Verfahren zum Verbinden des Stoß von Dichtungsprofilen sowie Vorrichtung zu dessen Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden des Stoß von zwei übereinstimmend profilierten Enden mindestens eines Dichtungsprofils, das zuvor an der Oberfläche eines Fahrzeugs oder Fahrzeugteils angebracht wurde. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .

Dichtungsprofile an Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen dienen dazu, ein bewegliches Fahrzeugteil, beispielsweise eine Fahrzeugtür, im geschlossenen Zustand gegenüber dem Karosserierahmen abzudichten. üblicherweise werden derartige Dichtungsprofile mittels mehrerer Segmente aufweisender HilfsVorrichtungen an der Fahrzeugtür angebracht.

Um kürzere Fertigungszeiten und niedrigerer

Investitionskosten zu ermöglichen, schlägt die

DE 101 38 781 Al ein Verfahren zur Anbringung einer Dichtung an einer Fahrzeugtür vor, bei dem die auf einer Rolle als Endlos-Profil vorliegende Dichtung von der Rolle abgezogen und mit einer an der Dichtung vorhandenen Klebefläche entlang einer für die Anbringung vorgesehene Linie an der Tür umlaufend aufgerollt wird. Unter dem Begriff "aufgerollt" wird dabei verstanden, dass die Dichtung mit Hilfe von

Andruckrollen sukzessive an der Fläche der Fahrzeugtür der vorgegebenen Montagelinie folgend angedrückt und so angebracht wird. Der Vorteil dieses Roll-Verfahrens besteht darin, dass es die vollständige Anbringung einer umlaufenden Dichtung in einem fortlaufenden Arbeitsgang ermöglicht. Die Anbringung erfolgt dabei mittels eines Roboters, der Führungsmittel für die Dichtung aufweist. Nach Beendigung des Vorganges der Anbringung wird die Dichtung mittels einer Schneidvorrichtung des Roboters auf Stoß abgeschnitten.

Die an dem Stoß aneinander anliegenden Enden des Dichtungsprofils können sich gegeneinander verschieben. Hierdurch wird nicht nur der optische Gesamteindruck der Dichtung gestört, sondern auch eine Beschädigung der Dichtung an dem Stoß begünstigt. Hinzu kommt, dass bestimmte

Fahrzeugtypen, wie insbesondere Geländefahrzeuge, aus Gründen der Wasserdichtigkeit eine umlaufende, geschlossene Türdichtung benötigen.

Es besteht daher der Wunsch, den Stoß des Dichtungsprofils zu verbinden, ohne dass die Montage- und Kostenvorteile nach dem vorstehend beschriebenen Rollverfahren zur Anbringung einer Dichtung wieder aufgezehrt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein für eine Prozessautomatisierung geeignetes Verfahren zum Verbinden des Stoß von zwei übereinstimmend profilierten Enden mindestens eines Dichtungsprofils, das zuvor bereits an der Oberfläche eines Fahrzeugs oder Fahrzeugteils angebracht wurde, zu schaffen. Des weiteren soll eine vorteilhafte Vorrichtung zur

Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. gelöst.

Das Verfahren eignet sich zum Verbinden des Stoß von zwei übereinstimmend profilierten Enden eines einzigen Dichtungsprofils, beispielsweise zur Herstellung einer Türoder Schiebedachabdichtung. Das Verfahren kann jedoch auch zum Verbinden des Stoß von zwei übereinstimmend profilierten

Enden zweier Dichtungsprofile verwendet werden, die zuvor an dem Fahrzeug oder Fahrzeugteil angebracht wurden. Erforderlich ist lediglich, dass die am Stoß aufeinandertreffenden Enden übereinstimmend profiliert sind.

Die zunächst an der Oberfläche eines Fahrzeugs oder Fahrzeugteils angebrachten Enden des Dichtungsprofils liegen an dem Stoß bündig aneinander. Um an dieser übergangsstelle die Enden dauerhaft miteinander zu verbinden, ist es zunächst erforderlich, zeitweilig einen Arbeitsspalt zwischen den

Enden zu erzeugen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Enden des mindestens einen Dichtungsprofils voneinander weg bewegt werden. Dies erfolgt insbesondere, indem diese im Abstand zu dem Stoß jeweils mittels eines Greifers erfasst und auseinander gezogen werden. Der Verschiebeweg jedes Greifers beträgt wenige Millimeter. Infolge dessen bildet sich zwischen den Enden des Dichtungsprofils ein Spalt, der in Richtung der Befestigungsfläche der Dichtung auf der Oberfläche des Fahrzeugs oder Fahrzeugteils insbesondere keilförmig ausläuft. Alternativ kann der Arbeitsspalt erzeugt werden, indem die Enden des Dichtungsprofils im Abstand zu dem Stoß mittels eines Niederhalters zusammen gedrückt werden. Auf Grund der Verformung des Dichtungsprofils bildet sich an dem Stoß der Arbeitsspalt aus.

In diesen Arbeitsspalt wird eine Schweißfolie eingebracht, die durch Zufuhr von Wärmeenergie mit den Enden des mindestens einen Dichtungsprofils verschweißt wird, nachdem der Arbeitsspalt am Stoß wieder aufgehoben wurde. Das Aufheben des Arbeitsspaltes erfolgt entweder durch Freigabe der Profilenden durch die Greifer oder durch aktive Aufeinanderzubewegung der Greifer. Zusätzlich kann Druck auf die Enden des Dichtungsprofils ausgeübt werden, der die Verschweißung an dem Stoß unterstützt. Die in den Arbeitsspalt eingebrachte Schweißfolie besteht beispielsweise aus thermoplastischen Elastomeren, die sich unter Hitzeeinwirkung mit dem Dichtungsmaterial verbinden. Je nach Materialpaarung (Schweißfolie / Dichtungsprofil) , sind hierzu Temperaturen von etwa 100 ⁰ C - 300°C erforderlich.

Die erforderliche Wärmeenergie kann durch WärmeIeitung, Wärmestrahlung oder Wärmekonvektion den Profilenden oder der Schweißfolie oder sowohl den Profilenden als auch der Schweißfolie zugeführt werden. Die Zufuhr der Wärmeenergie durch Wärmeleitung erfolgt insbesondere dadurch, dass die zu erwärmenden Profilenden in dem Arbeitsspalt zeitweilig mit einem wärmeren Körper, insbesondere einer Heizplatte in Berührung gebracht werden. Um die für die Verschweißung erforderliche Temperatur zu gewährleisten, ist es erforderlich, beim Einbringen der Wärmeenergie den anschließenden Wärmeverlust zu berücksichtigen, der durch die zeitliche Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte, die verwendeten Materialien und Umgebungsbedingungen bestimmt wird.

Um bei einer aktiven Unterstützung der Verschweißung mittels der Greifer ein Auswandern der Profilenden an dem Stoß zu verhindern, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich ein dem Profil angepasster Formgreifer vorgesehen. Der Formgreifer hat lediglich die Funktion, das Dichtungsprofil in unmittelbarer Nähe zum Stoß zu stabilisieren und zu führen. Er übt jedoch keine in Achsrichtung des Dichtungsprofils wirkende Kraft aus.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst Mittel zum Erzeugen des Arbeitsspaltes an den Enden des Dichtungsprofils, eine Schweißfolienzuführung und ein Heizsystem zum Verschweißen der Schweißfolie mit den Enden des Dichtungsprofils sowie eine mindestens in zwei Ebenen wirksame Positioniereinheit zum Bewegen der

Schweißfolienzuführung und des Heizsystems zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung.

Um die erfindungsgemäße Vorrichtung in eine Produktionslinie für ein Automobil einzubinden, wird sie vorzugsweise an einem Roboterarm angeordnet, der die Vorrichtung in eine definierte

Lage zu dem Stoß der miteinander zu verbindenden Profilenden bewegt. In kinematischer Umkehr ist es ebenfalls möglich, die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens stationär, beispielsweise an einem Tragrahmen anzuordnen und ein Karosserieteil mit der bereits applizierten Dichtung zu der Vorrichtung auszurichten.

Die Mittel zum Erzeugen des Arbeitsspaltes umfassen vorzugsweise zwei Greifer mit jeweils zwei gegeneinander beweglichen Greifarmen und mindestens einen Antrieb zum Verändern des Abstandes zwischen den beiden Greifern in Achsrichtung des Profilverlaufs im Bereich des Stoß. Die beiden Greifarme jedes Greifers sind vorzugsweise schwenkbeweglich zueinander angeordnet und im Bereich der Greifbacken plattenförmig ausgeführt, um Beschädigungen des empfindlichen Dichtungsprofils zu vermeiden. Für die Schwenkbewegung besitzt jeder Greifer einen Verschwenkantrieb .

Alternativ können die Mittel zum Erzeugen des Arbeitsspalts zwei Niederhalter aufweisen, die mittels eines Antriebs zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition bewegbar sind. In der Arbeitsposition drücken die Niederhalter auf beiden Seiten des Stoß das Dichtungsprofil zusammen. In der Ruheposition befinden sich die Niederhalter oberhalb des Dichtungsprofils. Die Niederhalter können beispielsweise mit einem angetriebenen Linearschlitten oder Schwenkarm in die und aus der Arbeitsposition bewegt werden.

Das Heizsystem der Vorrichtung weist vorzugsweise eine

Heizplatte auf, die insbesondere über eine elektrische Widerstandsheizung erwärmt wird. Die Platte selbst kann beispielsweise aus Keramik bestehen. Die Dicke der Platte ist auf den Arbeitsspalt abgestimmt, so dass die Oberflächen der Platte mit den Profilenden in Berührung kommen.

Die Schweißfolienzuführung weist zwei gegeneinander bewegliche Klemmbacken zum Aufspannen der Schweißfolie auf, wobei beide Klemmbacken miteinander fluchtende Einschnitte aufweisen, deren Größe mindestens dem Querschnitt des von den Klemmbacken umgebenen Dichtungsprofils entspricht. Indem die Klemmbacken gegeneinander bewegt werden, wird die zwischen den Klemmbacken befindliche Schweißfolie aufgespannt. Die Schweißfolie kann vereinzelt oder kontinuierlich den Klemmbacken für jeden Verschweißvorgang zugeführt werden. Sofern die Schweißfolie vereinzelt zugeführt wird, werden zunächst Folienstücke, beispielsweise durch Stanzen vorkonfektioniert und mittels einer Handhabungseinheit zwischen die Klemmbacken eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schweißfolienzuführung jedoch eine Vorratsspule und eine Aufwickelspule für eine bahnförmige Schweißfolie sowie zwischen den Spulen angeordnete Führungsmittel auf, mittels derer die von der Vorratsspule abgezogene bahnförmige Schweißfolie zwischen den Klemmbacken im Bereich der miteinander fluchtenden Einschnitte hindurchgeführt wird.

Während des Verschweißens ist die Schweißfolie zwischen den Klemmbacken eingeklemmt. Anschließend werden die Klemmbacken gelöst und ein unverbrauchtes Stück Schweißfolie von der Vorratsspule abgezogen und dem weiteren Prozess zugeführt. Durch das Verschweißen der Folienbahn mit den

Dichtungsprofilenden im Bereich des Stoß wird ein dem Profilquerschnitt entsprechendes Folienstück aus der Folienbahn herausgelöst. Aus diesem Grund muss die Breite der Folienbahn größer als die maximale Höhe des Stoßquerschnittes sein, da die Folienbahn anderenfalls durch das Verschweißen zerteilt und daher nicht von der Aufwickelspule aufgewickelt und angetrieben werden könnte .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 2 a-d eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte .

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im Wesentlichen aus zwei Profilgreifern 2a, b, einer Schweißfolienzuführung 3 sowie einem Heizsystem 4. Sowohl die Schweißfolienzuführung 3 als auch das Heizsystem 4 sind jeweils über einen Vertikalschlitten 5, 6 an einem gemeinsamen Horizontalschlitten 7 befestigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel stützt sich die Vorrichtung 1 über den Horizontalschlitten 7 an einem ortsfesten, der übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Gestell ab.

Die Profilgreifer 2a, b weisen jeweils zwei gegeneinander verschwenkbare Greifarme 8a, b auf, die mittels eines in dem Gehäuse 9a, 9b angeordneten Schwenkantriebs in Richtung der Pfeile IIa, b verschwenkt werden können. Darüber hinaus sind die Profilgreifer 2a, b in Richtung des Pfeile 35 mit mindestens einem in der Figur 1 nicht dargestellten Antrieb in ihrem Abstand zueinander veränderlich.

In Figur 1 liegen die Greifarme 8a, b an den Enden 12, 13 eines Dichtungsprofils 14 an, das zuvor an der Oberfläche einer Fahrzeugtür angebracht wurde. Hierzu befindet sich auf der Unterseite des Profilfußes 15 der Hohlkammerdichtung eine Klebefläche, die entlang der für die Anbringung vorgesehenen Linien 16a, 16 b aufgeklebt ist.

Das Heizsystem 4 weist eine stirnseitig, schneidenförmig zulaufende Heizplatte 17 aus einem keramischen Werkstoff auf. Die Heizplatte 17 befindet sich in einer Halterung 18 mit

einer elektrischen Widerstandsheizung zur Temperierung der Heizplatte 17. Die Halterung 18 ist an dem Vertikalschlitten

5 angeordnet, der sich in Figur 1 in seiner oberen Endlage oberhalb des Stoßes zwischen den Enden 12, 13 des Dichtungsprofils 14 befindet. Aus dieser Position kann die Heizplatte 17 mittels des Vertikalschlittens 5 in ihrer Arbeitsstellung verfahren werden, was weiter unten anhand der Figur 2 erläutert wird.

Die insgesamt mit 3 bezeichnete Schweißfolienzuführung besitzt eine erste ortsfeste Klemmbacke 19 sowie eine in Richtung dieser ortsfesten Klemmbacke 19 bewegliche Klemmbacke 21. Beide Klemmbacken 19, 21 weisen an ihrer Unterseite miteinander fluchtende Einschnitte 22, 23 auf, die geringfügig größer als der Querschnitt des Dichtungsprofils 14 sind. Die Klemmbacken 19, 21 können daher das Dichtungsprofil in den Einschnitten 22, 23 aufnehmen. Die bewegliche Klemmbacke 21 ist an einem Horizontalschlitten 24 angeordnet, mit denen die Klemmbacken gegeneinander gedrückt und voneinander weg bewegt werden können. Dieser

Horizontalschlitten 24 zur Aufnahme der beweglichen Klemmbacke 21 ist wiederum über einen Träger 25 an dem Vertikalschlitten 6 angeordnet. Der Vertikalschlitten 6 befindet sich in einer oberen Endlage oberhalb des Dichtungsprofils und der Horizontalschlitten 7 in einer hinteren Endlage, die die Ruhestellung der Schweißfolienzuführung 3 definiert. An dem Vertikalschlitten

6 ist außerdem ein Spulenstand 32 für eine Vorratsspule 26 und einer Aufwickelspule 27 für eine bahnförmige Schweißfolie 28 angeordnet. Die von der Vorratsspule 26 abgezogene Schweißfolie 28 wird mittels nicht dargestellten Führungsmitteln zwischen den Klemmbacken 19, 21 in Höhe der Einschnitte 22, 23 hindurchgeführt und an der im Bild vorderen Kante 29 der ortsfesten Klemmbacke 19 umgelenkt. Die Höhe 31 der Folienbahn ist geringfügig größer als die maximale Höhe der Einschnitte 22, 23, um den sicheren

Rücktransport der nach dem Verschweißen der Folienbahn verbleibenden Restfolie auf die Aufwickelspule 27 zu gewährleisten.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert :

Zunächst wird die Fahrzeugtüre mit dem bereits aufgeklebten Dichtungsprofil 14 in die in Figur 1 dargestellte Bearbeitungsposition gebracht. Sodann muss für die Verbindung des Stoß 33 der beiden übereinstimmend profilierten Enden 12, 13 des Dichtungsprofils 14 ein Arbeitsspalt 34 erzeugt werden. Zu diesem Zweck werden die Enden 12, 13 wie in Figur 2a dargestellt, voneinander weg bewegt, in dem diese im Abstand zu dem Stoß 33 mittels der Greiferarme 8a, 8b erfasst und anschließend in Richtung der Pfeile 35 auseinander gezogen und in dieser Position gehalten werden. Hierdurch wird der in Richtung des Profilfußes 15 keilförmige Arbeitsspalt 34 gebildet.

Anschließend wird die Heizplatte 17 des Heizsystems 4 mit der keilförmigen Spitze voran in den Arbeitsspalt 34 abgesenkt. Hierzu wird der Vertikalschlitten 5 aus der in Figur 1 dargestellten Endlage oberhalb des Stoß 33 nach unten verfahren. Die Profilenden kommen dabei an den Oberflächen der Heizplatte 17 zur Anlage. Die Wärmeleitung kann unterstützt werden, indem nach dem Absenken des Heizsystems 4 die Profilenden 12, 13 mit Hilfe der Profilgreifer 2a, b aufeinander zu bewegt werden, wie dies in Figur 2b durch die Pfeile 35 angedeutet ist. Nach Ablauf einer für den erforderlichen Wärmeeintrag vorbestimmten Zeit, wird das Heizsystem 4 mit Hilfe des Vertikalschlittens 5 aus dem Arbeitsspalt 34 entfernt. Sofern die Enden 12, 13 des Dichtungsprofils 14 zuvor, wie in Figur 2b dargestellt, gestaucht wurden, müssen die Foliengreifer 2a, b zunächst

wieder, wie in Figur 2c dargestellt, voneinander weg bewegt werden, um den Arbeitsspalt 34 zu erhalten.

Zum Einbringen der Schweißfolie 28 in den Arbeitsspalt wird bei geöffneten Klemmbacken 19, 21 ein Stück unverbrauchte Schweißfolie von der Vorratsspule 26 abgezogen und in den Bereich des Einschnitts 23 der beweglichen Klemmbacke 21 gebracht. Anschließend wird die bewegliche Klemmbacke 21 mittels des Horizontalschlittens 24 in Richtung des Pfeils 36 gegen die ortsfeste Klemmbacke 19 gedrückt. Hierdurch wird die Schweißfolie 28 zwischen den beiden Klemmbacken aufgespannt. Die derart aufgespannte Schweißfolie 28 wird durch Verfahren der Schweißfolienzuführung 3 mit Hilfe der Vertikal- und Horizontalschlitten 6, 7 in den Arbeitsspalt eingebracht. Dabei umgeben die Klemmbacken 19, 21 das

Dichtungsprofil 14, wie dies in Figur 2d dargestellt ist. Sodann wird der Arbeitsspalt 34 am Stoß 33 aufgehoben, so dass die Enden 12, 13 des Dichtungsprofils 14 an den Schweißfolie 28 zur Anlage gelangen. Der Kontakt zwischen der Schweißfolie 28 und den Enden 12,13 wird noch dadurch unterstützt, dass die Greifer 2a, 2b die Enden in Richtung der in Figur 2d dargestellten Pfeile 35 drücken.

Die kurz zuvor in die Enden des Dichtungsprofils 14 (Figur 2b) eingebrachte Wärmeenergie bewirkt, dass sich die aufgespannte Folie 28 mit den Enden 12,13 verschweißt und diese an dem Stoß 33 verbindet. Nach der Verschweißung wird die Schweißfolienzuführung 3 von dem Dichtungsprofil 14 nach oben weg bewegt, um die Vorrichtung 1 zum Verbinden des Stoßes eines nächsten Dichtungsprofils vorzubereiten. Dabei wird die bahnförmige Schweißfolie 28 entlang der Kontur des Dichtungsprofils 14 abgetrennt, so dass die Folienbahn einen dem Querschnitt des Dichtungsprofils 14 entsprechenden Einschnitt an dieser Stelle aufweist. Nach dem Lösen der Klemmbacken wird die Restfolienbahn mit diesem Einschnitt mittels der Aufwickelspule 27 um die Kante 29 der ortfesten

Klemmbacke 19 gezogen, bis der Einschnitt mit dem Einschnitt 22 der ortsfesten Backe fluchtet. Hierdurch wird gewährleistet, dass stets nur eine Lage der bahnförmigen Folienbahn mit den Enden des Dichtungsprofils verschweißt wird. Eine alternative Lösung besteht darin, das die Restfolienbahn über separate Umlenkrollen auf eine Aufwickelspule aufgewickelt wird, die auf einer in Bezug auf die Klemmbacken 19, 21 gegenüberliegenden Seite zur Vorratsspule liegt.

Das in Figuren 2b und d dargestellte Gegeneinanderdrücken der Enden 12, 13 des Dichtungsprofils 14 dient lediglich der Unterstützung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Insbesondere genügt es für die Verschweißung der Enden des Dichtungsprofils mit der

Schweißfolie (vgl. Id), wenn lediglich die Greifarme 8a, b auseinandergeschwenkt und damit die Enden 12, 13 freigegeben werden. Die Eigenspannung des elastischen Dichtungsprofils ist ausreichend, um die Anlage der Enden des Dichtungsprofils an der Schweißfolie sicher zu stellen.

Bezugszeichenliste