EP3150285B1 - Anordnung zum aufbringen von wachs auf karosseriebauteile eines fahrzeugs - Google Patents

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EP3150285B1
EP3150285B1 EP16191036.9A EP16191036A EP3150285B1 EP 3150285 B1 EP3150285 B1 EP 3150285B1 EP 16191036 A EP16191036 A EP 16191036A EP 3150285 B1 EP3150285 B1 EP 3150285B1
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EP
European Patent Office
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wax
application
lance
conveying
mode
Prior art date
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Active
Application number
EP16191036.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3150285A1 (de
Inventor
Johann Resch
Martin ACHTER
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Polyplan-Gmbh Polyurethan-Maschinen
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP3150285A1 publication Critical patent/EP3150285A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3150285B1 publication Critical patent/EP3150285B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0627—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/28—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with integral means for shielding the discharged liquid or other fluent material, e.g. to limit area of spray; with integral means for catching drips or collecting surplus liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3093—Recirculation valves, i.e. the valve element opens a passage to the nozzle and simultaneously closes at least partially a return passage the feeding means

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for applying wax to body parts of a vehicle comprising a wax applicator lance, a wax conveyor adapted to convey wax through the wax applicator lance, and interrupting means between wax conveyor and wax applicator lance for interrupting the wax discharge within an application process for predetermined time intervals according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a method of applying wax to body parts of a vehicle by means of a wax applicator lance, wherein wax is conveyed by a wax conveyor through a wax applicator lance and interception between wax conveyor and wax applicator lance is provided by a release mode in which wax through the wax applicator lance is conveyed in a blocking mode in which the promotion of wax is interrupted by the wax applicator lance, is switchable according to the features of the preamble of claim 4.
  • wax is applied, for example, on the insides of vehicle doors, in particular in rabbet areas, around there to provide additional corrosion protection.
  • wax is applied, for example, on the insides of vehicle doors, in particular in rabbet areas, around there to provide additional corrosion protection.
  • wax there is now an increasing need to apply wax not only linearly along folds, edges, etc., but also selectively to a plurality of disjoint wax application sites.
  • the EP 2 740 543 A2 describes a control device and a system for the preservation of metallic components and motor vehicle bodies by applying a corrosion protection agent or wax.
  • the EP 0 132 958 A2 describes a three-way plug valve for controlling fluid flow for coating systems.
  • the object of the present invention in contrast, is to provide an arrangement for applying wax to the bodywork components of a vehicle or a corresponding method in which substantially more disjoint wax application sites can be supplied with wax within a predetermined cycle time.
  • a key idea of the present invention is to accelerate the change between wax discharge and interruption of the wax discharge or interruption of the wax discharge and resumption of the wax discharge, that a startup or shutdown of the delivery pressure with which the wax conveyor promotes wax, largely or completely avoided .
  • the device according to the invention can provide that the interruption device comprises a switching piston mounted in a bore and the switching piston in a release position creates a fluid connection between wax conveyor and Wachsausbringungslanze and in a blocking position a bypass line is opened, which leads the specialty document wax in a cycle on the wax conveyor ,
  • the wax is conveyed in a bypass line during the interruption of the wax discharge such that a minimum conveying speed or a minimum pressure of wax, which is conveyed to the interruption device, is maintained even in the blocking mode.
  • a key consideration in this respect is the provision of a bypass line that allows substantially or entirely to maintain the wax delivery pressure during the interruption of the promotion of wax by the wax application lance.
  • the switching piston is mounted in the bore such that when switching from release to blocking position by the movement of the switching piston generates a negative pressure and located in the Wachsausbringungungslanze wax is slightly withdrawn against the conveying direction. The abrupt Interruption of the wax discharge can thus still be favored, since a "run-on" is counteracted.
  • the switching piston can be mounted in the bore so that when switching from blocking to release position generates an overpressure and thereby the discharge of wax in the wax applicator lance by the conveying action of the wax conveyor and additionally by the movement of the switching piston generated overpressure is accelerated. Upon resumption of the wax discharge thus the desired flow rate is abruptly provided again. Any inertia of the system counteracts the excess pressure generated by the movement of the switching piston, so that a desired abrupt increase in the delivery volume is achieved.
  • the arrangement is integrated with an industrial robot such that the wax application lance is guided along a predetermined trajectory within the application process and returned to a rest position after completion of the application process.
  • an industrial robot enables targeted and accurate start-up of the wax application points within a given cycle time.
  • the control of the trajectory thus in particular the control of directions of movement, speeds and accelerations of the industrial robot can be very well tuned to the control of the interruption device and / or the wax conveyor.
  • the working pressure which is provided for the delivery of wax in the release mode by the wax delivery device is maintained even during the interruption of the wax discharge.
  • reduce the delivery rate of the wax delivery device during an interruption of the wax discharge for example to 80% or 50%;
  • the method according to the invention provides that the wax is conveyed back to an inlet side of the wax conveyor via the bypass line.
  • the wax is conveyed back to an inlet side of the wax conveyor via the bypass line.
  • the application is carried out within a specified within the cycle time production in a fixed application routine to be provided within the cycle time with wax vehicle, within the fixed predetermined application routine one or more defined interruptions of the wax discharge are provided ,
  • wax is applied to at least 10 and up to 40 disjoint wax application sites within a cycle time of 60 seconds to 80 seconds, so that the wax discharge process corresponding to the number of wax application sites is to be interrupted accordingly.
  • the application times for applying wax to the disjoint wax application sites are in each case 0.2 s to 0.8 s, preferably about 0.5 s.
  • the change from the release mode to the lock mode and / or the change from the lock mode to the release mode is realized within a switchover time ⁇ 0.05 s, preferably ⁇ 0.01 s.
  • the change from the release mode to the lock mode and from the lock mode to the release mode within the interruption device is effected by a linearly guided switchover piston.
  • the switching piston is driven pneumatically or hydraulically. Both a pneumatic and a hydraulic drive can be implemented relatively easily, works reliably and allows short switching times.
  • the change from release mode to lock mode not only stops the delivery of wax through the wax application lance, but also removes wax located in the wax application lance slightly against the direction of conveyance. This "retraction effect” promotes an abrupt tearing off of the wax discharge and accordingly prevents after-run or dripping.
  • FIG. 1 an embodiment of an arrangement for applying wax to body components of a vehicle is illustrated.
  • a wax conveyor 12 which is supplied with wax from a reservoir (not shown) via a feed port 17, conveys wax through a wax applicator lance 11.
  • the wax applicator lance 11 has a nozzle 18 at the distal end to produce a fine wax jet having a linear or punctiform application of wax on body parts of a vehicle, for example, on a vehicle door allows.
  • the entire assembly can be integrated via a flange 19 with an industrial robot (not shown), so that a predetermined trajectory can be traversed within a fixed predetermined application routine in a predetermined cycle time.
  • an interruption device 13 is arranged, which interrupt the wax discharge or allow a resumption of the wax discharge.
  • FIG. 2 is a sectional view through the embodiment of an interrupting device according to FIG. 1 shown in a sectional view.
  • the interrupting device 13 has an upper portion defining a hydraulic unit 37 and a lower portion defining a valve unit 38.
  • the central element within the valve unit 38 is a linearly guided in a bore 14 switching piston 15.
  • the switching piston 15 is connected to a control rod 20 which is pneumatically or hydraulically in the axial extent of the switching piston 15 back and forth. In this way, the switching piston 15 can be reciprocated between a locking position and a release position.
  • the control rod 20 is connected to a hydraulic piston 22 mounted in a cylindrical hydraulic chamber 21.
  • the hydraulic piston 22 divides the hydraulic chamber 21 into a first hydraulic volume 23 facing the switching piston 15 and a second hydraulic volume facing away from the switching piston 15 24. If the first hydraulic volume 23 is filled with hydraulic fluid and at the same time the second hydraulic volume 24 is emptied, then the switching piston 15 is retracted in the direction of the hydraulic chamber 21. If, however, the second hydraulic volume 24 is filled with hydraulic fluid and the first hydraulic volume 23 is emptied, then the switching piston 15 is moved away from the hydraulic chamber 21.
  • a pneumatic drive could be structurally realized in the same way.
  • the cylindrical hydraulic chamber 21 could be formed as a pneumatic chamber and the hydraulic piston 22 mounted therein would be designed as a pneumatic piston.
  • the pneumatic piston would then subdivide the pneumatic chamber in an analogous manner into a second pneumatic volume facing away from the switching piston and a switching piston facing away from it.
  • the function would also be analogous: If the first pneumatic volume is filled with air and at the same time the second pneumatic volume is discharged, the switching piston 15 is retracted in the direction of the pneumatic chamber. If, in contrast, the second pneumatic volume is filled with air and the first pneumatic volume is emptied, the switching piston 15 is moved away from the pneumatic chamber.
  • the switching piston 15 is arranged to be movable back and forth in a three-part valve chamber 25.
  • a distal portion of the three-part valve chamber 25 forms a discharge chamber 26, which via a discharge port 27 (see. FIG. 3 ) is in fluid communication with the wake application lance 11.
  • a chamber proximate the hydraulic chamber 21 of the three-piece valve chamber 25 defines a return chamber 28 in fluid communication with a return port 29.
  • a central portion of the three-part valve chamber 25 defines an inlet chamber 30, which is in fluid communication with an inlet port 31.
  • a second sealing seat 36 is defined.
  • the switching piston 15 is moved away by the hydraulic piston 22 of the hydraulic chamber 21, wherein the second hydraulic volume 24 filled with hydraulic fluid and the first hydraulic volume 23 is explained. As a result, the switching piston 15 moves with its conical portion in the return bore 34, that this return bore 34 and thus also the bypass line 16 is closed. At the same time, the first sealing seat 33 between the bore 14 and the head portion 32 is opened, since the head portion 32 moves out of the bore 14. As a result, wax can now flow from the inlet chamber 30 into the discharge chamber 26 and from there via the discharge connection 27 into the wax application lance 11. As a result, a wax discharge is resumed. If the wax discharge is to be stopped, the switching piston 15 is retracted again in the direction of the hydraulic chamber 21.
  • the head portion 32 is immersed with the switching piston 15 when opening from the locking position in the release position in the discharge chamber 26, the chamber volume is reduced and liquid is in the direction of the Wax applicator lance 11 displaced back and thus receives an additional impulse, which favors a rapid increase in the wax discharge.
  • moving the head portion in the opposite direction causes the reverse effect.
  • the switching piston 15 is moved back with the head portion 32 and thus increases the free volume in the discharge chamber 26. Due to the resulting negative pressure liquid must flow.
  • the liquid volume required for this purpose is removed (at least in part) from the wax application lance 11 so that the "retraction effect" is achieved and wax present in the wax application lance 11 is slightly withdrawn against the conveying direction and thus a comparatively abrupt interruption of the wax discharge is made possible.
  • FIG. 3 is the interruption device 13 after FIG. 2 shown in a perspective view from the outside.
  • a first hydraulic connection 39 and a second hydraulic connection 40 are provided on the hydraulic unit 37.
  • the inlet connection 31 as well as the return connection 29 and the discharge connection 27 can be seen.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an embodiment of the inventive arrangement for applying wax to body components of a vehicle using a breaker after FIG. 2 illustrated.
  • the individual components of the interruption device 13 have already been described with reference to FIG FIG. 2 explained.
  • the discharge chamber 26 communicates with the discharge port 27 and wax in the release position of the switching piston 15 (in FIG. 4 the blocking position is shown) can be discharged via the wax applicator lance 11 and the nozzle 18 disposed distally therein.
  • a throttle 42 may be provided in order to minimize the pressure gradient to the pressure gradient prevailing in the release mode vote.
  • the throttle 42 may also be designed to be adjustable.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs umfassend eine Wachsausbringungslanze, eine Wachsfördereinrichtung, die zur Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze ausgebildet ist und eine Unterbrechungseinrichtung zwischen Wachsfördereinrichtung und Wachsausbringungslanze, um den Wachsaustrag innerhalb eines Applikationsvorgangs für vorbestimmte Zeitintervalle unterbrechen zu können nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs mittels einer Wachsausbringungslanze, wobei Wachs von einer Wachsfördereinrichtung durch eine Wachsausbringungslanze gefördert wird und eine Unterbrechungseinrichtung zwischen Wachsfördereinrichtung und Wachsausbringungslanze vorgesehen ist, die von einem Freigabemodus, in dem Wachs durch die Wachsausbringungslanze gefördert wird in einen Sperrmodus, in dem die Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze unterbrochen ist, umschaltbar ist nach den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 4.
  • Eine derartige Anordnung bzw. ein derartiges Verfahren wird bereits in der Automobilproduktion eingesetzt. Hierbei wird beispielsweise auf Innenseiten von Fahrzeugtüren, insbesondere in Falzbereichen, Wachs appliziert, um dort einen zusätzlichen Korrosionsschutz bereitzustellen. Es besteht nun aber vermehrt der Bedarf, Wachs nicht nur linienförmig entlang von Falzen, Kanten, etc., sondern auch punktuell auf mehrere disjunkte Wachsauftragsstellen zu applizieren.
  • Die EP 2 740 543 A2 beschreibt eine Steuervorrichtung und eine Anlage zur Konservierung von metallischen Bauteilen und Kraftfahrzeugkarosserien durch Aufbringen eines Korrosionsschutzmittels bzw. Wachses.
  • Die EP 0 132 958 A2 beschreibt ein Dreiweg-Kegelventil zum Steuern eines Fluidstroms für Beschichtungssysteme.
  • Da die Automobilproduktion bekanntermaßen fast ausschließlich in Fließbandfertigung erfolgt und hierbei feste Taktzeiten für einzelne Arbeitsschritte, also auch für den Arbeitsschritt der Applikation von Wachs, einzuhalten sind, können mit herkömmlichen Anordnungen bzw. einem herkömmlichen Verfahren die geforderten kurzen Taktzeiten nicht mehr eingehalten werden, wenn ggf. zusätzlich zu einer linienförmigen Applikation noch mehrere disjunkte Wachsauftragsstellen mit Wachs innerhalb einer vorgegebenen Taktzeit versorgt werden müssen.
  • Bereits herkömmlich war es zwar bekannt, Unterbrechungseinrichtungen zwischen Wachsfördereinrichtung und Wachsausbringungslanze vorzusehen, um den Austrag von Wachs zwischen der Applizierung auf eine erste Wachsauftragsstelle und der Applikation auf eine zweite, gegenüber der ersten Wachsauftragsstelle disjunkte Wachsauftragsstelle unterbrechen zu können. Sowohl die Unterbrechungszeiten als auch die Applikationszeiten waren herkömmlich allerdings zu lang, um mehrere disjunkte Wachsauftragsstellen innerhalb einer vorgegebenen Taktzeit mit Wachs beaufschlagen zu können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteilen eines Fahrzeugs bzw. ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, bei dem wesentlich mehr disjunkte Wachsauftragsstellen innerhalb einer vorgegebenen Taktzeit mit Wachs versorgt werden können.
  • Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht gelöst mit einer Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1. In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Eine Kernüberlegung der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Wechsel zwischen Wachsaustrag und Unterbrechung des Wachsaustrags bzw. Unterbrechung des Wachsaustrags und Wiederaufnahme des Wachsaustrags dadurch zu beschleunigen, dass ein Herauffahren bzw. Herunterfahren des Förderdrucks, mit dem die Wachsfördereinrichtung Wachs anfördert, weitestgehend oder gänzlich vermieden wird. Hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorsehen, dass die Unterbrechungseinrichtung einen in einer Bohrung gelagerten Umschaltkolben umfasst und der Umschaltkolben in einer Freigabeposition eine Fluidverbindung zwischen Wachsfördereinrichtung und Wachsausbringungslanze schafft und in einer Sperrposition eine Bypassleitung eröffnet wird, die das auszubringende Wachs in einem Kreislauf über die Wachsfördereinrichtung führt.
  • In verfahrenstechnischer Hinsicht wird während der Unterbrechung des Wachsaustrags das Wachs in einer Bypassleitung gefördert derart, dass eine Mindestfördergeschwindigkeit bzw. ein Mindestdruck von Wachs, das an die Unterbrechungseinrichtung gefördert wird, auch im Sperrmodus aufrechterhalten wird.
  • Eine Kernüberlegung ist insofern das Vorsehen einer Bypassleitung, die es gestattet, den Wachsförderdruck während der Unterbrechung von Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze im Wesentlichen oder in Gänze aufrechtzuerhalten. Dadurch wird ein Herauf- bzw. Herunterfahren des Förderdrucks, wie es herkömmlicherweise bei einer Unterbrechung bzw. Wiederaufnahme der Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze notwendig war, vermieden. Die Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze kann somit bei vollem Förderdruck innerhalb von sehr kurzer Zeit unterbrochen bzw. mit vollem Förderdruck innerhalb sehr kurzer Zeit wieder aufgenommen werden.
  • Der Umschaltkolben ist derart in der Bohrung gelagert, dass bei der Umschaltung von Freigabe- in Sperrposition durch die Bewegung des Umschaltkolbens ein Unterdruck erzeugt und in der Wachsausbringungslanze befindliches Wachs geringfügig gegen die Förderrichtung zurückgezogen wird. Das abrupte Unterbrechen des Wachsaustrags kann somit noch begünstigt werden, da einem "Nachlaufen" entgegengewirkt wird.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Umschaltkolben derart in der Bohrung gelagert sein, dass bei der Umschaltung von Sperr- in Freigabeposition ein Überdruck erzeugt und dabei der Austrag des in der Wachsausbringungslanze befindlichen Wachses durch die Förderwirkung der Wachsfördereinrichtung und zusätzlich durch den durch die Bewegung des Umschaltkolbens erzeugten Überdruck beschleunigt wird. Bei Wiederaufnahme des Wachsaustrags wird somit die gewünschte Förderleistung abrupt wieder bereitgestellt. Etwaigen Trägheiten des Systems wirkt der durch die Bewegung des Umschaltkolbens erzeugte Überdruck entgegen, so dass ein gewünschter abrupter Wiederanstieg des Fördervolumens erreicht wird.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Anordnung an einem Industrieroboter integriert derart, dass die Wachsausbringungslanze entlang einer vorgegebenen Trajektorie innerhalb des Applikationsvorgangs geführt und nach Abschluss des Applikationsvorgangs in eine Ruheposition zurückgeführt wird. Durch den Einsatz eines Industrieroboters wird ein gezieltes und genaues Anfahren der Wachsauftragsstellen innerhalb einer vorgegebenen Taktzeit ermöglicht. Die Steuerung der Trajektorie, also insbesondere die Steuerung von Bewegungsrichtungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Industrieroboters lässt sich sehr gut auf die Steuerung der Unterbrechungseinrichtung und/oder der Wachsfördereinrichtung abstimmen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch während der Unterbrechung des Wachsaustrags der Arbeitsdruck der für eine Förderung von Wachs im Freigabemodus von der Wachsfördereinrichtung bereitgestellt wird, aufrechterhalten. Zwar wäre es theoretisch denkbar, die Förderleistung der Wachsfördereinrichtung während einer Unterbrechung des Wachsaustrags z.B. auf 80 % oder 50 % zurückzufahren; in vielen Applikationen wird es allerdings zu bevorzugen sein, wenn der Arbeitsdruck der Wachsfördereinrichtung auch während der Unterbrechung des Wachsaustrags vollständig aufrechterhalten wird. Dies ermöglicht besonders kurze Umschaltzeiten mit definierten und gleichmäßigen Fördervolumina zu jeder Zeit des Wachsaustrags, also besonders sowohl am Beginn als auch am Ende des Wachsaustrags (Schusses).
  • In einer bevorzugten Weiterbildung sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass über die Bypassleitung das Wachs an eine Eingangsseite der Wachsfördereinrichtung zurückgefördert wird. Zwar wäre es denkbar, das Wachs über die Bypassleitung auch in einen Sammelbehälter bzw. Pufferbehälter zu führen; es wird allerdings aus baulichen und prozesstechnischen Gründen bevorzugt, das über die Bypassleitung geführte Wachs an die Eingangsseite der Wachsfördereinrichtung ohne Zwischenschaltung derartiger Puffer- oder Speicherbehältnisse zurückzufördern.
  • In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aufbringung innerhalb einer im Rahmen der Fließbandfertigung vorgegebenen Taktzeit in einer fest vorgegebenen Applikationsroutine an einen innerhalb der Taktzeit mit Wachs zu versehenen Fahrzeug, wobei innerhalb der fest vorgegebenen Applikationsroutine ein oder mehrere definierte Unterbrechungen des Wachsaustrags vorgesehen sind.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung wird hierbei innerhalb einer Taktzeit von 60 s bis 80 s an mindestens 10 und bis zu 40 disjunkten Wachsauftragsstellen Wachs appliziert, so dass der Wachsaustragsvorgang entsprechend der Anzahl der Wachsauftragsstellen entsprechend oft zu unterbrechen ist.
  • In einer konkret möglichen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens betragen die Applikationszeiten zur Applizierung von Wachs auf die disjunkten Wachsauftragsstellen jeweils 0,2 s bis 0,8 s, vorzugsweise etwa 0,5 s.
  • In einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wechsel vom Freigabemodus in den Sperrmodus und/oder der Wechsel vom Sperrmodus in den Freigabemodus innerhalb einer Umschaltzeit ≤ 0,05 s, vorzugsweise ≤ 0,01 s realisiert.
  • Konkret kann vorgesehen sein, dass der Wechsel vom Freigabemodus in den Sperrmodus und vom Sperrmodus in den Freigabemodus innerhalb der Unterbrechungseinrichtung durch einen linear geführten Umschaltkolben bewirkt wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Umschaltkolben hierbei pneumatisch oder hydraulisch angetrieben. Sowohl ein pneumatischer als auch ein hydraulischer Antrieb lässt sich vergleichsweise einfach realisieren, arbeitet zuverlässig und ermöglicht kurze Schaltzeiten.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit dem Wechsel von Freigabemodus in den Sperrmodus nicht nur die Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze unterbrochen, sondern auch in der Wachsausbringungslanze befindliches Wachs geringfügig gegen die Förderrichtung zurückgezogen. Dieser "Zurückzieheffekt" begünstigt ein abruptes Abreißen des Wachsaustrags und verhindert dementsprechend einen Nachlauf bzw. ein Nachtropfen.
  • Weiter kann in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen sein, dass mit dem Wechsel vom Sperrmodus in den Freigabemodus nicht nur die Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze wieder aufgenommen wird, sondern das in der Wachsausbringungslanze befindliche Wachs einen zusätzlichen Impuls - insbesondere durch einen durch die Bewegung eines Umschaltkolbens erzeugten Überdruck - in Förderrichtung erfährt. Durch diesen "Impuls-Effekt" wird Wachs nach einer Unterbrechung sofort mit einem hohen Fördervolumen wieder ausgestoßen. Einer Trägheit des Systems wirkt dieser "Impuls-Effekt" entgegen.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Hierbei zeigen:
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur Aufbringung von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs in perspektivischer Ansicht;
    Figur 2
    eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterbrechungseinrichtung;
    Figur 3
    die Unterbrechungseinrichtung nach Figur 2 in einer perspekti-vischen Ansicht;
    Figur 4
    eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung unter Verwendung der Unterbrechungseinrichtung nach Figur 2.
  • In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs veranschaulicht. Eine Wachsfördereinrichtung 12, der Wachs von einem nicht gezeigten Reservoir über einen Zulaufanschluss 17 zugeführt wird, fördert Wachs durch eine Wachsausbringungslanze 11. Die Wachsausbringungslanze 11 weist am distalen Ende eine Düse 18 auf, um einen feinen Wachsstrahl zu erzeugen, der eine linienförmige oder punktuelle Applikation von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs, beispielsweise auf eine Fahrzeugtür, ermöglicht. Dabei kann die gesamte Anordnung über einen Flansch 19 mit einem Industrieroboter (nicht gezeigt) integriert werden, so dass eine vorbestimmte Trajektorie innerhalb einer fest vorgegebenen Applikationsroutine in einer vorgegebenen Taktzeit abgefahren werden kann.
  • Zwischen der Wachsfördereinrichtung 12 und der Wachsausbringungslanze 11 ist eine Unterbrechungseinrichtung 13 angeordnet, die den Wachsaustrag unterbrechen bzw. eine Wiederaufnahme des Wachsaustrags ermöglichen kann.
  • In Figur 2 ist eine Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel einer Unterbrechungseinrichtung nach Figur 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Die Unterbrechungseinrichtung 13 weist einen oberen Abschnitt auf, der eine Hydraulikeinheit 37 definiert sowie einen unteren Abschnitt, der eine Ventileinheit 38 definiert, auf. Zentrales Element innerhalb der Ventileinheit 38 ist ein linear in einer Bohrung 14 geführter Umschaltkolben 15. Der Umschaltkolben 15 ist mit einer Steuerstange 20 verbunden, die pneumatisch oder hydraulisch in axialer Erstreckung des Umschaltkolbens 15 hin- und herbewegbar ist. Auf diese Weise kann der Umschaltkolben 15 zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition hin- und herbewegt werden.
  • Zum hydraulischen Antrieb des Umschaltkolbens 15 bzw. der Steuerstange 20 ist die Steuerstange 20 mit einem in einer zylindrischen Hydraulikkammer 21 gelagerten Hydraulikkolben 22 verbunden. Der Hydraulikkolben 22 unterteilt die Hydraulikkammer 21 in ein dem Umschaltkolben 15 zugewandtes erstes Hydraulikvolumen 23 und ein dem Umschaltkolben 15 abgewandtes zweites Hydraulikvolumen 24. Wird das erste Hydraulikvolumen 23 mit Hydraulikflüssigkeit befüllt und gleichzeitig das zweite Hydraulikvolumen 24 entleert, so wird der Umschaltkolben 15 in Richtung auf die Hydraulikkammer 21 zurückgezogen. Wird hingegen das zweite Hydraulikvolumen 24 mit Hydraulikflüssigkeit befüllt und das erste Hydraulikvolumen 23 entleert, so wird der Umschaltkolben 15 von der Hydraulickammer 21 wegbewegt. Ein pneumatischer Antrieb ließe sich baulich in gleicher Weise realisieren. In diesem Fall könnte die zylindrische Hydraulikkammer 21 als Pneumatikkammer ausgebildet sein und der darin gelagerte Hydraulikkolben 22 wäre als Pneumatikkolben ausgestaltet. Der Pneumatikkolben würde die Pneumatikkammer dann in analoger Weise in ein dem Umschaltkolben zugewandtes erstes Pneumatikvolumen und einen Umschaltkolben abgewandtes zweites Pneumatikvolumen unterteilen. Auch die Funktion wäre analog: Wird das erste Pneumatikvolumen mit Luft befüllt und gleichzeitig das zweite Pneumatikvolumen entleert, so wird der Umschaltkolben 15 in Richtung auf die Pneumatikkammer zurückgezogen. Wird hingegen das zweite Pneumatikvolumen mit Luft befüllt und das erste Pneumatikvolumen entleert, so wird der Umschaltkolben 15 von der Pneumatikkammer wegbewegt.
  • Nachfolgend wird nun Aufbau und Funktion der durch den beweglich gelagerten Umschaltkolben 15 gebildeten Unterbrechungseinrichtung 13 im Hinblick auf die Unterbrechung bzw. Wiederaufnahme des Wachsaustrags näher erläutert. Der Umschaltkolben 15 ist in einer dreigeteilten Ventilkammer 25 hin und her beweglich angeordnet. Ein distaler Abschnitt der dreigeteilten Ventilkammer 25 bildet eine Austragskammer 26, die über einen Austragsanschluss 27 (vgl. Figur 3) mit der Wachausbringungslanze 11 in Fluidverbindung steht. Eine gegenüber der Hydraulikkammer 21 proximale Kammer der dreiteiligen Ventilkammer 25 definiert eine Rücklaufkammer 28, die mit einem Rücklaufanschluss 29 in Fluidverbindung steht. Ein mittlerer Abschnitt der dreigeteilten Ventilkammer 25 definiert eine Zulaufkammer 30, die mit einem Zulaufanschluss 31 in Fluidverbindung steht. Austragskammer 26 und Zulaufkammer 30 kommunizieren über die bereits erwähnte Bohrung 14, die über einen distalen Kopfabschnitt 32 des Umschaltkolbens 15 verschließbar ist, wobei zwischen Kopfabschnitt 32 des Umschaltkolbens 15 und Bohrung 14 ein erster Dichtsitz 33 gebildet wird.
  • Zulaufkammer 30 und Rücklaufkammer 28 kommunizieren über eine Rücklaufbohrung 34, die in Freigabeposition durch einen konischen Abschnitt 35 am der Steuerstange 20 zugewandten Ende des Umschaltkolbens 15 verschlossen ist. Durch den konischen Abschnitt 35 und die Rücklaufbohrung 34 wird ein zweiter Dichtsitz 36 definiert.
  • Nachfolgend wird die Funktion der Unterbrechungseinrichtung 13 nach Figur 2 erläutert:
    In der in Figur 2 gezeigten Sperrposition strömt Wachs über den Zulaufanschluss 31 in die Zulaufkammer 30 ein und strömt über die Rücklaufbohrung 34 in die Rücklaufkammer 28, so dass hinsichtlich des Wachsaustrags durch die Wachsausbringungslanze 11 eine Bypassleitung 16 eröffnet wird und das Wachs aus dem Rücklaufanschluss 29 wieder ausströmt und an die Wachsausströmrichtung 12 zurückgeführt wird.
  • Soll nun der Wachsaustrag wieder aufgenommen werden, wird der Umschaltkolben 15 durch den Hydraulikkolben 22 von der Hydraulikkammer 21 wegbewegt, wobei das zweite Hydraulikvolumen 24 mit Hydraulikflüssigkeit befüllt und das erste Hydraulikvolumen 23 erklärt wird. Dadurch bewegt sich der Umschaltkolben 15 mit seinem konischen Abschnitt derart in die Rücklaufbohrung 34, dass diese Rücklaufbohrung 34 und damit auch die Bypassleitung 16 verschlossen wird. Gleichzeitig wird der erste Dichtsitz 33 zwischen Bohrung 14 und Kopfabschnitt 32 eröffnet, da sich der Kopfabschnitt 32 aus der Bohrung 14 herausbewegt. Dadurch kann nun Wachs aus der Zulaufkammer 30 in die Austragskammer 26 und von dort über den Austragsanschluss 27 in die Wachsausbringungslanze 11 einströmen. Hierdurch wird ein Wachsaustrag wieder aufgenommen. Soll der Wachsaustrag gestoppt werden, wird der Umschaltkolben 15 wieder in Richtung auf die Hydraulikkammer 21 zurückgezogen. Dies wird dadurch bewirkt, dass Hydraulikflüssigkeit in das erste Hydraulikvolumen 23 einströmt und aus dem zweiten Hydraulikvolumen 24 abströmt. Der Umschaltkolben bewegt sich mit seinem Kopfabschnitt 32 in den ersten Dichtsitz. Gleichzeitig wird der zweite Dichtsitz 36 dadurch eröffnet, dass der konische Abschnitt 35 sich von der Rücklaufbohrung 34 entfernt, so dass nunmehr Wachs aus der Zulaufkammer 30 über die so eröffnete Bypassleitung 16 in die Rücklaufkammer 31 und von dort über den Rücklaufanschluss 29 an die Wachsfördereinrichtung 12 zurückströmen kann.
  • Dadurch dass der Kopfabschnitt 32 mit dem Umschaltkolben 15 beim Öffnen von der Sperrposition in Freigabeposition in die Austragskammer 26 eintaucht, wird das Kammervolumen verkleinert und Flüssigkeit wird in Richtung auf die Wachsausbringungslanze 11 hin verdrängt und erhält so einen zusätzlichen Impuls, der einen raschen Anstieg des Wachsaustrags begünstigt. Beim Übergang von Freigabeposition in Sperrposition wird durch das Bewegen des Kopfabschnitts entgegengesetzter Richtung der umgekehrte Effekt bewirkt. Der Umschaltkolben 15 wird mit dem Kopfabschnitt 32 zurückgefahren und vergrößert somit das freie Volumen in der Austragskammer 26. Durch den entstehenden Unterdruck muss Flüssigkeit nachströmen. Das hierzu erforderliche Flüssigkeitsvolumen wird (wenigstens zum Teil) der Wachsausbringungslanze 11 entnommen, so dass der "Zurückzieheffekt" erreicht wird und in der Wachsausbringungslanze 11 befindliches Wachs geringfügig gegen die Förderrichtung zurückgezogen und damit eine vergleichsweise abrupte Unterbrechung des Wachsaustrags ermöglicht wird.
  • In Figur 3 ist die Unterbrechungseinrichtung 13 nach Figur 2 in einer perspektivischen Ansicht von außen dargestellt. An der Hydraulikeinheit 37 sind ein erster Hydraulikanschluss 39 sowie ein zweiter Hydraulikanschluss 40 vorgesehen. Im Bereich der Ventileinheit sind der Zulaufanschluss 31 sowie der Rücklaufanschluss 29 und der Austragsanschluss 27 erkennbar.
  • Figur 4 ist eine Prinzipskizze einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Unterbrechungseinrichtung nach Figur 2 veranschaulicht. Die einzelnen Bestandteile der Unterbrechungseinrichtung 13 wurden bereits anhand von Figur 2 erläutert. In Figur 4 ist dargestellt, dass die Austragskammer 26 mit dem Austragsanschluss 27 kommuniziert und Wachs in Freigabeposition des Umschaltkolbens 15 (in Figur 4 ist die Sperrposition dargestellt) über die Wachsausbringungslanze 11 und die distal darin angeordnete Düse 18 ausgetragen werden kann.
  • Weiterhin dargestellt in Figur 4 ist, dass Wachs aus einem Wachsreservoir 41 über die Wachsfördereinrichtung 12 an den Zulaufanschluss 17 gefördert wird. In der in Figur 4 dargestellten Sperrposition ist die Bypassleitung 16 eröffnet, so dass Wachs über die Zulaufkammer 30, die Rücklaufbohrung 34 und die Rücklaufkammer 28 an den Rücklaufanschluss 29 und von dort an die Eingangsseite der Wachsfördereinrichtung 12 zurückgefördert wird. In der so definierten Bypassleitung 16 kann noch eine Drossel 42 vorgesehen sein, um das Druckgefälle auf das im Freigabemodus herrschende Druckgefälle möglichst abzustimmen. In einer möglichen Ausgestaltung kann die Drossel 42 auch einstellbar ausgebildet sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Wachsausbringungslanze
    12
    Wachsfördereinrichtung
    13
    Unterbrechungseinrichtung
    14
    Bohrung
    15
    Umschaltkolben
    16
    Bypassleitung
    17
    Zulaufanschluss
    18
    Düse
    19
    Flansch
    20
    Steuerstange
    21
    Hydraulikkammer
    22
    Hydraulikkolben
    23
    erstes Hydraulikvolumen
    24
    zweites Hydraulikvolumen
    25
    Ventilkammer
    26
    Austragskammer
    27
    Austragsanschluss
    28
    Rücklaufkammer
    29
    Rücklaufanschluss
    30
    Zulaufkammer
    32
    Kopfabschnitt
    33
    erster Dichtsitz
    34
    Rücklaufbohrung
    35
    konischer Abschnitt
    36
    zweiter Dichtsitz
    37
    Hydraulikeinheit
    38
    Ventileinheit
    39
    erster Hydraulikanschluss
    40
    zweiter Hydraulikanschluss
    41
    Wachsreservoir
    42
    Drossel

Claims (13)

  1. Anordnung zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs, umfassend
    - eine Wachsausbringungslanze (11),
    - eine Wachsfördereinrichtung (12), die zur Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze (11) ausgebildet ist und
    - eine Unterbrechungseinrichtung (13) zwischen Wachsfördereinrichtung (12) und Wachsausbringungslanze (11), um den Wachsaustrag innerhalb eines Applikationsvorgangs für vorbestimmte Zeitintervalle unterbrechen zu können,
    wobei die Unterbrechungseinrichtung (13) einen in einer Bohrung (14) gelagerten Umschaltkolben (15) umfasst und der Umschaltkolben (15) in einer Freigabeposition eine Fluidverbindung zwischen Wachsfördereinrichtung (12) und Wachsausbringungslanze (11) schafft und in einer Sperrposition eine Bypassleitung (16) eröffnet wird, die das auszubringende Wachs in einem Kreislauf über die Wachsfördereinrichtung (12) führt, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Umschaltkolben (15) derart in der Bohrung (14) gelagert ist, dass bei der Umschaltung von Freigabe-in Sperrposition ein Unterdruck erzeugt und in der Wachsausbringungslanze (11) befindliches Wachs geringfügig gegen die Förderrichtung zurückgezogen wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltkolben (15) derart in der Bohrung (14) gelagert ist, dass bei der Umschaltung von Sperr- in Freigabeposition ein Überdruck erzeugt und dabei der Austrag des in der Wachsausbringungslanze (11) befindlichen Wachses durch die Förderwirkung der Wachsfördereinrichtung (12) und zusätzlich durch den durch den Umschaltkolben (15) erzeugten Überdruck beschleunigt wird.
  3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Industrieroboter integriert ist derart, dass die Wachsausbringungslanze (11) entlang einer vorgegebenen Trajektorie innerhalb des Applikationsvorgangs geführt und nach Abschluss des Applikationsvorgangs in eine Ruheposition zurückgeführt wird.
  4. Verfahren zum Aufbringen von Wachs auf Karosseriebauteile eines Fahrzeugs mittels einer Wachsausbringungslanze (11), wobei Wachs von einer Wachsfördereinrichtung (12) durch eine Wachsausbringungslanze (11) gefördert wird und eine Unterbrechungseinrichtung (13) zwischen Wachsfördereinrichtung (12) und Wachsausbringungslanze (11) vorgesehen ist, die von einem Freigabemodus, in dem Wachs durch die Wachsausbringungslanze (11) geführt wird, in einen Sperrmodus umschaltbar ist, um den Wachsaustrag innerhalb eines Applikationsvorgangs für vorbestimmte Zeitintervalle unterbrechen zu können, insbesondere unter Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während der Unterbrechung des Wachsaustrags das Wachs in einer Bypassleitung (16) gefördert wird, derart, dass eine Mindestfördergeschwindigkeit bzw. ein Mindestdruck von Wachs, das an die Unterbrechungseinrichtung (13) gefördert wird, auch im Sperrmodus aufrechterhalten wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Wechsel vom Freigabemodus in den Sperrmodus nicht nur die Förderung von Wachs durch die Wachsausbringungslanze unterbrochen, sondern auch in der Wachsausbringungslanze befindliches Wachs geringfügig gegen die Förderrichtung zurückgezogen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass auch während der Unterbrechung des Wachsaustrags der Arbeitsdruck, der für eine Förderung von Wachs im Sperrmodus von der Wachsfördereinrichtung (12) bereitgestellt wird, aufrechterhalten wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass über die Bypassleitung (16) das Wachs an eine Eingangsseite der Wachsfördereinrichtung (12) zurückgefördert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung innerhalb einer im Rahmen der Fließbandfertigung vorgegebenen Taktzeit in einer fest vorgegebenen Applikationsroutine an einem innerhalb der Taktzeit mit Wachs zu versehenen Fahrzeugs erfolgt, wobei innerhalb der fest vorgegebenen Applikationsroutine ein oder mehrere definierte Unterbrechungen des Wachsaustrags vorgesehen sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Taktzeit von 60 s bis 80 s an mindestens 10 und bis zu 40 disjunkten Wachsauftragsstellen Wachs appliziert wird, so dass der Wachsaustragsvorgang entsprechend der Anzahl der Wachsauftragsstellen entsprechend oft zu unterbrechen ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationszeiten zur Applizierung von Wachs auf jeweils die disjunkten Wachsauftragsstellen 0,2 s bis 0,8 s, vorzugsweise etwa 0,5 s betragen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel vom Freigabemodus in den Sperrmodus und/oder der Wechsel vom Sperrmodus in den Freigabemodus innerhalb einer Umschaltzeit ≤ 0,05 s, vorzugsweise ≤ 0,01 s realisiert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel vom Freigabemodus in den Sperrmodus und vom Sperrmodus in den Freigabemodus innerhalb der Unterbrechungseinrichtung durch einen linear geführten Umschaltkolben (15) bewirkt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltkolben pneumatisch oder hydraulisch angetrieben wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Wechsel vom Sperrmodus in den Freigabemodus nicht nur die Förderung von Wachs durch die Wachausbringungslanze wieder aufgenommen wird, sondern das in der Wachsausbringungslanze befindliche Wachs einen zusätzlichen Impuls in Förderrichtung erfährt.
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