EP3484796A1 - Vorrichtung und verfahren zum maskieren von befestigungsbohrungen in felgen während ihrer beschichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum maskieren von befestigungsbohrungen in felgen während ihrer beschichtung

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Publication number
EP3484796A1
EP3484796A1 EP17737514.4A EP17737514A EP3484796A1 EP 3484796 A1 EP3484796 A1 EP 3484796A1 EP 17737514 A EP17737514 A EP 17737514A EP 3484796 A1 EP3484796 A1 EP 3484796A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
tube wall
fluid
pressure
masking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17737514.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Röckle
Herbert Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenmann SE filed Critical Eisenmann SE
Publication of EP3484796A1 publication Critical patent/EP3484796A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • B05B12/20—Masking elements, i.e. elements defining uncoated areas on an object to be coated
    • B05B12/30—Masking elements, i.e. elements defining uncoated areas on an object to be coated specially adapted for vehicle wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • B05B12/20—Masking elements, i.e. elements defining uncoated areas on an object to be coated
    • B05B12/26—Masking elements, i.e. elements defining uncoated areas on an object to be coated for masking cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001—Article feeders for assembling machines
    • B23P19/004—Feeding the articles from hoppers to machines or dispensers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/50—Other automobile vehicle parts, i.e. manufactured in assembly lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00—Manufacturing methods
    • B60B2310/60—Surface treatment; After treatment
    • B60B2310/614—Painting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00—Manufacturing methods
    • B60B2310/60—Surface treatment; After treatment
    • B60B2310/616—Coating with thin films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/10—Reduction of
    • B60B2900/113—Production or maintenance time
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B30/00—Means for holding wheels or parts thereof
    • B60B30/06—Means for holding wheels or parts thereof engaging the wheel body, e.g. the rim
    • B60B30/08—Means for holding wheels or parts thereof engaging the wheel body, e.g. the rim the central part of the wheel body

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for masking mounting holes in rims with masking elements, in which it is z. B. can act around balls or approximately conical plug. Masking is usually done before the rims are painted or otherwise coated. 5 This prevents penetration of paints or other coating material into the mounting holes.
  • rims as they are intended in particular for use on vehicles made of metallic materials such as steel or aluminum.
  • Such rims are provided with a coating comprising one or more layers. The coating serves as corrosion protection for the metallic
  • wet coating methods and powder coating methods are usually used as the coating method for the vehicle wheels, and these can also be combined with one another.
  • the rim has holes that allow the rim to be attached to an end flange of a vehicle axle.
  • a first group of holes is formed by mounting holes such as wheel bolt holes, which have contact surfaces for the heads of the wheel bolts.
  • a rim usually has a central bore, which serves to center the rim with respect to the wheel axle and a
  • the fixing holes should - in contrast to the other surface areas of the rim - after performing the coating of the rim be at least substantially free of coatings. This will in particular be achieved that the mating geometry between the wheel bolt and the rim in the area of the contact surface ensures the necessary frictional engagement during operation. In the case of a coating remaining in the area of the contact surface, the surface pressure between the wheel bolt and the rim can change, in particular as a result of setting processes, which leads to a danger to the functional safety.
  • the z. B. may be formed as a robot, masking elements such as balls or plugs placed on the mounting holes and thereby closed.
  • the robot is equipped with a multiple gripper as a tool whose gripping units are rigidly arranged according to the mounting hole pattern of the rim.
  • Such a multiple gripper is thus usable only for a rim type. If rims of various types are to be masked on a coating system, then multiple robots adapted to the rim types must be made available to the robot, which entails high system costs. Furthermore, a change of the rim types is only possible after a change of multiple grippers on such coating systems. The required tool change times reduce the throughput of the coating system.
  • the object of the invention is to specify a device for masking fastening bores in rims, which has a particularly simple construction and is produced inexpensively. can be made.
  • the object of the invention is also to specify a method with which mounting holes can be masked particularly efficiently with masking elements.
  • the object is achieved by a device having a reservoir for the masking elements and a pressure generating unit. Furthermore, the device has a connection unit connected to the storage container and an at least substantially tubular discharge device, which is fastened at one end to the connection unit and at the opposite end has a discharge opening for dispensing the masking elements.
  • the discharge device has a tube wall in which a channel connected to the pressure generating unit is designed to pass a fluid which is air or another gas or else a liquid, e.g. As water or hydraulic oil can act.
  • the tube wall is at least partially made of an elastic material through which the channel extends or in which a cavity connected to the channel is formed, so that when the pressure of the fluid is changed, the tube wall is deformed and thereby reduces a clamping force by a part of the pipe wall is exerted on one of the masking elements. If a plurality of such dispensers are attached to the terminal unit, a plurality of masking elements can be dispensed simultaneously by reducing the respective acting clamping force.
  • the device according to the invention is based on the idea of deforming an elastic part of the tube wall of the dispenser by means of a pressurized fluid.
  • the deformation which can be either the result of an increase in pressure or a decrease in pressure, results in the clamping force exerted on a masking element being reduced.
  • a clamping force is understood to mean a force which has at least one component acting in the radial direction between the tube wall and the masking element and can also result from the weighting force of the masking element.
  • the clamping force is so high most of the time during the operation of the device that the masking element is held in the dispenser against the action of its weight and thus can not escape from the dispensing opening.
  • the weight of the masking element can overcome the clamping force, whereby the masking element advances in the dispenser.
  • This pressure-released release of the masking element may be used either to singulate a masking element from a group of multiple masking elements or to dispense a single masking element from the dispensing opening to mask the mounting bore of the rim. The same applies, of course, when the clamping force is completely returned to zero by the pressure change.
  • At least the pipe wall and preferably the entire connection unit and the delivery device can be formed in one piece and produced in a 3D printing process.
  • 3D printing three-dimensional workpieces are constructed in layers and computer-controlled from one or more liquid or solid materials. During assembly, physical or chemical hardening or melting processes take place.
  • Particularly suitable as a material for 3D printing in the present application are plastics or synthetic resins, since these often have the best elastic properties.
  • the structure of the individual layers can be carried out, for example, by means of fused deposition modeling (FDM). If different materials are combined, in addition to the elasticity, other criteria, eg. As the abrasion resistance, are taken into account. So z. B. those areas of the dispensing device that exert clamping forces on the masking elements, consist of a grippy and highly abrasion resistant material. For the surrounding areas, which should be particularly well deformable, however, is often a more elastic material cheaper.
  • FDM fused deposition modeling
  • the manufacturability of the pipe wall, the dispenser with the pipe wall or even the entire complex of connection unit and dispenser in a SD printing process has the advantage that it can be produced very inexpensively. This, in turn, makes it possible to adapt to a very different mounting hole pattern simply by designing and fabricating a new terminal unit having a plurality of dispensing devices attached thereto by way of 3D printing. A complete redesign and assembly of a multiple gripper, as has hitherto been required in the prior art, is thus achieved by very simple adaptation. in 3D design and subsequent low-cost 3D printing.
  • a channel connected to the cavity is formed in the elastic material, which is formed in the manner of a one-sided bellows.
  • the shape of the bellows is adapted to the cross-section of the dispenser, which may be circular but, for example, may also be in the shape of an oval or a polygon.
  • the cavity In a single-sided bellows, the cavity usually has a plurality of fluidly interconnected portions which are arranged one behind the other along an axial direction of the tube wall and alternately have a larger and a smaller width, wherein one side of the bellows has no indentations.
  • the portions of the bellows may be ring or ring segment shaped.
  • a first channel and a second channel for passing a fluid are formed in the tube wall and connected to the pressure generating unit such that the pressure of the fluid in the first channel and the second channel is independently variable.
  • the pipe wall has a first section and a second section offset axially in the direction of the discharge opening.
  • the shape of the tube wall is changeable in the first section by varying the fluid pressure in the first channel and in the second section by varying the fluid pressure in the second channel, so that masking elements jammed with the first section in the dispenser and separated with the second section.
  • connection unit has a first fluid connection and a second fluid connection.
  • first channel system which connects the first fluid connection with the first channels
  • second channel system which connects the second fluid connection with the second channels
  • first channel system in a first plane and the second channel system are formed in a second plane parallel to the first plane.
  • a Connection unit with spatially separated in this way channel systems can be particularly easily produced in a 3D printing process.
  • the tube wall has two opposing cavities, which are formed so that first masking elements are isolated or released only with a simultaneous pressure change relative to the ambient pressure in both cavities.
  • second masking elements which have a smaller diameter than the first masking elements, are already separated or released when there is a pressure change from the ambient pressure in only one of the two cavities.
  • two or more dispensers are attached to the connector unit.
  • the device has a deflection device, which is designed to deflect the delivery devices and thereby elastically deform so that the position of the delivery openings of the delivery devices is changed. Exploited is the fact that the pipe wall of the dispensing devices anyway partially made of an elastic material, so that they can be deflected in the manner of a solid state joint. In this way it is possible to adapt the position of the discharge openings to different mounting holes.
  • the deflection device can be formed by a further channel or a further cavity in the pipe wall of the respective dispenser.
  • the pipe wall is deformed in such a way that the respective delivery device is deflected and the position of the delivery opening is changed.
  • the deflection device is thus integrated in the pipe wall and can also be operated fluidly. This makes the construction of the device even easier and more reliable.
  • the object mentioned is achieved by a method for masking mounting holes in rims with masking elements.
  • the inventive method comprises the following steps: a) providing the masking elements in a reservoir; b) supplying the masking elements to a connection unit, which is connected to an at least substantially tubular discharge device having a discharge opening for discharging the masking elements and a tube wall, in which a channel is formed for passing a fluid, wherein the tube wall at least partially from a c) varying the pressure of the fluid in the channel such that the tube wall deforms and thereby reduces a clamping force passing through a part of the tube wall is exerted on one of the masking elements.
  • Figure 1 is a front view of a masking device according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a plurality of delivery devices and a section of a connection unit of the masking device shown in FIG. 1;
  • Figure 3a shows a horizontal section (smaller scale) through the section shown in Figure 2 along the line purple - purple; a horizontal section (smaller scale) through the section shown in Figure 2 along the line lllb - lllb; an enlarged section of Figure 2, wherein a bellows used for the delivery is depressurized; the section shown in Figure 4a, but after pressurization of the bellows; a section similar to the representation of FIGS. 4a and 4b according to a second exemplary embodiment, in which the indentations of the bellows point inward in the unpressurised state; the section shown in Figure 5a, but after pressurization; a section similar to the representation of FIGS.
  • FIG. 4a and 4b of a delivery device according to a third exemplary embodiment in the pressureless state; the section shown in Figure 6a after pressurization; the detail shown in Figure 6a, wherein balls are indicated with different diameters; the section shown in Figure 7a, wherein only one channel is acted upon with compressed air ⁇ an arrangement of multiple dispensing devices according to a fourth embodiment, in which for deflecting the dispensing means a central cam plate is provided, in a side view (top) and in a bottom view (below ); two views corresponding to Figure 8a after rotation of the cam disc; an arrangement of a plurality of dispensing devices according to a variant of the fourth embodiment, in which for deflecting the dispensing means a central cone disc is provided, in a side view (top) and in a bottom view (bottom); two views corresponding to Figure 9a after axial displacement of the cone disc; a side view of a masking device according to the invention according to a fifth embodiment, in which the discharge means are deflected by means
  • FIG. 17b two views corresponding to FIG. 17a after the deflection.
  • FIG. 1 shows a front view of a masking device according to the invention and designated overall by 10.
  • each rim 12 is held by a conical mandrel 16 which is fixed to one end of a rotatable spindle 18 and engages a central hub bore 19 of the rim 12.
  • each rim 12 has a plurality of mounting holes 21, which in the illustrated embodiment uniformly, i. are distributed at equal angular intervals, over a pitch circle, which is concentric with the axis of symmetry of the rim 12.
  • Befest Whilesbohrponent are possible, as is known per se in the art.
  • the opposite end of the spindle 18 is connected to a chain drive 20, which promotes the spindle 18 and held by the mandrel 16 rim 12 along the transport direction).
  • a chain drive 20 which promotes the spindle 18 and held by the mandrel 16 rim 12 along the transport direction.
  • a plurality of such spindles 18 carrying the rims 12 are arranged one behind the other, as can be seen below in the side view of Figure 10 in connection with another embodiment.
  • the masking device 10 comprises a reservoir 22, which is located in a ceiling structure 23 and serves as storage for a plurality of balls 24, with which the mounting holes 21 of the rim 12 can be masked.
  • the storage tank 22 is connected via a hose-shaped ball feeder 28 to an allocating unit 30, in which the balls 24 are temporarily stored in a spiral path.
  • the metering unit 30 is movable by means of a lifting device 32 in the vertical direction, as indicated in the figure 1 by a double arrow.
  • connection unit 34 Attached to the lower end of the metering unit 30 is a connection unit 34 which communicates with a pressure generating unit 38 via hoses 36a, 36b.
  • Pressure generating unit 38 is able to adjust the air pressure in the hoses 36a, 36b independently of each other, preferably between an external normal pressure (about 1 bar) and an elevated pressure, for. B. 2 bar. Alternatively, instead of increasing, the pressure generating unit 38 may cause a decrease in the pressure in the hoses 36a, 36b. In addition, instead of air, another gas or liquid as fluid may be supplied to the hoses 36a, 36b.
  • connection unit 34 At the lower end of the connection unit 34 four dispensing devices 40 are attached, at the discharge openings 42, the balls 24 can be discharged controlled by compressed air.
  • the discharge openings 42 are positioned so that a discharge opening 42 is located above each attachment bore 21.
  • the dispensing unit 30 and the connecting unit 34 with the dispensing devices attached thereto are lowered by means of the lifting device 32 so far that the dispensing openings 42 are located directly above the fastening bores 21.
  • a ball 24 is shown in its final position in one of the mounting bores 21; In real operation, all four mounting holes are always masked simultaneously with balls 24.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1, in which the delivery devices 40 are better recognizable.
  • the dispensers 40 are integrally formed with the terminal unit 34 and manufactured in an SD printing method. The material used is so elastic that the tubular dispensing devices 40 can change their shape compressed air actuated at sufficiently thin wall thicknesses, which will be explained in more detail below.
  • the discharge devices 40 essentially consist of a pipe wall 46 whose outer contour has the basic shape of a circular cylinder.
  • a first channel 48 and a second channel 50 is formed, which extends in the axial direction from top to bottom through the tube wall 48 therethrough.
  • the channels 48, 50 each terminate in a first cavity 52 and a second cavity 54, respectively, located in axially offset portions of the dispensers 40.
  • the cavities 52, 54 each have the shape of a one-sided bellows 53 and 55 and are explained in more detail below with reference to Figures 4a and 4b.
  • connection unit 34 In a lower section of the connection unit 34, designated by the reference numeral 56, the first channels 48 and the second channels 50 of all four delivery devices 40 are connected to a common first fluid connection 58 or to a second common fluid connection 60.
  • FIGS. 3 a and 3 b show the lower section 56 of the connection unit 34 in two different horizontal cross sections along the lines 1 a and 5 b, respectively.
  • the fluid connections 58, 60 are via branched channel systems 62 and 64, respectively, which are located in different horizontal planes parallel to each other, with all first channels 48 and with all second channels 50 of the four Delivery devices 40 are connected.
  • the channel systems 62, 64 are designed so that the channel lengths between the fluid ports 58 and 60 on the one hand and the cavities 52, 54 on the other hand are the same length. This ensures that pressure changes propagate in all channels in the same way.
  • FIG. 4 a the first bellows 53 of the delivery device 40 shown on the right in FIG. 2 is shown enlarged.
  • the first bellows 53 constitutes a part of the tube wall 46 and surrounds the end of the first cavity 52.
  • the first cavity 52 has a plurality of fluidly connected sections which are arranged one behind the other along an axial direction of the tube wall 46 and alternately one larger and one have smaller width.
  • Each individual section - and thus also the entire first bellows 53 - is approximately annular segment-shaped, wherein the sections with the smaller width have the smaller outer radius.
  • the pressure-generating unit 38 is actuated in such a way that the air pressure at the first fluid port 58 is increased via the hose 36a, the increased pressure is distributed via the first channel system 62 to the first channels 48 in all the discharge devices 40.
  • the pressure increase in the second cavity 54 causes the first bellows 53 to curve inwardly, as shown in Figure 4b. This is because the increased pressure forces the wide portions of the bellows 53 apart.
  • there is a deformation of the pipe wall 46 in the region of the bellows 53 which in turn leads to a reduction of the inner diameter of the pipe wall 46.
  • a ball 24 located in the dispenser 40 is jammed between the opposing parts of the tube wall 46.
  • the first bellows 53 In order to dispense the balls 24 by means of the dispensing means 40, the first bellows 53 must thus be subjected to increased pressure to the balls 24 first in to hold the dispensers 40, as shown in Figure 4b. By lowering the air pressure in the first bellows 53, the clamping forces acting on the balls 24 are reduced so much that the balls 24 can escape from the discharge openings 42.
  • the second bellows 55 arranged above the first bellows 53 function in the same way. They have the task of 40 jammed balls 24 in the dispensers. In this way it is ensured that upon actuation of the first bellows 53 always only one ball 24 can emerge from the discharge opening 42.
  • the second bellows 55 are acted upon in a corresponding manner via the second fluid port 60 with compressed air from the pressure generating unit 38. By lowering the pressure, the clamping force is reduced, so that a ball can pass through the second bellows 55.
  • the process of singulation will be explained in more detail below with reference to FIGS. 14a and 14b.
  • the clamping force acting on the ball 24 is reduced when the pressure in the bellows 53, 55 is reduced. If there is an undesirable pressure drop in the bellows 53, 55 due to a failure of the pressure generating unit 38 or a crack in the hoses 36a, 36b, the clamping force is reduced. The dispensers 40 then dispense all the balls 24 in rapid succession, which of course is undesirable.
  • FIGS. 5a and 5b illustrate, in illustrations similar to FIGS. 4a and 4b, the lower portion of a dispenser 40 according to a second embodiment, in which the unilateral first bellows 53 are oriented such that the "folded" side of the bellows is inwardly and the indentation free Side facing outward.
  • the portions of the first cavity 52 having the smaller widths have a larger inner radius.
  • an inwardly projecting bead 66 located at the lower end of the first bellows 53 in that the bead 66 protrudes so far into the interior of the dispenser 40 in that the ball 24 of clamping forces between the bead 66th and the opposite inner wall of the tube wall 46 is held.
  • Figures 6a, 6b, 7a and 7b show the end portion of a dispenser 40 according to a third embodiment.
  • the tube wall 46 toward the discharge opening 42 towards two opposite brackets 70a, 70b which are each connected via a narrow first web 72a, 72b and a wider second web 74a, 74b with an inner portion of the pipe wall 46.
  • Each bracket 70a, 70b has a bead-like projection 76a, 76b, which extends so far into the discharge opening 42 in the unpressurized state shown in Figure 6a that a ball 24 located in the dispenser 40 is held by the clamping forces.
  • a cavity 52a In the second web 74a is a cavity 52a, which is connected via a lying outside the cutting plane channel and the connection unit 34 with the pressure generating unit 38.
  • a corresponding cavity 52b is located on the opposite side in the second web 74b. The two cavities 52a, 52b can be acted upon independently of each other with compressed air.
  • both cavities 52a, 52b When both cavities 52a, 52b are filled with compressed air, the cavities expand and deflect the stirrups 70a, 70b so that the bead-like projections 76a, 76b retreat and clear the path for the ball 24, as shown in FIG. 6b is. If only one of the cavities 52a or 52b is pressurized with compressed air, the respective other stirrup 70b or 70a remains in its original position, as shown in FIG. 7b. The cross-section inside the dispenser 40 is then tapered so that smaller balls 24 'can pass through the dispensing opening 42, as shown in FIG. 7b. However, larger balls 24 remain clamped in this position between the bead-like projections 76a, 76b.
  • the dispensers 40 according to this embodiment are adapted to differently sized balls 24, 24 'deliver controlled. Of course, this mechanism can also be used to separate jammed balls.
  • Figures 8a and 8b show an embodiment in a side view (top) and a bottom view (bottom), in which the masking device 10 has a deflection device, with which the elastic delivery devices 40 can be deflected in the radial direction.
  • the deflection device has, for this purpose, a central shaft 78, which runs parallel to the delivery devices 40 and concentric with the axis of symmetry of the rim 12.
  • the shaft 78 may extend through a central opening 79 in the connection unit 34, which can be seen in FIG.
  • a cam 80 is fixed, which is best seen in the bottom view of Figures 8a, 8b. If the cam 80 is rotated by means of the shaft 78 in the counterclockwise direction, as indicated in Figure 8b by an arrow, so the cam plate 80 spreads the circumferentially adjacent dispensers 40 apart so that their output openings 42 move to the outside. As can be seen in FIG. 8b, the dispensing devices 40 no longer run parallel to one another in this spread-apart state, but are in each case deflected radially outward. In this way, with the same masking device 10th a rim 12 are fitted with balls 24, in which the mounting holes 21 are arranged on a pitch circle with a larger radius.
  • the shaft 79 with the cam 80 may be made in principle also with an SD printing method. It is also possible to manufacture the shaft 79 and the cam disc 80 of conventional metallic materials.
  • FIGS. 9a and 9b show, in a representation similar to FIGS. 8a and 8b, a variant of this concept.
  • the shaft 79 here is no cam, but a cone plate 82 is fixed, the peripheral surface is conical.
  • a radially inwardly projecting and inclined abutment surface 84 is formed, which cooperates with the cone plate 82. If the conical disk 82 is displaced downward by lowering the shaft 79, then the disk 82 presses the corresponding contact surfaces 84 outwards. Thereby, the dispensers 40 are simultaneously deflected radially outward in the same manner as in the variant shown in Figs. 8a and 8b.
  • the essential difference between the two variants is that the actuation does not take place via a rotation, but rather an axial displacement of the shaft 79.
  • FIG. 10 shows a masking device according to the invention according to a fifth exemplary embodiment in a side view. Parts of a viewer facing the protective wall 86 are not shown to release the view of the terminal unit 34 and the output devices 40.
  • FIG. 10 it can be seen that the dispensers 40 are in an angled position, although in the middle between the dispensers 40 there is no cam 80 or conical disk 82 as in the embodiment shown in FIGS. 8 and 9.
  • the deflection of the dispensers 40 is also pneumatically achieved in this embodiment by channels and cavities in the elastic tube wall 46, as will be explained in more detail below with reference to Figures 16a, 16b and 17a and 17b.
  • FIG. 11a shows at the top a longitudinal section through one of the delivery devices 40 shown in FIG. 10 and below a cross section through this delivery device 40 at a level shortly before the delivery opening 42.
  • the tube wall 48 also consists of an elastic material in FIG a total of six channels are formed with different axial extent, which are best seen in the cross section of Figure 16a.
  • a first pair of channels 481 a, 481 b can only be acted upon together with compressed air and extends from the connection unit 34 down to the discharge opening 42.
  • the first channels have 481 a, 481 b an oval cross-section, which does not change substantially over the entire axial extent of the channel and only slightly widening in the region of an end-side section.
  • FIG. 13 shows a variant in which three first channels 481 a, 481 b and 481 c are distributed uniformly over the circumference of the pipe wall 48.
  • the air pressure in the second channels 482a, 482b is changed, which - unlike the first channels 481 a, 481 b - do not extend to the discharge opening, but about a ball diameter above the discharge opening 42 end, as shown in the longitudinal section of Figure 14a is recognizable.
  • the second channels 481 a, 481 b have an oval cross-section, which does not change substantially over the entire axial extent of the channel and only slightly widening towards the end.
  • the second channels 482a, 482b When the second channels 482a, 482b are supplied with compressed air by the pressure supply unit 38, they expand, in particular, at their end section, as can be seen in FIG. 14a. As a result, the shape of the pipe wall 46 changes such that approximately radially acting clamping forces are exerted on the ball 24 located near the end portion, thereby blocking it in the axial direction.
  • the air pressure in the second channels 482a, 482b is reduced, as shown in FIG. 14b.
  • the internal cross-section of the tube wall 48 thereby increases in the region of the end-side portion of the channels 482a, 482b, whereby the previously clamped ball 24 can pass this section of the dispenser 40. If the air pressure is increased again shortly thereafter, the falling next ball 24 is blocked again.
  • the balls 24 can be individually singulated and discharged from the discharge port 42.
  • FIG. 15 shows a cross-section through a tube wall 46 in which the pair of first channels 481a, 481b are arranged angularly offset from the pair of second channels 482a, 482b.
  • the pipe wall 46 has in an upper portion of the dispenser 40, two diametrically opposed outer ribs 88 in which a third channel 483 and a fourth channel 484 extend, which can be pressurized independently of each other with compressed air.
  • the two channels 483, 484 are guided at the level of the cutting plane around a cavity 100 or 102, which does not have a channel communicates. This curved channel guide causes the two channels 483, 483 below the cavities 100, 102 exert tensile forces on the underlying portions of the pipe wall 46.
  • both channels 483, 484 supplied with compressed air, the dispenser 40 remains aligned due to the symmetrical tensile forces. If the air pressure in the third channel 483 is reduced, the forces generated by the channels 483, 484 no longer cancel each other out. The tensile forces in the fourth channel 484 cause the portions below the third and fourth channels 483, 484 to deflect laterally, as illustrated in FIG. 16b.
  • Figures 17a and 17b illustrate the deflection of all four dispensers 40 of the embodiment shown in Figure 10.
  • the outer ribs 88 with the third and fourth channels 483, 484 extending therein are distributed over the peripheries of the dispensers 40 such that the dispensing openings 42 move in the radial direction as the pressure conditions in the channels 483, 484 change. In this way, it is possible to adjust the position of the discharge openings 42 to different pitch circle diameter of the mounting holes without the discharge openings 42 must be deflected by a central and the discharge devices 40 to the outside pressing deflection.
  • the dispensers 40 are to be deflected in any direction, at least one additional fifth channel is to be provided in addition to the third channel 483 and the fourth channel 484. These three channels are then preferably distributed at 120 ° - angular intervals over the circumference of the pipe wall 46.
  • the masking device is even more flexible adaptable to different Befest Trentsbohrponent and positional changes of the rim 12.
  • the dispensers 40 may all be tangentially deflected in the same direction of rotation.
  • the spindle 18 with an actuating device, the z. B. can be integrated into the lifting device 32 and is not shown in the figures, and / or to rotate the entire terminal unit 34 with the attached dispensing devices 40. henliste

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Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Maskieren von Befestigungsbohrungen (21) in Felgen (12) mit Maskierungselementen (24, 24') hat einen Vorratsbehälter (22) für die Maskierungselemente (24, 24'), eine Druckerzeugungseinheit (38), eine mit dem Vorratsbehälter (22) verbundene Anschlusseinheit (34) und eine zumindest im Wesentlichen rohrförmige Abgabeeinrichtung (40), die an einem Ende an der Anschlusseinheit (34) befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine Abgabeöffnung (42) zum Abgeben der Maskierungselemente (24, 24') hat. Erfindungsgemäß weist die Abgabeeinrichtung (40) eine Rohrwandung (46) auf, in der ein mit der Druckerzeugungseinheit (38) verbundener Kanal (48, 50; 481a, 481b, 482a, 482b, 483, 484) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist. Die Rohrwandung (46) besteht zumindest teilweise aus einem elastischen Material, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 53; 86, 88) ausgebildet ist, so dass sich,wenn der Druck des Fluids verändert wird, die Rohrwandung (46) verformt und die Klemmung auf die Maskierungselemente freigibt. Die Anschlusseinheit (34) und die Abgabeeinrichtung (40) sind vorzugsweise einstückig in einem 3D-Druckverfahren hergestellt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM MASKIEREN VON BEFESTIGUNGSBOHRUNGEN IN FELGEN WÄHREND IHRER BESCHICHTUNG
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen mit Maskierungselementen, bei denen es sich z. B. um Kugeln oder um annähernd kegelförmige Stopfen handeln kann. Die Maskierung wird üblicherweise durchgeführt, bevor die Felgen lackiert oder in anderer Weise beschichtet werden. 5 Dadurch wird ein Eindringen von Lacken oder anderem Beschichtungsmaterial in die Befestigungsbohrungen verhindert.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Felgen, wie sie insbesondere für den Einsatz an Fahrzeugen vorgesehen sind, aus metallischen Werkstoffen wie Stahl oder Aluminium herzustellen. Derartige Felgen werden mit einer Beschichtung versehen, die eine oder mehre- io re Schichten umfasst. Die Beschichtung dient als Korrosionsschutz für den metallischen
Werkstoff und häufig auch zur Verbesserung der ästhetischen Wirkung der Fahrzeugräder. Als Beschichtungsverfahren für die Fahrzeugräder kommen üblicherweise Nasslackie- rungsverfahren und Pulverbeschichtungsverfahren zum Einsatz, wobei diese auch miteinander kombiniert werden können.
15 Die Felge weist Bohrungen auf, mit denen die Felge an einem endseitigen Flansch einer Fahrzeugachse befestigt werden kann. Eine erste Gruppe von Bohrungen wird durch Befestigungsbohrungen wie Radschraubenbohrungen gebildet, die Anlageflächen für die Köpfe der Radschrauben aufweisen. Des Weiteren weist eine Felge in der Regel eine zentrale Bohrung auf, die zur Zentrierung der Felge in Bezug auf die Radachse dient und eine
20 Abdeckkappe aufnehmen kann. Die Befestigungsbohrungen sollen - im Gegensatz zu den übrigen Oberflächenbereichen der Felge - nach Durchführung der Beschichtung der Felge zumindest im Wesentlichen beschichtungsfrei sein. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die Paarungsgeometrie zwischen der Radschraube und der Felge im Bereich der Anlagefläche den notwendigen Reibschluss im Betrieb gewährleistet. Bei einer im Bereich der Anlagefläche verbleibenden Beschichtung kann sich insbesondere durch Setzvorgänge die Flächenpressung zwischen Radschraube und Felge verändern, was zu einer Gefährdung der Funktionssicherheit führt.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Funktionsflächen für die Dauer der Be- schichtungsvorgänge zu maskieren, um dort ein Auftreffen und Anhaften von Beschich- tungsmaterial zu verhindern. Hierzu werden vor der Durchführung der Beschichtung mittels einer Handhabungseinrichtung, die z. B. als Roboter ausgebildet sein kann, Maskierungselemente wie Kugeln oder Stopfen auf die Befestigungsbohrungen gelegt und diese dadurch verschlossen. Der Roboter ist mit einem Mehrfachgreifer als Werkzeug ausgestattet, dessen Greifeinheiten entsprechend dem Befestigungsbohrbild der Felge starr angeordnet sind. Ein derartiger Mehrfachgreifer ist somit lediglich für einen Felgentyp verwendbar. Sollen an einer Beschichtungsanlage Felgen verschiedener Typen maskiert werden, so müssen dem Roboter an die Felgentypen angepasste Mehrfachgreifer zur Verfügung gestellt werden, was mit hohen Anlagenkosten verbunden ist. Ferner ist an solchen Beschichtungsanlagen ein Wechsel der Felgentypen nur nach einem Wechsel der Mehrfachgreifer möglich. Die hierzu erforderlichen Werkzeugwechselzeiten verringern den Durchsatz der Beschichtungsanlage.
Aus der noch unveröffentlichten deutschen Anmeldung DE 10 2015 013 1 17.6 der Anmelderin ist ein Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen von Felgen bekannt, bei der ein Deltaroboter einzelne Maskierungselemente nacheinander in die Befestigungsbohrungen setzt. Dadurch lässt sich die Vorrichtung durch Umprogrammierung der Bewegungswege rasch an unterschiedliche Befestigungsbohrbilder anpassen. Allerdings geht diese Flexibilität auf Kosten der Geschwindigkeit, da die Bohrungen nicht mehr gleichzeitig, sondern sequentiell maskiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen anzugeben, die besonders einfach aufgebaut ist und preisgünstig herge- stellt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich Befestigungsbohrungen besonders effizient mit Maskierungselementen maskieren lassen.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die einen Vorratsbehälter für die Maskierungselemente und eine Druckerzeugungseinheit hat. Ferner weist die Vorrichtung eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Anschlusseinheit und eine zumindest im Wesentlichen rohrförmige Abgabeeinrichtung auf, die an einem Ende an der Anschlusseinheit befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine Abgabeöffnung zum Abgeben der Maskierungselemente hat. Erfindungsgemäß weist die Abgabeeinrichtung eine Rohrwandung auf, in der ein mit der Druckerzeugungseinheit verbundener Kanal zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, bei dem es sich um Luft oder ein anderes Gas oder auch um eine Flüssigkeit, z. B. Wasser oder ein Hydrauliköl, handeln kann. Die Rohrwandung besteht zumindest teilweise aus einem elastischen Material, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum ausgebildet ist, so dass sich, wenn der Druck des Fluids verändert wird, die Rohrwandung verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung auf eines der Maskierungselemente ausgeübt wird. Wenn an der Anschlusseinheit mehrere derartige Abgabeeinrichtungen befestigt sind, können mehrere Maskierungselemente gleichzeitig durch Verringerung der jeweils wirkenden Klemmkraft abgegeben werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht auf der Überlegung, einen elastischen Teil der Rohrwandung der Abgabeeinrichtung mit Hilfe eines unter Druck stehenden Fluids zu verformen. Die Verformung, die entweder die Folge einer Druckerhöhung oder einer Druckerniedrigung sein kann, führt dazu, dass die auf ein Maskierungselement ausgeübte Klemmkraft verringert wird. Unter einer Klemmkraft wird in diesem Zusammenhang eine Kraft verstanden, die zumindest eine in radialer Richtung zwischen der Rohrwandung und dem Maskierungselement wirkende Komponente hat und auch aus der Gewichtskraft des Maskierungselements resultieren kann. Die Klemmkraft ist die meiste Zeit während des Betriebs der Vorrichtung so hoch, dass das Maskierungselement in der Abgabeeinrichtung gegen die Wirkung seiner Gewichtskraft gehalten wird und somit nicht aus der Abgabeöffnung austreten kann. Wird die Klemmkraft um einen ausreichenden Betrag verringert, so kann die Gewichtskraft des Maskierungselements die Klemmkraft überwinden, wodurch das Maskierungselement in der Abgabeeinrichtung vorrückt. Diese druckausgelöste Freigabe des Maskierungselements kann entweder dazu verwendet werden, um ein Maskierungselement aus einer Gruppe mehrere Maskierungselemente zu vereinzeln, oder um ein einzelnes Maskierungselement aus der Abgabeöffnung abzugeben, um die Befestigungsbohrung der Felge zu maskieren. Entsprechendes gilt natürlich auch, wenn die Klemmkraft durch die Druckveränderung vollständig auf Null zurückgeführt wird.
Aufgrund dieses Wirkungsprinzips lässt sich zumindest die Rohrwandung und vorzugsweise die gesamte Anschlusseinheit und die Abgabeeinrichtung einstückig ausbilden und in einem 3D-Druckverfahren herstellen. Beim 3D-Druck werden dreidimensionale Werkstücke schichtweise und computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen aufgebaut. Während des Aufbaus finden physikalische oder chemische Här- tungs- oder Schmelzprozesse statt. Für die vorliegende Anwendung besonders geeignet als Werkstoff für das 3D-Drucken sind Kunststoffe oder Kunstharze, da diese häufig die besten elastischen Eigenschaften haben. Der Aufbau der einzelnen Schichten kann beispielsweise im Wege der Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeläng, FDM) erfolgen. Wenn unterschiedliche Materialien kombiniert werden, können neben der Elastizität auch andere Kriterien, z. B. die Abriebfestigkeit, berücksichtigt werden. So können z. B. diejenigen Bereiche der Abgabeeinrichtung, die Klemmkräfte auf die Maskierungselemente ausüben, aus einem griffigen und besonders abriebfesten Material bestehen. Für die umliegenden Bereiche, die besonders gut verformbar sein sollen, ist hingegen häufig ein elastischeres Material günstiger.
Die Herstellbarkeit der Rohrwandung, der Abgabeeinrichtung mit der Rohrwandung oder auch des Gesamtkomplexes aus Anschlusseinheit und Abgabeeinrichtung in einem SD- Druckverfahren hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung damit sehr kostengünstig herstellen lässt. Dies wiederum macht es möglich, eine Anpassung an ein ganz anderes Befestigungsbohrbild dadurch vorzunehmen, dass einfach eine neue Anschlusseinheit mit mehreren daran befestigen Abgabeeinrichtungen konzipiert und im Wege des 3D-Drucks hergestellt wird. Eine komplette Neukonstruktion und Montage eines Mehrfachgreifers, wie dies im Stand der Technik bislang erforderlich ist, wird also durch sehr einfache Anpassun- gen im 3D-Design und einen sich daran anschließenden kostengünstigen 3D-Druck ersetzt.
Besonders große Verringerungen der Klemmkraft können erzeugt werden, wenn in dem elastischen Material ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum ausgebildet ist, der in der Art eines einseitigen Faltenbalges ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Form des Faltenbalges an den Querschnitt der Abgabeeinrichtung angepasst, der kreisförmig sein kann, aber beispielsweise auch die Form eines Ovals oder eines Polygons haben kann.
Bei einem einseitigen Faltenbalg hat der Hohlraum üblicherweise mehrere fluidmäßig miteinander verbundene Abschnitte, die entlang einer axialen Richtung der Rohrwandung hintereinander angeordnet sind und alternierend eine größere und eine kleinere Breite haben, wobei eine Seite des Faltenbalges keine Einbuchtungen hat. Bei einer Druckveränderung in einem solchen Hohlraum entstehen bei jedem Wechsel der Breite des Hohlraums Kräfte, die zur Verformung der Rohrwandung führen und dadurch die Klemmkraft verändern. Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Abschnitte mit wechselnden Breiten lassen sich die Kräfte und die dadurch erzielten Auslenkungen der Rohrwandung erhöhen.
Insbesondere dann, wenn der Querschnitt der Abgabeeinrichtung kreisförmig ist, können die Abschnitte des Faltenbalges ring- oder ringsegmentförmig sein.
Wenn die Abschnitte mit der kleineren Breite einen größeren Innenradius haben, bedeutet dies, dass die "gefaltete" Seite des Balges nach innen und die einbuchtungsfreie Seite nach außen weist. Bei einer Druckerhöhung krümmt sich ein solcher Faltenbalg nach außen und vergrößert damit den lichten Querschnitt der Rohrwandung, wodurch Maskierungselemente vereinzelt oder abgegeben werden können. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einem unerwünschten Druckabfall (etwa aufgrund einer Störung der Druckerzeugungseinheit) keine Maskierungselemente die Abgabeeinrichtung verlassen können.
Erzeugt die Druckerzeugungseinheit hingegen keinen Überdruck, sondern einen Unterdruck, so liegen die Verhältnisse genau andersherum. In diesem Fall ist ein Balg günstiger, bei dem die "gefaltete" Seite nach außen weist. Bei entsprechender Auslegung krümmt sich ein solcher Balg im drucklosen Zustand nach innen und wird durch Anlegen eines Unterdrucks aufgerichtet.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind in der Rohrwandung ein erster Kanal und ein zweiter Kanal zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet und mit der Druckerzeugungseinheit so verbunden, dass der Druck des Fluids in dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal unabhängig voneinander veränderbar ist. Die Rohrwandung weist einen ersten Abschnitt und einen dazu axial in Richtung der Abgabeöffnung versetzt angeordneten zweiten Abschnitt auf. Die Form der Rohrwandung ist in dem ersten Abschnitt durch Verändern des Fluid- druckes in dem ersten Kanal und in dem zweiten Abschnitt durch Verändern des Fluid- druckes in dem zweiten Kanal veränderbar, so dass mit dem ersten Abschnitt in der Abgabeeinrichtung gestaute Maskierungselemente vereinzelt und mit dem zweiten Abschnitt abgegeben werden können. Durch die Ausbildung mehrerer Kanäle können somit die Maskierungselemente in unterschiedlichen Abschnitten der rohrförmigen Abgabeeinrichtung vereinzelt und abgegeben werden. Dadurch können die Maskierungselemente kontinuierlich vom Vorratsbehälter zugeführt und einzeln durch Abgabe an der Abgabeöffnung in den Befestigungsbohrungen der Felge abgelegt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind an der Anschlusseinheit zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen befestigt, die jeweils einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal aufweisen. Ferner weist die Anschlusseinheit einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss auf. In der Anschlusseinheit ist ein erstes Kanalsystem, dass den ersten Fluidanschluss mit den ersten Kanälen verbindet, und ein zweites Kanalsystem ausgebildet, dass den zweiten Fluidanschluss mit den zweiten Kanälen verbindet. Auf diese Weise können gleichzeitig mehrere Maskierungselemente abgegeben und in den Befestigungsbohrungen der Felge platziert werden. Nach Abgabe eines Satzes von Maskierungselementen können die vor dem ersten Abschnitt der Abgabeeinrichtungen gestauten Maskierungselemente vereinzelt werden, um dann in einem weiteren Arbeitstakt auf den Befestigungsbohrungen der nächsten Felge abgelegt zu werden.
Günstig ist es dabei, wenn das erste Kanalsystem in einer ersten Ebene und das zweite Kanalsystem in einer zu der ersten Ebene parallelen zweiten Ebene ausgebildet sind. Eine Anschlusseinheit mit räumlich in dieser Weise getrennten Kanalsystemen lässt sich besonders einfach in einem 3D-Druckverfahren herstellen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel hat die Rohrwandung zwei einander gegenüberliegende Hohlräume, die so ausgebildet sind, dass erste Maskierungselemente nur bei einer gleichzeitigen Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in beiden Hohlräumen vereinzelt oder freigegeben werden. Zweite Maskierungselemente, die einen kleineren Durchmesser haben als die ersten Maskierungselemente, werden hingegen bereits bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in nur einem der zwei Hohlräume vereinzelt oder freigeben. Dadurch lassen sich Maskierungselement mit unterschiedlichen Durchmessern verarbeiten. Dadurch können auch Felgen mit unterschiedlich großen Befestigungsbohrungen mit daran angepassten Maskierungselementen bestückt werden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind an der Anschlusseinheit zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen befestigt. Die Vorrichtung weist eine Auslenkeinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die Abgabeeinrichtungen auszulenken und dabei elastisch so zu verformen, dass die Lage der Abgabeöffnungen der Abgabeeinrichtungen verändert wird. Ausgenutzt wird dabei die Tatsache, dass die Rohrwandung der Abgabeeinrichtungen ohnehin teilweise aus einem elastischen Material bestehen, so dass diese in der Art eines Festkörpergelenks ausgelenkt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, die Lage der Abgabeöffnungen an unterschiedliche Befestigungsbohrbilder anzupassen.
Die Auslenkeinrichtung kann dabei durch einen weiteren Kanal oder einen weiteren Hohlraum in der Rohrwandung der jeweiligen Abgabeeinrichtung gebildet sein. Bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in dem weiteren Kanal oder in dem weiteren Hohlraum wird die Rohrwandung so verformt, dass die jeweilige Abgabeeinrichtung ausgelenkt und die Lage der Abgabeöffnung verändert wird. Die Auslenkeinrichtung ist somit in die Rohrwandung integriert und kann ebenfalls fluidisch betätigt werden. Dadurch wird der Aufbau der Vorrichtung noch einfacher und zuverlässiger. Hinsichtlich des Verfahrens wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen mit Maskierungselementen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Bereitstellen der Maskierungselemente in einem Vorratsbehälter; b) Zuführen der Maskierungselemente an eine Anschlusseinheit, die mit einer zumindest im Wesentlichen rohrförmigen Abgabeeinrichtung verbunden ist, die eine Abgabeöffnung zum Abgeben der Maskierungselemente und eine Rohrwandung hat, in der ein Kanal zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, wobei die Rohrwandung zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum ausgebildet ist, c) Verändern des Drucks des Fluids in dem Kanal derart, dass sich die Rohrwandung verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung auf eines der Maskierungselemente ausgeübt wird.
Die oben mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung erläuterten vorteilhaften Ausgestaltungen gelten für das Verfahren entsprechend.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 eine Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2 einen Längsschnitt durch mehrere Abgabeeinrichtungen und einen Abschnitt einer Anschlusseinheit der in der Figur 1 gezeigten Maskierungsvorrichtung;
Figur 3a einen horizontalen Schnitt (kleinerer Maßstab) durch den in der Figur 2 gezeigten Ausschnitt entlang der Linie lila - lila; einen horizontalen Schnitt (kleinerer Maßstab) durch den in der Figur 2 gezeigten Ausschnitt entlang der Linie lllb - lllb; einen vergrößerten Ausschnitt aus der Figur 2, wobei ein zur Abgabe verwendeter Faltenbalg drucklos ist; den in der Figur 4a gezeigten Ausschnitt, jedoch nach Druckbeaufschlagung des Faltenbalges; einen an die Darstellung der Figuren 4a und 4b angelehnten Ausschnitt gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die Einbuchtungen des Faltenbalges im drucklosen Zustand nach innen weisen; den in der Figur 5a gezeigten Ausschnitt, jedoch nach Druckbeaufschlagung; einen an die Darstellung der Figuren 4a und 4b angelehnten Ausschnitt aus einer Abgabeeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel im drucklosen Zustand; den in der Figur 6a gezeigte Ausschnitt nach Druckbeaufschlagung; den in der Figur 6a gezeigten Ausschnitt, wobei Kugeln mit unterschiedlichen Durchmessern angedeutet sind; den in der Figur 7a gezeigten Ausschnitt, wobei nur ein Kanal mit Druckluft beaufschlagt ist¬ eine Anordnung mehrerer Abgabeeinrichtungen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, bei dem zum Auslenken der Abgabeeinrichtungen eine zentrale Nockenscheibe vorgesehen ist, in einer Seitenansicht (oben) und in einer Untersicht (unten); zwei der Figur 8a entsprechende Ansichten nach Drehung der Nocken- scheibe; eine Anordnung mehrerer Abgabeeinrichtungen gemäß einer Variante des vierten Ausführungsbeispiels, bei der zum Auslenken der Abgabeeinrichtungen eine zentrale Konusscheibe vorgesehen ist, in einer Seitenansicht (oben) und in einer Untersicht (unten); zwei der Figur 9a entsprechende Ansichten nach axialer Verlagerung der Konusscheibe; eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, bei dem die Abgabeeinrichtungen mit Hilfe von Druckluft ausgelenkt werden; einen Längsschnitt (oben) und einen horizontalen Schnitt durch eine in der Figur 10 gezeigte Abgabeeinrichtung nach Druckbeaufschlagung; zwei der Figur 1 1 a entsprechende Ansichten im drucklosen Zustand der Abgabeeinrichtung; einen horizontalen Schnitt durch die Abgabeeinrichtung gemäß einer ersten Variante mit nur einem ersten Kanal; einen horizontalen Schnitt durch Abgabeeinrichtung gemäß einer zweiten Variante mit drei ersten Kanälen; einen Längsschnitt (oben) und einen horizontalen Schnitt durch die in der Figur 10 gezeigte Abgabeeinrichtung vor einer Vereinzelung; zwei der Figur 14a entsprechende Ansichten nach einer Vereinzelung; einen horizontalen Schnitt durch die Abgabeeinrichtung gemäß einer dritten Variante mit zueinander versetzten ersten und zweiten Kanälen; einen Längsschnitt (oben) und einen horizontalen Schnitt durch die in der Figur 10 gezeigte Abgabeeinrichtung vor eine Auslenkung; zwei der Figur 16a entsprechende Ansichten nach einer Auslenkung; Figur 17a eine Anordnung mehrerer Abgabeeinrichtungen gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel vor der Auslenkung in einer Seitenansicht (oben) und in einer Untersicht (unten);
Figur 17b zwei der Figur 17a entsprechende Ansichten nach der Auslenkung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1. Erstes Ausführungsbeispiel
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung in einer Vorderansicht dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet.
Die in einem nachfolgenden Behandlungsschritt zu beschichtenden Felgen 12 werden der Maskierungsvorrichtung 10 von einer Transporteinrichtung 14 zugeführt, deren Transporteinrichtung sich senkrecht zur Papierebene der Figur 1 erstreckt. Jede Felge 12 wird von einem konischen Dorn 16 gehalten, der an einem Ende einer drehbaren Spindel 18 befestigt ist und in eine zentrale Nabenbohrung 19 der Felge 12 eingreift. Neben der zentralen Nabenbohrung 19 weist jede Felge 12 mehrere Befestigungsbohrungen 21 auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleichmäßig, d.h. mit gleichen Winkelabständen, über einen Teilkreis verteilt sind, der konzentrisch zur Symmetrieachse der Felge 12 ist. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsbohrbilder möglich, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist.
Das gegenüberliegende Ende der Spindel 18 ist mit einem Kettenantrieb 20 verbunden, der die Spindel 18 und die vom Dorn 16 gehaltene Felge 12 entlang der Transportrichtung fördert). Entlang der Transporteinrichtung 14 sind mehrere solche die Felgen 12 tragende Spindeln 18 hintereinander angeordnet, wie dies weiter unten in der Seitenansicht der Figur 10 im Zusammenhang mit einem anderen Ausführungsbeispiel erkennbar ist. Mit dem Kettenantrieb 20 werden somit alle Spindeln 18 gleichzeitig und synchron gefördert.
Die Maskierungsvorrichtung 10 umfasst einen Vorratsbehälter 22, der sich in einer Deckenstruktur 23 befindet und als Speicher für eine Vielzahl von Kugeln 24 dient, mit denen die Befestigungsbohrungen 21 der Felge 12 maskiert werden können. Der Vorratsbehälter 22 ist über eine schlauchförmige Kugelzuführung 28 mit einer Zuteileinheit 30 verbunden, in der die Kugeln 24 auf einer spiralförmigen Bahn zwischengespeichert werden. Die Zuteileinheit 30 ist mithilfe einer Hubeinrichtung 32 in vertikaler Richtung verfahrbar, wie dies in der Figur 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
Am unteren Ende der Zuteileinheit 30 ist eine Anschlusseinheit 34 befestigt, die über Schläuche 36a, 36b mit einer Druckerzeugungseinheit 38 in Verbindung steht. Die
Druckerzeugungseinheit 38 ist dazu in der Lage, den Luftdruck in den Schläuche 36a, 36b unabhängig voneinander einzustellen, und zwar vorzugsweise zwischen einem außen wirkenden Normaldruck (etwa 1 bar) und einem erhöhten Druck, z. B. 2 bar. Alternativ hierzu kann die Druckerzeugungseinheit 38 statt einer Erhöhung eine Erniedrigung des Drucks in den Schläuchen 36a, 36b bewirken. Außerdem kann statt Luft ein anderes Gas oder auch eine Flüssigkeit als Fluid den Schläuchen 36a, 36b zugeführt werden.
Am unteren Ende der Anschlusseinheit 34 sind vier Abgabeeinrichtungen 40 befestigt, an deren Abgabeöffnungen 42 die Kugeln 24 druckluftgesteuert abgegeben werden können. Die Abgabeöffnungen 42 sind dabei so positioniert, dass sich über jeder Befestigungsbohrung 21 eine Abgabeöffnung 42 befindet. Vor der Abgabe der Kugeln 24 wird die Zuteileinheit 30 und die Anschlusseinheit 34 mit den daran befestigten Abgabeeinrichtungen mit Hilfe der Hubeinrichtung 32 so weit abgesenkt, dass sich die Abgabeöffnungen 42 unmittelbar über den Befestigungsbohrungen 21 befinden. Zur Veranschaulichung ist eine Kugel 24 in ihrer endgültigen Lage in einer der Befestigungsbohrungen 21 dargestellt; im realen Betrieb werden alle vier Befestigungsbohrungen stets gleichzeitig mit Kugeln 24 maskiert.
An der Deckenstruktur 23 ist eine Kamera 44 befestigt, die den Abgabevorgang überwacht, damit eine zentrale Steuerung gegebenenfalls korrigierend eingreifen kann. Sichergestellt werden muss insbesondere, dass sich die Felge 12 sowohl in der richtigen Drehorientierung als auch am richtigen Ort entlang der zur Papierebene senkrechten Transportrichtung befindet. Nur dann können die Kugeln 24 zuverlässig in den Befestigungsbohrungen 21 der Felge 12 abgelegt werden. Die Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 , in dem die Abgabeeinrichtungen 40 besser erkennbar sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abgabeeinrichtungen 40 einstückig mit der Anschlusseinheit 34 ausgebildet und in einem SD- Druckverfahren hergestellt. Das verwendete Material ist so elastisch, dass die rohrförmigen Abgabeeinrichtungen 40 bei ausreichend dünnen Wandstärken druckluftbetätigt ihre Form verändern können, was nachfolgend näher erläutert wird.
Die Abgabeeinrichtungen 40 bestehen im Wesentlichen aus einer Rohrwandung 46, deren Außenkontur die Grundform eines Kreiszylinders hat. In jeder Rohrwandung 46 ist ein erster Kanal 48 und ein zweiter Kanal 50 ausgebildet, der sich in axialer Richtung von oben nach unten durch die Rohrwandung 48 hindurch erstreckt. Die Kanäle 48, 50 enden jeweils in einem ersten Hohlraum 52 bzw. einem zweiten Hohlraum 54, die sich in axial zueinander versetzten Abschnitten der Abgabeeinrichtungen 40 befinden. Die Hohlräume 52, 54 haben jeweils die Form eines einseitigen Faltenbalges 53 bzw. 55 und werden weiter unten mit Bezug auf die Figuren 4a und 4b näher erläutert.
In einem mit der Bezugsziffer 56 bezeichneten unteren Abschnitt der Anschlusseinheit 34 sind die ersten Kanäle 48 und die zweiten Kanäle 50 aller vier Abgabeeinrichtungen 40 mit einem gemeinsamen ersten Fluidanschluss 58 bzw. mit einem zweiten gemeinsamen Flu- idanschluss 60 verbunden.
Die Figuren 3a und 3b zeigen den unteren Abschnitt 56 der Anschlusseinheit 34 in zwei unterschiedlichen horizontalen Querschnitten entlang der Linien lila bzw. Illb. In den (hier verkleinert dargestellten) Querschnitten ist erkennbar, dass die Fluidanschlüsse 58, 60 über verzweigte Kanalsysteme 62 bzw. 64, die sich in unterschiedlichen und zueinander parallelen horizontalen Ebenen befinden, mit allen ersten Kanälen 48 bzw. mit allen zweiten Kanälen 50 der vier Abgabeeinrichtungen 40 verbunden sind. Die Kanalsysteme 62, 64 sind dabei so ausgelegt, dass die Kanallängen zwischen den Fluidanschlüssen 58 bzw. 60 einerseits und den Hohlräumen 52, 54 andererseits jeweils gleich lang sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich in allen Kanälen Druckänderungen in gleicher Weise ausbreiten. Die Funktion der Kanäle 48, 50 und der damit fluidisch verbundenen Hohlräume 52, 54 wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 4a und 4b erläutert. In der Figur 4a ist der erste Faltenbalg 53 der in der Figur 2 rechts dargestellten Abgabeeinrichtung 40 vergrößert dargestellt. Der erste Faltenbalg 53 stellt einen Teil der Rohrwandung 46 dar und umschließt das Ende des ersten Hohlraums 52. Der erste Hohlraum 52 hat mehrere fluidmä- ßig miteinander verbundene Abschnitte, die entlang einer axialen Richtung der Rohrwandung 46 hintereinander angeordnet sind und alternierend eine größere und eine kleinere Breite haben. Jeder einzelne Abschnitt - und damit auch der gesamte erste Faltenbalg 53 - ist annähernd ringsegmentförmig, wobei die Abschnitte mit der kleineren Breite den kleineren Außenradius haben. Dadurch weist die "gefaltete" Seite des ersten Faltenbalges 53 nach außen und seine einbuchtungsfreie Seite nach innen. Außerhalb des Faltenbalges 53 ist die Rohrwandung 46 eingeschnitten, damit sich der Faltenbalg 53 ohne Behinderung in radialer Richtung in der nachfolgend geschilderten Weise verformen kann.
Wird die Druckerzeugungseinheit 38 so angesteuert, dass über den Schlauch 36a der Luftdruck an dem ersten Fluidanschluss 58 erhöht wird, so verteilt sich der erhöhte Druck über das erste Kanalsystem 62 auf die ersten Kanäle 48 in allen Abgabeeinrichtungen 40. Die Druckerhöhung in dem zweiten Hohlraum 54 bewirkt, dass sich der erste Faltenbalg 53 nach innen krümmt, wie dies in der Figur 4b dargestellt ist. Dies hängt damit zusammen, dass der erhöhte Druck die breiten Abschnitte des Faltenbalges 53 auseinanderdrängt. Infolge der unsymmetrischen Ausbildung des Faltenbalges 53 kommt es zu einer Verformung der Rohrwandung 46 im Bereich des Faltenbalges 53, die ihrerseits zu einer Verringerung des Innendurchmessers der Rohrwandung 46 führt. Als Folge davon wird eine sich in der Abgabeeinrichtung 40 befindende Kugel 24 zwischen den gegenüberliegenden Teilen der Rohrwandung 46 verklemmt.
Bei dem in der Figur 4a gezeigten drucklosen Zustand hingegen hängt der erste Faltenbalg 53 schlaff herunter, so dass die Kugel 24 aufgrund ihres Eigengewichts nach unten aus der Abgabeöffnung 42 herausfallen kann.
Um die Kugeln 24 mit Hilfe der Abgabeeinrichtungen 40 abzugeben, müssen die ersten Faltenbalge 53 somit mit erhöhtem Druck beaufschlagt sein, um die Kugeln 24 zunächst in den Abgabeeinrichtungen 40 halten zu können, wie dies die Figur 4b zeigt. Durch Absenken des Luftdrucks in den ersten Faltenbalgen 53 werden die auf die Kugeln 24 wirkenden Klemmkräfte so weit verringert, dass die Kugeln 24 aus den Abgabeöffnungen 42 austreten können.
Die oberhalb der ersten Faltenbalge 53 angeordneten zweiten Faltenbalge 55 funktionieren in der gleichen Weise. Sie haben die Aufgabe, in den Abgabeeinrichtungen 40 gestaute Kugeln 24 zu vereinzeln. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei Betätigen der ersten Faltenbalge 53 immer nur genau eine Kugel 24 aus der Abgabeöffnung 42 austreten kann. Die zweiten Faltenbalge 55 werden dabei in entsprechender Weise über den zweiten Fluidanschluss 60 mit Druckluft von der Druckerzeugungseinheit 38 beaufschlagt. Durch Absenken des Drucks wird die Klemmkraft verringert, so dass eine Kugel den zweiten Faltenbalg 55 passieren kann. Der Vorgang der Vereinzelung wird weiter unten näher mit Bezug auf die Figur 14a und 14b erläutert.
2. Zweites Ausführungsbeispiel
Bei dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die auf die Kugel 24 wirkende Klemmkraft verringert, wenn der Druck in den Faltenbalgen 53, 55 herabgesetzt wird. Kommt es aufgrund eines Fehlers der Druckerzeugungseinheit 38 oder eines Risses in den Schläuchen 36a, 36b zu einem unerwünschten Druckabfall in den Faltenbalgen 53, 55, so verringert sich die Klemmkraft. Die Abgabeeinrichtungen 40 geben dann alle Kugeln 24 in rascher Folge ab, was natürlich unerwünscht ist.
Günstiger ist es deswegen, wenn die Abgabe einer Kugel 24 nicht einen Druckabfall, sondern einen erhöhten Luftdruck erfordert. Liegt in den Faltenbalgen 53, 55 lediglich der (vergleichsweise niedrige) Umgebungsdruck an, so sollten die dann wirkenden Klemmkräfte so hoch sein, dass die Kugeln 24 nicht die Abgabeeinrichtungen 40 verlassen können.
Die Figuren 5a und 5b illustrieren in an die Figuren 4a und 4b angelehnten Darstellungen den unteren Abschnitt einer Abgabeeinrichtung 40 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die einseitigen ersten Faltenbalge 53 so ausgerichtet sind, dass die "gefaltete" Seite des Faltenbalges nach innen und die einbuchtungsfreie Seite nach außen weist. In dieser Konfiguration haben die Abschnitte des ersten Hohlraums 52 mit den kleineren Breiten folglich einen größeren Innenradius.
Außerdem befindet sich am unteren Ende des ersten Faltenbalges 53 ein nach innen vorspringender Wulst 66. Bei dem in der Figur 5a gezeigten drucklosen Zustand ragt der Wulst 66 so weit in den Innenraum der Abgabeeinrichtung 40 hinein, dass die Kugel 24 von Klemmkräften zwischen dem Wulst 66 und der gegenüberliegenden Innenwand der Rohrwandung 46 gehalten wird.
Wird der Luftdruck im ersten Faltenbalg 53 erhöht, so krümmt sich dieser nach außen, wie dies in der Figur 5b gezeigt ist. Dadurch wandert auch der Wulst 66 aus dem Innenraum der Abgabeeinrichtung 40 heraus, wodurch der Weg für die Kugel 24 freigegeben wird.
3. Drittes Ausführungsbeispiel
Die Figuren 6a, 6b, 7a und 7b zeigen den Endabschnitt einer Abgabeeinrichtung 40 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hier weist die Rohrwandung 46 zur Abgabeöffnung 42 hin zwei einander gegenüberliegende Bügel 70a, 70b auf, die jeweils über einen schmalen ersten Steg 72a, 72b und über einen breiteren zweiten Steg 74a, 74b mit einem innen liegenden Abschnitt der Rohrwandung 46 verbunden sind. Jeder Bügel 70a, 70b weist einen wulstartigen Vorsprung 76a, 76b auf, der bei dem in der Figur 6a gezeigten drucklosen Zustand so weit in die Abgabeöffnung 42 hineinreicht, dass eine sich in der Abgabeeinrichtung 40 befindende Kugel 24 durch die Klemmkräfte festgehalten wird.
Im zweiten Steg 74a befindet sich ein Hohlraum 52a, der über einen außerhalb der Schnittebene liegenden Kanal und über die Anschlusseinheit 34 mit der Druckerzeugungseinheit 38 verbunden ist. Ein entsprechender Hohlraum 52b befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite im zweiten Steg 74b. Die beiden Hohlräume 52a, 52b können unabhängig voneinander mit Druckluft beaufschlagt werden.
Werden beide Hohlräume 52a, 52b mit Druckluft befüllt, so dehnen sich die Hohlräume aus und lenken die Bügel 70a, 70b so aus, dass die wulstartigen Vorsprünge 76a, 76b zurückweichen und den Weg für die Kugel 24 freigeben, wie dies in der Figur 6b gezeigt ist. Wird nur einer der Hohlräume 52a oder 52b mit Druckluft beaufschlagt, bleibt der jeweils andere Bügel 70b bzw. 70a in seiner ursprünglichen Position, wie dies in der Figur 7b gezeigt ist. Der Querschnitt im Inneren der Abgabeeinrichtung 40 ist dann so verjüngt, dass zwar kleinere Kugeln 24' die Abgabeöffnung 42 passieren können, wie dies die Figur 7b zeigt. Größere Kugeln 24 bleiben in dieser Stellung jedoch zwischen den wulstartigen Vorsprüngen 76a, 76b verklemmt. Somit sind die Abgabeeinrichtungen 40 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu geeignet, unterschiedlich große Kugeln 24, 24' kontrolliert abzugeben. Selbstverständlich kann dieser Mechanismus auch dazu verwendet werden, gestaute Kugeln zu vereinzeln.
4. Viertes Ausführungsbeispiel
Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde unterstellt, dass die Lage der Abgabeöffnungen 42 nicht veränderbar ist. Für unterschiedliche Befestigungsbohrbilder der Felgen 12 muss deswegen zumindest die Anschlusseinheit 34 mit den daran befestigten Abgabeeinrichtungen 40 ausgetauscht werden.
Die Figuren 8a und 8b zeigen in einer Seitenansicht (oben) und eine Untersicht (unten) ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Maskierungsvorrichtung 10 eine Auslenkeinrichtung aufweist, mit der die elastischen Abgabeeinrichtungen 40 in radialer Richtung ausgelenkt werden können. Die Auslenkeinrichtung weist zu diesem Zweck eine zentrale Welle 78 auf, die parallel zu den Abgabeeinrichtungen 40 und konzentrisch zur Symmetrieachse der Felge 12 verläuft. Die Welle 78 kann sich dabei durch eine zentrale Öffnung 79 in der Anschlusseinheit 34 erstrecken, die in der Figur 2 erkennbar ist.
An dem unteren Ende der Welle 79 ist eine Nockenscheibe 80 befestigt, die in der Untersicht der Figuren 8a, 8b am besten erkennbar ist. Wird die Nockenscheibe 80 mit Hilfe der Welle 78 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie dies in der Figur 8b durch einen Pfeil angedeutet ist, so spreizt die Nockenscheibe 80 die an ihrem Umfang anliegenden Abgabeeinrichtungen 40 so auseinander, dass sich deren Ausgabeöffnungen 42 nach außen bewegen. Wie in der Figur 8b erkennbar ist, verlaufen die Abgabeeinrichtungen 40 in diesem aufgespreizten Zustand nicht mehr parallel zueinander, sondern sind jeweils radial nach außen ausgelenkt. Auf diese Weise kann mit der gleichen Maskierungsvorrichtung 10 eine Felge 12 mit Kugeln 24 bestückt werden, bei der die Befestigungsbohrungen 21 auf einem Teilkreis mit einem größeren Radius angeordnet sind.
Die Welle 79 mit der Nockenscheibe 80 kann im Prinzip ebenfalls mit einem SD- Druckverfahren hergestellt sein. Ebenso ist es möglich, die Welle 79 und die Nockenscheibe 80 aus herkömmlichen metallischen Werkstoffen zu fertigen.
Die Figuren 9a und 9b zeigen in einer an die Figuren 8a und 8b angelehnten Darstellung eine Variante dieses Konzepts. An der Welle 79 ist hier keine Nockenscheibe, sondern eine Konusscheibe 82 befestigt ist, deren Umfangsfläche konisch ist. An der Rohrwandung 46 jeder Abgabeeinrichtung 40 ist eine radial nach innen vorspringende und schräg verlaufende Anlagefläche 84 angeformt, die mit der Konusscheibe 82 zusammenwirkt. Wird die Konusscheibe 82 durch Absenken der Welle 79 nach unten verlagert, so drückt die Scheibe 82 die korrespondierenden Anlageflächen 84 nach außen. Dadurch werden die Abgabeeinrichtungen 40 gleichzeitig in der gleichen Weise radial nach außen ausgelenkt, wie dies bei der in den Figuren 8a und 8b gezeigten Variante der Fall ist. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Varianten besteht darin, dass die Betätigung nicht über eine Drehung, sondern eine axiale Verlagerung der Welle 79 erfolgt.
5. Fünftes Ausführungsbeispiel
Die Figur 10 zeigt eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht. Teile einer dem Betrachter zugewandten Schutzwand 86 sind nicht dargestellt, um den Blick auf die Anschlusseinheit 34 und die Ausgabeeinrichtungen 40 freizugeben.
In der Figur 10 ist erkennbar, dass die Abgabeeinrichtungen 40 sich in einer abgewinkelten Position befinden, obwohl sich in der Mitte zwischen den Abgabeeinrichtungen 40 keine Nockenscheibe 80 oder Konusscheibe 82 wie bei dem in den Figuren 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet. Die Auslenkung der Abgabeeinrichtungen 40 wird bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls pneumatisch durch Kanäle und Hohlräume in der elastischen Rohrwandung 46 erzielt, wie dies weiter unten mit Bezug auf die Figuren 16a, 16b sowie 17a und 17b näher erläutert wird. Die Figur 1 1 a zeigt oben einen Längsschnitt durch eine der in der Figur 10 gezeigten Abgabeeinrichtungen 40 und unten einen Querschnitt durch diese Abgabeeinrichtung 40 auf einer Höhe kurz vor der Abgabeöffnung 42. Die Rohrwandung 48 besteht auch bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Material, in dem insgesamt sechs Kanäle mit unterschiedlicher axialer Erstreckung ausgebildet sind, die am besten im Querschnitt der Figur 16a erkennbar sind.
Ein erstes Paar von Kanälen 481 a, 481 b kann nur gemeinsam mit Druckluft beaufschlagt werden und erstreckt sich von der Anschlusseinheit 34 hinunter bis zur Abgabeöffnung 42. Wie unten in der Figur 1 1 a erkennbar ist, haben die ersten Kanäle 481 a, 481 b einen ovalen Querschnitt, der sich über die gesamte axiale Erstreckung des Kanals nicht substantiell verändert und sich nur im Bereich eines endseitigen Abschnitts etwas aufweitet. Wenn die Druckversorgungseinheit 38 Druckluft in die ersten Kanäle 481 a, 481 b presst, dehnen sich diese insbesondere in dem aufgeweiteten endseitigen Abschnitts aus, wodurch der lichte Innenquerschnitt der Abgabeeinrichtung 40 verringert wird. Die auf eine sich in der Nähe der Abgabeöffnung 42 befindende Kugel 24 ausgeübten Klemmkräfte bewirken, dass die Kugel 24 die Abgabeeinrichtung 44 nicht verlassen kann.
Wird der Luftdruck in den ersten Kanälen 481 a, 481 b verringert, so verformt sich die Rohrwandung 48 in einer Weise, die zu einer Vergrößerung des Innendurchmessers führt. Die auf die Kugel 24 wirkenden Klemmkräfte verschwinden dadurch oder werden so klein, dass die Kugel 24 aufgrund ihres Eigengewichts diese Klemmkräfte überwinden kann und aus der Abgabeöffnung 42 herausfällt, wie dies in der Figur 1 1 b gezeigt ist.
Anstatt zwei gegenüberliegende erste Kanäle 481 a, 481 b vorzusehen, kann die kontrollierte Abgabe der Kugel 24 auch nur mit einem einzigen Kanal 481 bewirkt werden, wie dies in der Variante gemäß der Figur 12 der Fall ist. Selbstverständlich sind auch mehr als zwei Kanäle möglich; die Figur 13 zeigt eine Variante, bei der drei erste Kanäle 481 a, 481 b und 481 c gleichmäßig über den Umfang der Rohrwandung 48 verteilt sind.
Anhand der Figuren 14a und 14b wird im Folgenden erläutert, wie in der Abgabeeinrichtung 40 gestaute Kugeln 24 vereinzelt werden können, bevor sie in der vorstehend geschilderten Weise abgegeben werden. Zu diesem Zweck wird der Luftdruck in den zweiten Kanälen 482a, 482b verändert, die - anders als die ersten Kanäle 481 a, 481 b - sich nicht bis zur Abgabeöffnung erstrecken, sondern etwa einen Kugeldurchmesser oberhalb der Abgabeöffnung 42 enden, wie dies im Längsschnitt der Figur 14a erkennbar ist. Auch die zweiten Kanäle 481 a, 481 b haben einen ovalen Querschnitt, der sich über die gesamte axiale Erstreckung des Kanals nicht substantiell verändert und sich nur zu Ende hin etwas aufweitet. Wenn die zweiten Kanäle 482a, 482b von der Druckversorgungseinheit 38 mit Druckluft beaufschlagt werden, dehnen sie vor allem an ihrem endseitigen Abschnitt aus, wie dies in der Figur 14a erkennbar ist. Als Folge davon verändert sich die Form der Rohrwandung 46 so, dass annähernd radial wirkende Klemmkräfte auf die sich in der Nähe des endseitigen Abschnitts befindende Kugel 24 ausgeübt werden, wodurch diese in axialer Richtung blockiert wird.
Um von mehreren gestauten Kugeln 24 eine Kugel zu vereinzeln, wird der Luftdruck in den zweiten Kanälen 482a, 482b verringert, wie dies in der Figur 14b gezeigt ist. Der Innenquerschnitt der Rohrwandung 48 vergrößert sich dadurch im Bereich des endseitigen Abschnitts der Kanäle 482a, 482b, wodurch die zuvor festgeklemmte Kugel 24 diesen Abschnitt der Abgabeeinrichtung 40 passieren kann. Wenn der Luftdruck kurz darauf wieder erhöht wird, wird die herabfallende nächste Kugel 24 wieder blockiert. Durch koordinierte Druckbeaufschlagung der ersten Kanäle 481 a, 481 b und der zweiten Kanäle 482, 482b können somit die Kugeln 24 individuell vereinzelt und aus der Abgabeöffnung 42 abgegeben werden.
Die Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch eine Rohrwandung 46, bei der das Paar erster Kanäle 481 a, 481 b winkelmäßig versetzt zu dem Paar zweiter Kanäle 482a, 482b angeordnet ist.
Die Auslenkung der Abgabeeinrichtungen 40 wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 16a und 16b erläutert. Die Rohrwandung 46 weist in einem oberen Abschnitt der Abgabeeinrichtung 40 zwei diametral einander gegenüberliegenden Außenrippen 88 auf, in denen ein dritter Kanal 483 und ein vierter Kanal 484 verlaufen, die unabhängig voneinander mit Druckluft beaufschlagt werden können. Die beiden Kanäle 483, 484 sind auf der Höhe der Schnittebene um einen Hohlraum 100 bzw. 102 herum geführt, der nicht mit einem Kanal in Verbindung steht. Diese gekrümmte Kanalführung führt dazu, dass die beiden Kanäle 483, 483 unterhalb der Hohlräume 100, 102 Zugkräfte auf die darunter liegenden Abschnitte der Rohrwandung 46 ausüben.
Sind beide Kanäle 483, 484 mit Druckluft beaufschlagt, so bleibt die Abgabeeinrichtung 40 infolge der symmetrischen Zugkräfte gerade ausgerichtet. Wird der Luftdruck in dem dritten Kanal 483 verringert, so heben sich die von den Kanälen 483, 484 erzeugten Kräfte nicht mehr auf. Die Zugkräfte im vierten Kanal 484 führen dazu, dass die Abschnitte unterhalb der dritten und vierten Kanäle 483, 484 seitlich ausgelenkt werden, wie dies in der Figur 16b illustriert ist.
Die Figuren 17a und 17b illustrieren die Auslenkung aller vier Abgabeeinrichtungen 40 des in der Figur 10 gezeigten Ausführungsbeispiels. Die Außenrippen 88 mit den darin verlaufenden dritten und vierten Kanälen 483, 484 sind so über die Umfänge der Abgabeeinrichtungen 40 verteilt angeordnet, dass sich die Abgabeöffnungen 42 in radialer Richtung bewegen, wenn sich die Druckverhältnisse in den Kanälen 483, 484 verändern. Auf diese Weise ist es möglich, die Lage der Abgabeöffnungen 42 an unterschiedliche Teilkreisdurchmesser der Befestigungsbohrungen anzupassen, ohne dass die Abgabeöffnungen 42 von einer zentralen und die Abgabeeinrichtungen 40 nach außen drückenden Auslenkeinrichtung ausgelenkt werden müssen.
Falls die Abgabeeinrichtungen 40 in beliebige Richtungen ausgelenkt werden sollen, ist zusätzlich zu dem dritten Kanal 483 und dem vierten Kanal 484 mindestens ein weiterer fünfter Kanal vorzusehen. Diese drei Kanäle sind dann vorzugsweise in 120°- Winkelabständen über den Umfang der Rohrwandung 46 verteilt. Dadurch ist die Maskierungseinrichtung noch flexibler an unterschiedliche Befestigungsbohrbilder und an Lageveränderungen der Felge 12 anpassbar. Befindet sich die Felge 12 beispielsweise nicht in der gewünschten Winkelorientierung, so können die Abgabeeinrichtungen 40 alle tangential in der gleichen Drehrichtung ausgelenkt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, die Spindel 18 mit einer Betätigungseinrichtung, die z. B. in die Hubeinrichtung 32 integriert sein kann und in den Figuren nicht dargestellt ist, und/oder die gesamte Anschlusseinheit 34 mit den daran befestigten Abgabeeinrichtungen 40 zu drehen. henliste
Maskierungsvorrichtung
Felge
Transporteinrichtung
Dorn
Spindel
Nabenbohrung
Kettenantrieb
Befestigungsbohrung
Vorratsbehälter
Deckenstruktur
Kugel
Kugelzuführung
Zuteileinheit
Hubeinrichtung
Anschlusseinheita Schlauch
b Schlauch
Druckerzeugungseinheit
Abgabeeinrichtung
Abgabeöffnung
Kamera
Rohrwandung erster Kanal
zweiter Kanal erster Hohlraum erster Faltenbalg zweiter Hohlraum zweiter Faltenbalg unterer Abschnitt erster Fluidanschluss zweiter Fluidanschluss erstes Kanalsystem zweites Kanalsystem
Wulst
Bügel
erster Steg
zweiter Steg
wulstartiger Vorsprung
Welle
Nockenscheibe
Konusscheibe
Anlagefläche
Schutzwand
Außenrippe 100 Hohlraum
102 Hohlraum
481 erster Kanal
482 zweiter Kanal
483 dritter Kanal
484 vierter Kanal

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Vorrichtung (10) zum Maskieren von Befestigungsbohrungen (21 ) in Felgen (12) mit Maskierungselementen (24, 24'), mit einem Vorratsbehälter (22) für die Maskierungselemente (24, 24'), einer Druckerzeugungseinheit (38), einer mit dem Vorratsbehälter (22) verbundenen Anschlusseinheit (34) und einer zumindest im Wesentlichen rohr- förmigen Abgabeeinrichtung (40), die an einem Ende an der Anschlusseinheit (34) befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine Abgabeöffnung (42) zum Abgeben der Maskierungselemente (24, 24') hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeeinrichtung (40) eine Rohrwandung (46) aufweist, in der ein mit der Druckerzeugungseinheit (38) verbundener Kanal (48, 50; 481 a, 481 b, 482a, 482b, 483, 484) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, und dass die Rohrwandung (46) zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 53; 86, 88) ausgebildet ist, so dass sich, wenn der Druck des Fluids verändert wird, die Rohrwandung (46) verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung (46) auf eines der Maskierungselemente (24, 24') ausgeübt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rohrwandung (46) einstückig ausgebildet und in einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Anschlusseinheit (34) und die Abgabeeinrichtung (40) einstückig ausgebildet und in einem 3D-Druckverfahren hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elastischen Material ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 54) ausgebildet ist, der in der Art eines einseitigen Faltenbalges (53, 55) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (52, 54) mehrere fluidmäßig miteinander verbundene Abschnitte hat, die entlang einer axialen Richtung der Rohrwandung hintereinander angeordnet sind und alternierend eine größere und einen kleinere Breite haben.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte ring- oder ringsegmentförmig sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte mit der kleineren Breite einen größeren Innenradius haben.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rohrwandung (46) ein erster Kanal (48) und ein zweiter Kanal (50) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet und mit der Druckerzeugungseinheit (38) so verbunden ist, dass der Druck des Fluids in dem ersten Kanal (48) und dem zweiten Kanal (50) unabhängig voneinander veränderbar ist, und dass die Rohrwandung (46) einen ersten Abschnitt und einen dazu axial in Richtung der Abgabeöffnung versetzt angeordneten zweiten Abschnitt aufweist, wobei in dem ersten Abschnitt die Form der Rohrwandung (46) durch Verändern des Flu- iddruckes in dem ersten Kanal (48; 481 a, 481 b) und in dem zweiten Abschnitt die Form der Rohrwandung durch Verändern des Fluiddruckes in dem zweiten Kanal (50; 482a, 482b) veränderbar ist, so dass mit dem ersten Abschnitt in der Abgabeeinrichtung (40) gestaute Maskierungselemente (24, 24') vereinzelt und mit dem zweiten Abschnitt abgegeben werden können.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlusseinheit (34) zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen (40) befestigt sind, die jeweils einen ersten Kanal (48) und einen zweiten Kanal (50) aufweisen, die Anschlusseinheit (34) einen ersten Fluidanschluss (58) und einen zweiten Flu- idanschluss (60) aufweist, in der Anschlusseinheit (34) ein erstes Kanalsystem (62) ausgebildet ist, das den ersten Fluidanschluss (58) mit den ersten Kanälen (48) verbindet, und dass in der Anschlusseinheit (34) ein zweites Kanalsystem (64) ausgebildet ist, das den zweiten Fluidanschluss (60) mit den zweiten Kanälen (50) verbindet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kanalsystem (62) in einer ersten Ebene und das zweite Kanalsystem (64) in einer zu der ersten Ebene parallelen zweiten Ebene ausgebildet ist.
1 1. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwandung (46) zwei einander gegenüberliegende Hohlräume (52a, 52b) hat, die so ausgebildet sind, dass erste Maskierungselemente (24) nur bei einer gleichzeitigen Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in beiden Hohlräumen (52a, 52b) vereinzelt oder freigegeben werden, und dass zweite Maskierungselemente (24'), die einen kleineren Durchmesser haben als die ersten Maskierungselemente (24), bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in nur einem der zwei Hohlräume (52a, 52b) vereinzelt oder freigegeben werden.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlusseinheit (34) zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen (40) befestigt sind, und dass die Vorrichtung eine Auslenkeinrichtung (78, 80, 82; 483, 484) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Abgabeeinrichtungen (40) auszulenken und dabei elastisch so zu verformen, dass die Lage der Abgabeöffnungen (42) der Abgabeeinrichtungen (40) verändert wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (40) durch einen weiteren Kanal (483, 484) oder einen weiteren Hohlraum in der Rohrwandung (46) der jeweiligen Abgabeeinrichtung (40) gebildet wird, und dass sich bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in dem weiteren Kanal (483, 484) oder in dem weiteren Hohlraum die Rohrwandung (46) so verformt, dass die jeweilige Abgabeeinrichtung (40) ausgelenkt und die Lage der Abgabeöffnung (42) verändert wird.
14. Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen (21) in Felgen (12) mit Maskierungselementen (24, 24'), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen der Maskierungselemente (24, 24') in einem Vorratsbehälter (22); b) Zuführen der Maskierungselemente (24, 24') an eine Anschlusseinheit (34), die mit einer zumindest im Wesentlichen rohrförmigen Abgabeeinrichtung (40) verbunden ist, die eine Abgabeöffnung (42) zum Abgeben der Maskierungselemente (24, 24') und eine Rohrwandung (46)hat, in der ein Kanal (48, 50; 481 a, 481 b, 482a, 482b, 483, 484) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, wobei die Rohrwandung (46) zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der Kanal (48, 50; 481 a, 481 b, 482a, 482b, 483, 484) verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 53; 86, 88) ausgebildet ist, c) Verändern des Drucks des Fluids in dem Kanal (48, 50; 481 a, 481 b, 482a, 482b, 483, 484) derart, dass sich die Rohrwandung (46) verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung (46) auf eines der Maskierungselemente (24, 24') ausgeübt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14 mit den Merkmalen eines der Ansprüche 2 bis 13.
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