaped section or integrated directly into it and discharges the coating agent from the back to the front onto the rear side of the component to be coated.
  • the proximal leg and / or the distal leg of the U-shaped portion of the nozzle carrier preferably have a leg length of more than 2cm, 4cm, 6cm or more than 10cm, the advantageous leg length depending on the component geometry.
  • the nozzle carrier preferably has three bends on, namely - starting from the nozzle - first two bends with the same direction of curvature and then a curvature with an opposite direction of curvature.
  • the invention is not limited to a certain number of curvatures with respect to the nozzle carrier. Rather, the invention also includes applicators with a nozzle carrier with two or more than three bends. All that matters is that the nozzle carrier is shaped so that it can project through a gap between two adjacent, laterally overlapping components on the back of the components.
  • the nozzle carrier preferably has essentially straight sections between the individual curvatures, however, a continuously curved nozzle carrier can also be used within the scope of the invention, depending on the component geometry in the region of the gap.
  • the individual curvatures of the nozzle carrier are preferably substantially rectangular. However, it is alternatively also possible that the individual curvatures of the nozzle carrier each have a curvature angle of at least 70 ° or at least 80 °. Moreover, it is possible that the individual curvatures of the nozzle carrier each have a curvature angle of at most 110 ° or at most 100 °.
  • the nozzle carrier preferably extends in one plane. However, depending on the component geometry in the region of the gap, it is theoretically also possible that the individual legs of the nozzle carrier do not run in one plane.
  • the nozzle carrier has four legs, each perpendicular are angled to each other and form a double-L shape.
  • the distal leg of the nozzle carrier runs essentially parallel to the component rear side and preferably applies the coating agent (for example, sealing compound) substantially at right angles to the component rear side.
  • Adjacent to this distal limb are two further limbs which project through the gap and are bent at right angles to one another.
  • a proximal limb is provided which is positioned, for example, by a coating robot.
  • the nozzle carrier is preferably a hollow feed tube through which the coating agent is conducted to the nozzle.
  • the invention also claims protection for an alternative embodiment, in which the nozzle carrier has only a mechanical function and does not serve for the passage of the coating agent, wherein the coating agent can then flow to the nozzle, for example, by a hose inserted into the nozzle carrier.
  • the nozzle carrier consists of a material which is elastic and has a shape memory. This offers the advantage that the nozzle carrier after a collision with the components to be coated again assumes its original and structurally predetermined shape, which is required for a high-precision positioning of the nozzle.
  • the material with a shape memory is a nickel-titanium alloy, such as titanium Flex ®.
  • the applicator has at least one additional additional nozzle, such as, for example, a flat-stream nozzle, an omnidirectional nozzle, an airless nozzle or another nozzle for flanged seam seal.
  • additional additional nozzle such as, for example, a flat-stream nozzle, an omnidirectional nozzle, an airless nozzle or another nozzle for flanged seam seal.
  • the invention includes not only the applicator according to the invention described above as a single component, but also a coating system for flanged seam seal on motor vehicle body components with such an applicator.
  • a measuring device which measures the geometry of the applicator and in particular of the nozzle carrier in order to check whether the nozzle carrier still has the design-dictated shape or has been deformed in the meantime due to a collision with the components to be coated.
  • a measuring device may for example have a light barrier, which detects the outer contour of the applicator and in particular of the nozzle carrier.
  • the coating installation according to the invention preferably has a cleaning device in order to blow off the applicator or nozzle and to clean it of any adhering coating material and / or to rinse it with a rinsing agent, such cleaning devices being known from the prior art and therefore not described in detail have to.
  • the measuring device for measuring the geometry of the applicator is structurally integrated into the cleaning device. For one thing, it will Space saved. On the other hand, the geometry of the applicator can be measured in this way during cleaning, whereby cycle time is saved.
  • the applicator according to the invention can also have a joint between the nozzle carrier and the connecting flange serving for attachment to the robot, which allows a deflection movement of the nozzle carrier relative to the connecting flange.
  • This offers the advantage that a collision between the applicator and the components to be coated does not immediately lead to damage to the applicator, since the nozzle carrier can give way due to the joint.
  • Such a joint is in the patent already mentioned DE 10 2007 037 865 B3 so that the content of this patent is fully attributable to the present specification.
  • the invention also includes an operating method for an applicator, wherein the operating method is characterized in that the applicator protrudes through a gap between two adjacent, overlapping components from the front to the back of the adjacent components in order to coat on the back of the components to apply.
  • the applicator is preferably moved along the gap in order to apply an elongate path of the sealant to the hemming seam.
  • FIG. 1 shows the region of a gap 1 between a motor vehicle door 2 and a fender 3, wherein the motor vehicle door 2 overlaps with the fender 3 in the closed state shown in the drawing in order to improve the crash safety.
  • the motor vehicle door 2 has an inner panel 4 and a sheet metal panel 5, wherein the sheet metal panel 5 is herumgebördelt around an angled edge of the inner panel 4. In the region of the angled edge, the inner panel 4 is connected by an adhesive layer 6 with the Blechbeplankung 5.
  • the flanged seam between the inner panel 4 and the Blechbeplankung 5 is therefore sealed with a sealant 7 to prevent the ingress of moisture into the flanged seam, wherein the sealant 7 extends at right angles to the plane over the entire length of the flanged seam.
  • the application of the sealant 7 takes place here by an applicator 8 according to the invention, which projects through the gap 1 between the motor vehicle door 2 and the fender 3, as will be explained in more detail.
  • the applicator according to the invention is positioned by a multi-axis robot and has a connection flange 9 for mounting on the robot, the robot not being shown for the sake of simplicity.
  • a tubular nozzle carrier 10 is mounted at the connection flange 9 of the applicator 8.
  • the nozzle carrier 10 serves for the mechanical guidance of a nozzle 11, which is arranged at the distal end of the nozzle carrier 10.
  • the nozzle carrier 10 serves to pass the sealing compound from the connection flange 9 to the nozzle 11, for which purpose the nozzle carrier 10 is made hollow.
  • the nozzle carrier 10 has four legs 12, 13, 14, 15, which are each arranged at right angles to each other, wherein the distal legs 12, 13, 14 of the nozzle carrier 10 form a U-shaped section, which surround the angled edge of the inner panel 5 with the flanged seam.
  • the illustrated geometry of the applicator 8 makes it possible for the nozzle 11 to project through the gap 1 between the motor vehicle door 2 and the fender 3 onto the rear side of the motor vehicle door 2 and the fender 3 in order to apply the sealing compound 7 to the flanged seam located there. In this case, it is not necessary for the motor vehicle door 2 to be opened beforehand, so that a handling robot for opening the motor vehicle door 2 can be dispensed with.
  • FIG. 2 shows a side view of a motor vehicle body 16 with a plurality of flanged seams 17, 18, 19, 20, 21, with the in FIG. 1 shown applicator 8 can be sealed with the sealant 7.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the applicator 8 according to the invention, which differs from the embodiment according to FIG. 1 slightly different.
  • leg 14 of the nozzle carrier 10 with respect to the leg 15 of the nozzle carrier 10 has a curvature angle ⁇ 80 °.
  • the leg 13 has a curvature angle ⁇ 80 ° with respect to the leg 14 of the nozzle carrier 10.
  • FIG. 5 a measuring device 17 for measuring the geometry of the applicator 8.
  • the measurement of the geometry of the applicator 8 advantageously enables the detection of deformations of the applicator 8, which may for example result from collisions between the applicator 8 and the motor vehicle door 2 or the fender 3.
  • the measuring device 17 can preferably be integrated into a cleaning device which serves to clean the applicator 8 by blowing off or by rinsing with a rinsing agent.
  • the integration of the measuring device 17 in the cleaning device has the advantage that space and cycle time is saved, since the measurement of the applicator 8 during the already required cleaning of the applicator 8 can be done.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Applikator zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Bauteil, insbesondere zur Applikation einer Dichtmasse auf eine Bördelnaht an einer Rückseite eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils, wobei der Applikator insbesondere durch einen Spalt zwischen zwei überlappenden Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen hindurch ragen kann.
  • Kraftfahrzeug-Karosseriebauteile (z.B. Türen oder Hauben) weisen oftmals sogenannte Bördelnähte auf, bei denen ein Blechteil um eine Kante eines anderen Blechteils herum gebördelt ist, wobei die beiden Blechteile dann miteinander verklebt sein können. Hierbei besteht die Gefahr, dass Feuchtigkeit in den Spalt zwischen den beiden Blechteilen eindringt und dort zu Korrosion führt. Es ist deshalb bekannt, eine Dichtmasse auf die Bördelnaht zwischen den beiden Blechteilen aufzubringen, um die Bördelnaht abzudichten und dadurch das Eindringen von Feuchtigkeit und damit verbundene Korrosion sicher zu verhindern.
  • Die Applikation der Dichtmasse auf die Bördelnaht erfolgt bei der Beschichtung von Türen von Kraftfahrzeugkarosserien in der Praxis manuell durch Werker, die zunächst die jeweilige Tür öffnen und dann die Dichtmasse manuell auf die Bördelnaht auftragen. Sofern sich die Bleche nicht überlappen, ist auch eine manuelle Applikation bei geschlossener Tür möglich.
  • Nachteilig an dieser manuellen Applikation der Dichtmasse auf die Bördelnaht sind jedoch der hohe personelle Aufwand und die damit verbundenen Kosten.
  • Darüber hinaus wurden im Stand der Technik Versuche unternommen, um die Dichtmasse automatisch durch einen Beschichtungsroboter auf die Bördelnaht aufzubringen. Diese Versuche zur Automatisierung der Applikation der Dichtmasse sind jedoch bisher in der Praxis aus verschiedenen Gründen mit erheblichen Problemen verbunden.
  • Zum Einen konnte die Dichtmasse bei Türen und Hauben von Kraftfahrzeugkarosserien nur dann auf die Bördelnaht aufgebracht werden, wenn die Türen bzw. Hauben zuvor geöffnet werden, was mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist.
  • Zum Anderen erfordert die Applikation der Dichtmasse auf die Bördelnaht eine extrem hohe Positionierungsgenauigkeit des verwendeten Beschichtungsroboters, die nur durch eine sensorgestützte Positionsregelung mit einer Nachführung der Roboterposition entsprechend den ermittelten Positionsabweichungen möglich ist. Bei einer automatischen Applikation der Dichtmasse auf die Bördelnaht stellt der apparative Aufwand zur Erreichung der erforderlichen Positionierungsgenauigkeit die aufgrund der Personaleinsparung erzielbare Wirtschaftlichkeit in Frage.
  • Aus dem älteren, nachveröffentlichten Patent DE 10 2007 037 865 B3 ist ferner ein Applikator bekannt, der eine automatische, robotergestützte Applikation von Dichtmasse auf eine Bördelnaht ermöglicht. Hierzu weist der bekannte Applikator ein nachgiebiges Gelenk auf, wodurch die Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit des verwendeten Roboters auf ein vertretbares Maß reduziert werden.
  • Problematisch bei der Abdichtung von Bördelnähten im Bereich von Kraftfahrzeugtüren ist die Tatsache, dass sich die Kraftfahrzeugtüren im geschlossenen Zustand aufgrund des crashfreundlichen Aufbaus der Kraftfahrzeugtüren hinter den jeweiligen Kotflügel schieben. Dies hat zur Folge, dass der patentgemäße Applikator gemäß DE 10 2007 037 865 B3 nicht durch den Spalt zwischen der Kraftfahrzeugtür und dem Kotflügel hindurchgeschoben werden kann, da diese Bauteile einander überlappen. Bei der Abdichtung von Bördelnähten im Bereich von Kraftfahrzeugtüren müssen die Kraftfahrzeugtüren deshalb bisher geöffnet werden, um die Bördelnähte für die Applikation der Dichtmasse zugänglich zu machen.
  • Das Öffnen der Kraftfahrzeugtüren für die Applikation der Dichtmasse auf die jeweilige Bördelnaht erfordert jedoch Taktzeit, die für die eigentliche Applikation der Dichtmasse verloren geht. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass für die Applikation der Dichtmasse auf die verschiedenen Bördelnähte der Kraftfahrzeugkarosserie mehrere Arbeitstakte erforderlich sind.
  • Darüber hinaus erfordert das Öffnen der Kraftfahrzeugtüren für die Applikation der Dichtmasse auf die Bördelnähte einen zusätzlichen Handhabungsroboter, was mit erhöhten Investitionskosten und einem größeren Platzbedarf in der Lackieranlage verbunden ist.
  • Ferner ist zum Stand der Technik noch hinzuweisen auf US 2 968 441 .
  • Schließlich wird noch auf folgenden Stand der Technik hingewiesen:
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Applikator zu schaffen, der es ohne Öffnen einer Kraftfahrzeugtür ermöglicht, eine auf der Rückseite der Kraftfahrzeugtür befindliche Bördelnaht mit Dichtmasse abzudichten.
  • Allgemein liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Applikator zu schaffen, der durch einen Spalt zwischen überlappenden Bauteilen hindurch ragen kann, um auf der Rückseite der Bauteile ein Beschichtungsmittel (z.B. Dichtmasse) zu applizieren.
  • Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren für einen derartigen Applikator anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Applikator bzw. ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
  • Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, den Applikator so zu gestalten, dass der Applikator auch durch einen Spalt zwischen überlappenden Bauteilen hindurch von der Vorderseite auf die Rückseite der Bauteile ragen kann, um auf der Rückseite der Bauteile Beschichtungsmittel zu applizieren. Beispielsweise kann der Applikator hierbei in Längsrichtung der Bördelnaht in den Spaltbereich eingeführt werden, was beispielsweise am stirnseitigen Ende eines Spaltbereichs möglich ist.
  • Die Erfindung sieht deshalb einen Düsenträger (z.B. ein Rohr) vor, der mehrfach gekrümmt ist und es dadurch ermöglicht, die von dem Düsenträger geführte Düse durch den Spalt zwischen den überlappenden Bauteilen hindurch auf der Rückseite der Bauteile zu positionieren, um dort Beschichtungsmittel zu applizieren.
  • Vorzugsweise ist der Düsenträger im Wesentlichen doppel-L-förmig, d.h. der Düsenträger besteht im Wesentlichen aus zwei aneinander angrenzenden, jeweils L-förmigen Abschnitten. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der Düsenträger im Wesentlichen S-förmig ist. Entscheidend ist lediglich, dass der Düsenträger so geformt ist, dass der Düsenträger die Düse durch den Spalt zwischen den benachbarten überlappenden Bauteilen hindurch auf der Rückseite der Bauteile in der für den Beschichtungsprozess erforderlichen Weise positionieren kann.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Düsenträger an seinem distalen Ende einen im Wesentlichen U-förmigen Abschnitt mit einem distalen Schenkel, einem proximalen Schenkel und einem Verbindungsschenkel auf, wobei der Verbindungsschenkel den proximalen Schenkel mit dem distalen Schenkel verbindet. Im Betrieb umgreift der U-förmige Abschnitt des Düsenträgers dann eine Seitenkante des zu beschichtenden Bauteils durch einen Spalt hindurch, so dass sich der distale Schenkel mit der Düse hinter dem zu beschichtenden Bauteil und der proximale Schenkel vor dem zu beschichtenden Bauteil befindet, während der Verbindungsschenkel des U-förmigen Abschnitts durch den Spalt hindurchragt. Hierbei ist die Düse an dem distalen Schenkel des U-förmigen Abschnitts angeordnet bzw. direkt in diesen integriert und gibt das Beschichtungsmittel von hinten nach vorne auf die Rückseite des zu beschichtenden Bauteils ab. Der proximale Schenkel und/oder der distale Schenkel des U-förmigen Abschnitts des Düsenträgers haben vorzugsweise eine Schenkellänge von mehr als 2cm, 4cm, 6cm oder mehr als 10cm, wobei die vorteilhafte Schenkellänge von der Bauteilgeometrie abhängt.
  • In dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem U-förmigen Abschnitt an dem distalen Ende des Düsenträgers weist der Düsenträger vorzugsweise drei Krümmungen auf, nämlich - von der Düse ausgehend - zunächst zwei Krümmungen mit derselben Krümmungsrichtung und dann eine Krümmung mit einer entgegengesetzten Krümmungsrichtung. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Düsenträgers nicht auf eine bestimmte Anzahl von Krümmungen beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch Applikatoren mit einem Düsenträger mit zwei oder mehr als drei Krümmungen. Entscheidend ist lediglich, dass der Düsenträger so geformt ist, dass er durch einen Spalt zwischen zwei benachbarten, seitlich überlappenden Bauteilen hindurch auf die Rückseite der Bauteile ragen kann.
  • Zwischen den einzelnen Krümmungen weist der Düsenträger vorzugsweise im Wesentlichen gerade Abschnitte auf, jedoch kann im Rahmen der Erfindung in Abhängigkeit von der Bauteilgeometrie im Bereich des Spalts auch ein kontinuierlich gekrümmter Düsenträger zum Einsatz kommen.
  • Weiterhin sind die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers jeweils einen Krümmungswinkel von mindestens 70° oder mindestens 80° aufweisen. Darüber hinaus ist es möglich, dass die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers jeweils einen Krümmungswinkel von höchstens 110° oder höchstens 100° aufweisen.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Düsenträger vorzugsweise in einer Ebene verläuft. Es ist jedoch in Abhängigkeit von der Bauteilgeometrie im Bereich des Spalts theoretisch auch möglich, dass die einzelnen Schenkel des Düsenträgers nicht in einer Ebene verlaufen.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Düsenträger vier Schenkel auf, die jeweils rechtwinklig zueinander angewinkelt sind und eine Doppel-L-Form bilden. Der distale Schenkel des Düsenträgers verläuft hierbei im Wesentlichen parallel zur Bauteilrückseite und appliziert das Beschichtungsmittel (z.B. Dichtmasse) vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zu der Bauteilrückseite. An diesen distalen Schenkel grenzen zwei weitere Schenkel an, die durch den Spalt hindurch ragen und rechtwinklig zueinander angewinkelt sind. Schließlich ist ein proximaler Schenkel vorgesehen, der beispielsweise von einem Beschichtungsroboter positioniert wird.
  • Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass der Düsenträger vorzugsweise ein hohles Zuleitungsrohr ist, durch welches das Beschichtungsmittel zu der Düse geleitet wird. Die Erfindung beansprucht jedoch auch Schutz für eine alternative Ausführungsform, bei welcher der Düsenträger lediglich eine mechanische Funktion hat und nicht zur Durchleitung des Beschichtungsmittels dient, wobei das Beschichtungsmittel dann beispielsweise durch eine in den Düsenträger eingelassene Schlauchleitung zu der Düse fließen kann.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Düsenträger aus einem Material besteht, das elastisch ist und ein Formgedächtnis aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass der Düsenträger nach einer Kollision mit den zu beschichtenden Bauteilen wieder seine ursprüngliche und konstruktiv vorgegebene Form einnimmt, was für eine hochpräzise Positionierung der Düse erforderlich ist. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Material mit einem Formgedächtnis um eine Nickel-Titan-Legierung, wie beispielsweise TitanFlex®.
  • Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der Applikator mindestens eine zusätzliche weitere Düse aufweist, wie beispielsweise eine Flatstream-Düse, eine Rundstrahl-Düse, eine Airless-Düse oder eine weitere Düse zur Bördelnahtabdichtung. Dies ermöglicht einen Kombinationsbetrieb, bei dem mit demselben Applikator abwechselnd Bördelnähte abgedichtet werden und sonstige Beschichtungen vorgenommen werden bzw. sonstiges Beschichtungsmittel appliziert wird.
  • Darüber hinaus umfasst die Erfindung nicht nur den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Applikator als einzelnes Bauteil, sondern auch eine Beschichtungsanlage zur Bördelnahtabdichtung an Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen mit einem solchen Applikator.
  • Bei einer derartigen Beschichtungsanlage ist vorzugsweise eine Vermessungseinrichtung vorgesehen, welche die Geometrie des Applikators und insbesondere des Düsenträgers vermisst, um zu überprüfen, ob der Düsenträger noch die konstruktionsbedingt vorgegebene Form hat oder aufgrund einer Kollision mit den zu beschichtenden Bauteilen zwischenzeitlich verformt wurde. Eine derartige Vermessungseinrichtung kann beispielsweise eine Lichtschranke aufweisen, welche die Außenkontur des Applikators und insbesondere des Düsenträgers erfasst.
  • Ferner weist die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage vorzugsweise eine Reinigungsvorrichtung auf, um den Applikator bzw. die Düse abzublasen und von eventuell anhaftendem Beschichtungsmaterial zu reinigen und/oder mit einem Spülmittel zu spülen, wobei derartige Reinigungsvorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt sind und deshalb nicht näher beschrieben werden müssen.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Vermessungseinrichtung zur Vermessung der Geometrie des Applikators in die Reinigungsvorrichtung baulich integriert wird. Zum Einen wird dadurch Bauraum gespart. Zum Anderen kann die Geometrie des Applikators auf diese Weise während des Reinigens vermessen werden, wodurch Taktzeit gespart wird.
  • Ferner kann auch der erfindungsgemäße Applikator zwischen dem Düsenträger und dem zur Befestigung an dem Roboter dienenden Anschlussflansch ein Gelenk aufweisen, das eine Ausweichbewegung des Düsenträgers relativ zu dem Anschlussflansch ermöglicht. Dies bietet den Vorteil, dass eine Kollision zwischen dem Applikator und den zu beschichtenden Bauteilen nicht sofort zu einer Beschädigung des Applikators führt, da der Düsenträger aufgrund des Gelenks nachgeben kann. Ein derartiges Gelenk ist in dem bereits eingangs erwähnten Patent DE 10 2007 037 865 B3 beschrieben, so dass der Inhalt dieses Patents der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.
  • Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Betriebsverfahren für einen Applikator, wobei sich das Betriebsverfahren dadurch auszeichnet, dass der Applikator durch einen Spalt zwischen zwei benachbarten, einander überlappenden Bauteilen hindurch von der Vorderseite auf die Rückseite der benachbarten Bauteile ragt, um auf der Rückseite der Bauteile Beschichtungsmittel zu applizieren.
  • Hierbei wird der Applikator vorzugsweise entlang dem Spalt bewegt, um eine langgestreckte Bahn der Dichtmasse auf die Bördelnaht zu applizieren.
  • Wichtig ist hierbei, dass das Einführen des Applikators durch den Spalt und die Applikation des Beschichtungsmittels möglich ist, während die Kraftfahrzeugtür geschlossen ist.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Spaltbereich mit zwei überlappenden Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen und dem erfindungsgemäßen Applikator, der durch den Spalt hindurch ragt, um Dichtmasse auf eine Bördelnaht auf der Rückseite zu applizieren,
    Figur 2
    eine Seitenansicht einer Kraftfahrzeugkarosserie mit den Spalten, bei denen die benachbarten Kraftfahrzeug-Karosseriebauteile überlappen, was den Einsatz des erfindungsgemäßen Applikators erforderlich macht,
    Figur 3
    eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Applikators, sowie
    Figur 4
    eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Applikators sowie eine Vermessungseinrichtung zur Vermessung der Geometrie des erfindungsgemäßen Applikators, sowie
    Figur 5
    eine Vermessungseinrichtung zur Vermessung der Geometrie des Applikators.
  • Figur 1 zeigt den Bereich eines Spalts 1 zwischen einer Kraftfahrzeugtür 2 und einem Kotflügel 3, wobei die Kraftfahrzeugtür 2 in dem in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Zustand mit dem Kotflügel 3 überlappt, um die Crash-Sicherheit zu verbessern.
  • Die Kraftfahrzeugtür 2 weist ein Innenblech 4 und eine Blechbeplankung 5, wobei die Blechbeplankung 5 um eine angewinkelte Kante des Innenblechs 4 herumgebördelt ist. Im Bereich der angewinkelten Kante ist das Innenblech 4 durch eine Klebeschicht 6 mit der Blechbeplankung 5 verbunden. Bei diesem Aufbau besteht die Gefahr, dass im Bereich der Bördelnaht Feuchtigkeit in den Spalt zwischen der angewinkelten Kante des Innenblechs 4 und der herumgebördelten Kante der Blechbeplankung 5 eintritt und Korrosion verursacht. Die Bördelnaht zwischen dem Innenblech 4 und der Blechbeplankung 5 ist deshalb mit einer Dichtmasse 7 versiegelt, um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Bördelnaht zu verhindern, wobei sich die Dichtmasse 7 rechtwinklig zur Zeichenebene über die gesamte Länge der Bördelnaht erstreckt. Die Applikation der Dichtmasse 7 erfolgt hierbei durch einen erfindungsgemäßen Applikator 8, der durch den Spalt 1 zwischen der Kraftfahrzeugtür 2 und dem Kotflügel 3 hindurch ragt, wie noch detailliert erläutert wird.
  • Der erfindungsgemäße Applikator wird von einem mehrachsigen Roboter positioniert und weist zur Montage an dem Roboter einen Anschlussflansch 9 auf, wobei der Roboter zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
  • An dem Anschlussflansch 9 des Applikators 8 ist ein rohrförmiger Düsenträger 10 montiert. Zum einen dient der Düsenträger 10 zur mechanischen Führung einer Düse 11, die an dem distalen Ende des Düsenträgers 10 angeordnet ist. Zum anderen dient der Düsenträger 10 zur Durchleitung der Dichtmasse von dem Anschlussflansch 9 zu der Düse 11, wozu der Düsenträger 10 hohl ausgeführt ist.
  • Der Düsenträger 10 weist vier Schenkel 12, 13, 14, 15 auf, die jeweils rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei die distalen Schenkel 12, 13, 14 des Düsenträgers 10 einen U-förmigen Abschnitt bilden, der die angewinkelte Kante des Innenblechs 5 mit der Bördelnaht umgreifen. Die dargestellte Geometrie des Applikators 8 ermöglicht es, dass die Düse 11 durch den Spalt 1 zwischen der Kraftfahrzeugtür 2 und dem Kotflügel 3 hindurch auf die Rückseite der Kraftfahrzeugtür 2 und des Kotflügels 3 ragt, um die Dichtmasse 7 auf die dort befindliche Bördelnaht zu applizieren. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass die Kraftfahrzeugtür 2 zuvor geöffnet wird, so dass auf einen Handhabungsroboter zum Öffnen der Kraftfahrzeugtür 2 verzichtet werden kann.
  • Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer Kraftfahrzeugkarosserie 16 mit mehreren Bördelnähten 17, 18, 19, 20, 21, die mit dem in Figur 1 dargestellten Applikator 8 mit der Dichtmasse 7 abgedichtet werden können.
  • Figur 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Applikators 8, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 geringfügig unterscheidet.
  • So weist der Schenkel 14 des Düsenträgers 10 gegenüber dem Schenkel 15 des Düsenträgers 10 einen Krümmungswinkel α≈80° auf.
  • Der Schenkel 13 weist dagegen gegenüber dem Schenkel 14 des Düsenträgers 10 einen Krümmungswinkel β≈80° auf.
  • Schließlich weist der Schenkel 12 des Düsenträgers 10 gegenüber dem Schenkel 13 einen Krümmungswinkel χ=90° auf, wie es auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 der Fall ist. Figur 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, das weitgehend mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 übereinstimmt, wobei die Krümmungswinkel α=β=χ=90° betragen.
  • Schließlich zeigt Figur 5 eine Vermessungseinrichtung 17 zur Vermessung der Geometrie des Applikators 8. Hierzu weist die Vermessungseinrichtung 17 eine Lichtschranke 18 auf, welche die Außenkontur des Applikators 8 und insbesondere des Düsenträgers 10 abtastet. Die Vermessung der Geometrie des Applikators 8 ermöglicht vorteilhaft die Erkennung von Deformationen des Applikators 8, die beispielsweise von Kollisionen zwischen dem Applikator 8 und der Kraftfahrzeugtür 2 bzw. dem Kotflügel 3 herrühren können.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass die Vermessungseinrichtung 17 vorzugsweise in eine Reinigungsvorrichtung integriert werden kann, die dazu dient, den Applikator 8 durch Abblasen bzw. durch Spülen mit einem Spülmittel zu reinigen. Die Integration der Vermessungseinrichtung 17 in die Reinigungseinrichtung bietet den Vorteil, dass Bauraum und Taktzeit eingespart wird, da die Vermessung des Applikators 8 während der ohnehin erforderlichen Reinigung des Applikators 8 erfolgen kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Spalt
    2
    Kraftfahrzeugtür
    3
    Kotflügel
    4
    Innenblech
    5
    Blechbeplankung
    6
    Klebeschicht
    7
    Dichtmasse
    8
    Applikator
    9
    Anschlussflansch
    10
    Düsenträger
    11
    Düse
    12-15
    Schenkel
    16
    Kraftfahrzeugkarosserie
    17
    Vermessungseinrichtung
    18
    Lichtschranke

Claims (15)

  1. Applikator (8) zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Bauteil (2), insbesondere zur Applikation einer Dichtmasse (7) auf eine Bördelnaht an einer Rückseite eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils, insbesondere durch einen Spalt (1) zwischen zwei überlappenden Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen, mit
    a) einer Düse (11) zur Abgabe des Beschichtungsmittels auf die Rückseite des Bauteils (2) und
    b) einem langgestreckten, gekrümmten Düsenträger (10), um die Düse (11) von der Vorderseite des zu beschichtenden Bauteils (2) ausgehend auf der Rückseite des zu beschichtenden Bauteils (2) zu positionieren,
    c) wobei der Düsenträger (10) mehrfach gekrümmt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    d) der Düsenträger (10) aus einem Material besteht, das elastisch ist und ein Formgedächtnis aufweist, nämlich aus einer Titan-Nickel-Legierung.
  2. Applikator (8) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Düsenträger (10) im Wesentlichen doppel-L-förmig oder im Wesentlichen s-förmig ist, und/oder
    b) dass der Düsenträger (10) durch einen Spalt (1) zwischen zwei benachbarten, seitlich überlappenden Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen (2, 3) von der Vorderseite auf die Rückseite der Kraftfahrzeug-Karosseriebauteile (2, 3) hindurch ragt.
  3. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Düsenträger (10) an seinem distalen Ende einen im Wesentlichen u-förmigen Abschnitt (12, 13, 14) mit einem distalen Schenkel (12), einem proximalen Schenkel (14) und einem Verbindungsschenkel (13) aufweist, der den proximalen Schenkel (14) mit dem distalen Schenkel (12) verbindet, und/oder
    b) dass der u-förmige Abschnitt (12, 13, 14) des Düsenträgers (10) im Betrieb eine Seitenkante des zu beschichtenden Bauteils (2) durch einen Spalt (1) hindurch umgreift, so dass sich der distale Schenkel (12) mit der Düse (11) hinter dem zu beschichtenden Bauteil (2) und der proximale Schenkel (14) vor dem zu beschichtenden Bauteil (2) befindet, während der Verbindungsschenkel (13) durch den Spalt (1) hindurch ragt, und/oder
    c) dass die Düse (11) an dem distalen Schenkel (12) des u-förmigen Abschnitts (12, 13, 14) angeordnet ist und das Beschichtungsmittel von hinten nach vorne auf die Rückseite des zu beschichtenden Bauteils (2) appliziert, und/oder
    d) dass der proximale Schenkel (14) und der distale Schenkel (12) des u-förmigen Abschnitts (12, 13, 14) des Düsenträgers (10) eine Schenkellänge von mehr als 2cm, 4cm, 6cm, 8cm oder mehr als 10cm aufweisen.
  4. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Düsenträger (10) mindestens zwei oder mindestens drei Krümmungen aufweist, und/oder
    b) dass der Düsenträger (10) zwischen den Krümmungen im Wesentlich gerade Abschnitte aufweist, und/oder
    c) dass die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers (10) jeweils im Wesentlichen rechtwinklig sind, und/oder
    d) dass die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers (10) jeweils einen Krümmungswinkel von mindestens 70° oder mindestens 80° aufweisen, und/oder
    e) dass die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers (10) jeweils einen Krümmungswinkel von höchsten 110° oder höchstens 100° aufweisen, und/oder
    f) dass die einzelnen Krümmungen des Düsenträgers (10) mindestens teilweise in entgegengesetzte Richtungen gekrümmt sind, und/oder
    g) dass der Düsenträger (10) von der Düse (11) ausgehend zunächst zwei gleichgerichtete Krümmungen und dann eine entgegengesetzte Krümmung aufweist, und/oder
    h) dass der Düsenträger (10) in einer Ebene verläuft.
  5. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Düsenträger (10) einen distalen ersten Schenkel (12) aufweist, der die Düse (11) trägt,
    b) dass der Düsenträger (10) einen zweiten Schenkel (13) aufweist, der an den ersten Schenkel (12) angrenzt und gegenüber dem ersten Schenkel (12) mit einem bestimmten Krümmungswinkel (χ) gekrümmt ist, wobei der Krümmungswinkel (χ) zwischen dem ersten Schenkel (12) und dem zweiten Schenkel (13) zwischen 70° und 110° liegt,
    c) dass der Düsenträger (10) einen dritten Schenkel (14) aufweist, der an den zweiten Schenkel (13) angrenzt und gegenüber dem zweiten Schenkel (13) mit einem bestimmten Krümmungswinkel (β) gekrümmt ist, wobei der Krümmungswinkel (β) zwischen dem zweiten Schenkel (13) und dem dritten Schenkel (14) zwischen 70' und 110° liegt,
    d) dass der Düsenträger (10) einen vierten Schenkel (15) aufweist, der an den dritten Schenkel (14) angrenzt und gegenüber dem dritten Schenkel (14) mit einem bestimmten Krümmungswinkel (α) gekrümmt ist, wobei der Krümmungswinkel (α) zwischen dem dritten Schenkel (14) und dem vierten Schenkel (15) zwischen 70° und 110° liegt.
  6. Applikator (8) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der erste Schenkel (12) und der dritte Schenkel (14) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und/oder
    b) dass der zweite Schenkel (13) und der vierte Schenkel (15) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und/oder
    c) dass die Düse (11) das Beschichtungsmittel im Wesentlichen parallel zu dem vierten Schenkel (15) in Richtung des vierten Schenkels (15) abgibt.
  7. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenträger (10) ein hohles Zuleitungsrohr ist, durch welches das Beschichtungsmittel zu der Düse (11) geleitet wird.
  8. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenträger (10) aus TitanFlex® besteht.
  9. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine zusätzliche Düse (11), wobei die zusätzliche Düse (11)
    a) eine Flatstream-Düse (11),
    b) eine Rundstrahl-Düse (11),
    c) eine Airless-Düse (11) oder
    d) eine Düse (11) zur Bördelnahtabdichtung ist.
  10. Beschichtungsanlage zur Bördelnahtabdichtung an Kraftfahrzeug-Karosseriebauteilen mit einem Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Beschichtungsanlage nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Beschichtungsanlage eine Vermessungseinrichtung (17) aufweist, welche die Geometrie des Applikators (8) vermisst,
    b) dass die Vermessungseinrichtung (17) eine Lichtschranke (18) aufweist, und/oder
    c) dass zum Abblasen und/oder Spülen des Applikators (8) eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist, und/oder
    d) dass die Vermessungseinrichtung (17) baulich in die Reinigungsvorrichtung integriert ist.
  12. Betriebsverfahren für einen Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-9 zur Applikation eines Beschichtungsmittels, insbesondere einer Dichtmasse (7), wobei
    a) der Applikator (8) einen mehrfach gekrümmten Düsenträger (10) aufweist und durch einen Spalt (1) zwischen zwei benachbarten Bauteilen (2, 3) hindurch von der Vorderseite auf die Rückseite der benachbarten Bauteile (2, 3) ragt, wobei sich die beiden benachbarten Bauteile (2, 3) in seitlicher Richtung überlappen, und
    b) der Applikator (8) dann eines der beiden benachbarten Bauteile (2) an der Rückseite mit dem Beschichtungsmittel beschichtet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    c) der Düsenträger (10) aus einem Material besteht, das elastisch ist und ein Formgedächtnis aufweist.
  13. Betriebsverfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Applikator (8) entlang dem Spalt (1) bewegt wird, und/oder
    b) dass der Applikator (8) mittels eines mehrachsigen Roboters bewegt wird, und/oder
    c) dass die Geometrie des Applikators (8) vermessen wird, insbesondere mittels einer Lichtschranke (18), und/oder
    d) dass eines der beiden Bauteile (2, 3) eine Kraftfahrzeugtür (2) ist, und/oder
    e) dass der Applikator (8) durch den Spalt (1) hindurch ragt und die Dichtmasse (7) appliziert wird, während die Kraftfahrzeugtür (2) geschlossen ist.
  14. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
    Reinigen des Applikators (8) durch Abblasen mit Luft oder einem Reinigungsfluid und/oder durch Spülen mit einem Spülmittel, wobei die Geometrie des Applikators (8) während des Reinigens gemessen wird.
  15. Verwendung des Applikators (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Applikation einer Dichtmasse (7) auf eine Bördelnaht eines Kraftfahrzeug-Karosseriebauteils (2), insbesondere einer Kraftfahrzeugtür.
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