Beschreibung

Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , eine mit einem solchen Verfahren hergestellte Dichtung gemäß Anspruch 4, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Stand der Technik

Ein bekanntes und gut eingeführtes Verfahren zur Anbringung von Dichtungen auf Werkstücken im Zuge der Montage der Werkstücke besteht darin, die Dichtungen direkt auf den Werkstücken zu erzeugen, indem die Werkstücke einzeln von Werkstückträgern aufgenommen werden und indem dann während einer rechner- oder programmgesteuerten Relativbewegung einer mit einem pastösen Dichtungsmaterial beaufschlagbaren Düse einer maschinellen

Auftragseinrichtung gegenüber den Werkstückträgern durch die Düse hindurch Raupen des Dichtungsmaterials entlang der gewünschten Dichtungskonturen nacheinander auf die einzelnen Werkstücke aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen des Dichtungsmaterials werden die Werkstücke, ggf. nach einer Zwischenlagerung, auf den Werkstückträgern zu einer

Wärmebehandlungseinrichtung transportiert, um sie zur Vernetzung oder Vulkanisierung des Dichtungsmaterials unter optimierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Nach der Wärmebehandlung werden die Werkstücke aus der Wärmebehandlungseinrichtung entnommen und, ggf. auf den Werkstückträgern, zum Ort der Montage weitertransportiert werden.

Dieses Verfahren hat jedoch eine Reihe von Nachteilen: Wenn es sich um große Dichtungskonturen handelt, ist der Platzbedarf der Auftragseinrichtung relativ groß, da zum Aufbringen des Dichtungsmaterials auf die Werkstücke entweder

die Düse in Bezug zu den von den Werkstückträgern aufgenommenen Werkstücken oder die von den Werkstückträgern aufgenommenen Werkstücke in Bezug zur Düse entlang der gewünschten Dichtungskonturen bewegt werden müssen. Da die Relativbewegung der Werkstücke in Bezug zur Düse der Auftragseinrichtung sehr genau sein muss, um eine exakte Positionierung der Raupen aus Dichtungsmaterial zu gewährleisten, werden zudem für unterschiedlich geformte Werkstücke unterschiedliche Werkstückträger benötigt, deren Bereitstellung vor allem bei geringeren Stückzahlen erhebliche Zusatzkosten verursacht. Auch der Platzbedarf der zur Wärmebehandlung der Werkstücke benötigten Wärmebehandlungseinrichtung und der zum Transport der Werkstücke benötigten Transporteinrichtung ist sehr groß, da neben den Dichtungen auch die Werkstücke und die Werkstückträger von der Auftragseinrichtung zur Wärmebehandlungseinrichtung, durch diese hindurch und dann zum Ort der Montage weitertransportiert werden müssen. Außerdem müssen bei der Wärmebehandlung nicht nur das Dichtungsmaterial der Dichtungen sondern auch die Werkstücke und die Werkstückträger erwärmt werden, was zu einem höheren Energieverbrauch führt und bis zur Montage eine längere Abkühlzeit erforderlich macht. Um eine unzureichende Vernetzung oder Vulkanisation des Dichtungsmaterials zu vermeiden, muss darüber hinaus bei der Wärmebehandlung die Wärmekapazität der Werkstücke und der

Werkstückträger mit berücksichtigt werden, wodurch der rechnerische Aufwand bei der Festlegung der Prozessparameter steigt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie einen Verzicht auf Werkstückträger, eine Verringerung des Platzbedarfs der Auftragseinrichtung und der Transport- und Wärmebehandlungseinrichtung, des Energiebedarfs und der Abkühlzeit nach der Wärmebehandlung sowie des Material- und Zeitaufwands für die Herstellung von Dichtungen ermöglichen.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Substrat ein dünner bahn- oder bogenförmiger Träger ist, von dem die Dichtungen nach der

Wärmebehandlung und ggf. nach einer Zwischenlagerung zur Anbringung an einem Werkstück abgenommen werden.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Dichtungsmaterial zur Wärmebehandlung und zum Transport zum Ort der Montage der Werkstücke nicht auf die Werkstücke sondern entlang der jeweils gewünschten Dichtungskontur auf den (Zwischen-)Träger aufzubringen, auf dem die Dichtungen dann von der Auftragseinrichtung zur Wärmebehandlungseinrichtung transportiert, in dieser der erforderlichen Wärmebehandlung unterzogen und dann zum Ort der Montage weitertransportiert werden können, um sie zweckmäßig unmittelbar vor der Montage der Werkstücke vom Träger abzunehmen und auf den Werkstücken anzubringen.

Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass unabhängig von der Form der herzustellenden Dichtung bzw. des mit der Dichtung zu bestückenden

Werkstücks stets dieselben Einrichtungen für die Handhabung, den Transport und die Wärmebehandlung des auf den Träger aufgebrachten Dichtungsmaterials benutzt werden können, dass diese Einrichtungen weiter einen vergleichsweise kleinen Platzbedarf haben, dass wegen der vergleichsweise geringen Wärmekapazität des Trägers außerdem der

Energiebedarf für die Wärmebehandlung abnimmt und die Abkühlzeit vor der Montage verkürzt wird, und dass nicht zuletzt die Wärmekapazität des Trägers wegen seiner vergleichsweise geringen Masse bei der Festlegung der Prozessparameter der Wärmebehandlung nicht oder immer nur in gleicher Höhe berücksichtigt werden braucht. Darüber hinaus wird auch noch die Programmierung der Auftragseinrichtung vereinfacht, da die Form des Werkstücks keine Randbedingung für die Relativbewegung zwischen der Düse und dem Substrat darstellt. Die Daten für die Programmierung der Auftragseinrichtung können daher direkt aus einem CAD-Modell der Dichtung übernommen werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Dichtungsmaterial von oben her auf eine der Düse zugewandte ebene Oberseite des Trägers aufgebracht wird, der zweckmäßig aus einem wärmebeständigen Material besteht, das zur Vermeidung einer festen Anhaftung des

Dichtungsmaterials vorzugsweise mit einem Antihaftmittel beschichtet ist. Geeignete Antihaftmittel sind beispielsweise Tetrafluorethylen (Teflon ^® ) oder Silikone, die ein Abziehen des Dichtungsmaterials vom Träger gestatten.

Der Träger selbst kann aus einem reißfesten Papiermaterial bestehen, wie beispielsweise sogenanntem Backpapier, das preiswert ist und bevorzugt für einen einmaligen Gebrauch vorgesehen ist und nicht wiederverwendet wird. In diesem Fall liegt der Träger bevorzugt in Form von einzelnen Bogen oder in Form einer Rolle vor, von der sich einzelne Bogen abtrennen lassen. In diesem Fall kann der Träger vor dem Aufbringen des Dichtungsmaterials auf eine ebene Unterlage aufgelegt werden und anschließend zusammen mit der Unterlage und dem auf den Träger aufgebrachten Dichtungsmaterial durch die Wärmebehandlungseinrichtung hindurch und ggf. nach einer Zwischenlagerung zum Ort der Montage transportiert werden. Die Unterlage kann dabei einen Teil der Transporteinrichtung für den Transport der Träger durch die

Wärmebehandlungseinrichtung zum Zwischenlager bzw. zum Ort der Montage bilden. Ein Transport ohne Unterlage in einer geeigneten Transporteinrichtung ist jedoch ebenso möglich, wie eine Abnahme der wärmebehandelten Dichtungen vom Träger zum Transport bzw. zur Zwischenlagerung.

Alternativ kann der Träger jedoch auch aus einem stabileren, zur mehrmaligen Verwendung vorgesehenen Material bestehen, zum Beispiel einem beschichteten Gewebematerial. In diesem Fall kann der Träger in Form eines endlosen Förderbandes eines Bandförderers ausgebildet sein, der sich von der Auftragseinrichtung durch die Wärmebehandlungseinrichtung hindurch bis zum Ort der Montage oder bis zu einem Zwischenlager erstrecken kann, wo die Dichtungen vom Träger abgenommen werden.

Am Ort der Montage werden die fertigen vernetzten oder vulkanisierten Dichtungen vom Träger abgezogen und auf dem Werkstück angebracht, wobei sie vorzugsweise in eine Aufnahmenut der Werkstücke eingelegt werden. In diesem Fall weist die Düse der Auftragseinrichtung vorzugsweise einen an den Querschnitt der Aufnahmenut angepassten Querschnitt auf, so dass die fertigen Dichtungen sicher in der Aufnahmenut gehalten werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer anderen Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht von Teilen einer noch anderen Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen.

Ausführungsformen der Erfindung

Die in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtungen 2 dienen zur Herstellung von Dichtungen 4 für Werkstücke 6, in welche die Dichtungen 4 nach ihrer Herstellung im Zuge der Montage der Werkstücke 6 eingesetzt werden.

Die Vorrichtungen 2 umfassen jeweils eine Auftragseinrichtung 8 mit einer programmgesteuert in X-, Y- und Z-Richtung eines Koordinatensystems beweglichen Düse 10, die über ein Ventil (nicht dargestellt) programmgesteuert mit einem pastösen Dichtungsmaterial 12 beaufschlagbar ist, um dieses letztere entlang einer gewünschten Dichtungskontur auf eine zur X,Z-Ebene des Koordinatensystems parallele Oberseite eines Trägers 14 aufzubringen. Die gewünschte Dichtungskontur kann in der X,Z-Ebene des Koordinatensystems zum Beispiel ringförmig sein, jedoch kann die Dichtungskontur auch eine kompliziertere Geometrie besitzen. Die Viskosität des Dichtungsmaterials 12 ist ausreichend hoch, so dass es sich bei oder nach dem Austritt aus der Düse 10 nicht verformt und der Querschnitt der auf dem Träger 14 liegenden Raupe aus Dichtungsmaterial 12 dem öffnungsquerschnitt der Düse 10 entspricht, der sich aus den Prozessparametern ergibt..

Die Vorrichtung 2 umfasst weiter ein Transportmittel 16, das sich durch eine Wärmebehandlungseinheit 18 bis zum Ort 20 der Montage des Werkstücks erstreckt. In der Wärmebehandlungseinheit 18 wird das Dichtungsmaterial 12 auf dem Träger 14 unter optimierten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen einer Wärmebehandlung unterzogen, um das Dichtungsmaterial 12 zur fertigen Dichtung 4 zu vernetzen bzw. zu vulkanisieren. Die Wärmebehandlung kann auch separat erfolgen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Träger 14 aus einem wärmebeständigen, mit einem Antihaftmittel aus Silikon beschichteten Trägerpapierbogen 22, auf dessen Oberseite das Dichtungsmaterial 12 durch eine entsprechende Relativbewegung der Düse 10 in Bezug zum Träger 14 entlang der gewünschten Dichtungskontur aus der Düse 10 abgegeben wird, während der Träger 14 unbeweglich festgehalten wird. Bei dem Transportmittel 16 in Fig. 1 handelt es sich um eine Rollenbahn 24, auf der flache plattenförmige Schlitten 26 von der Auftragseinrichtung 8 durch die Wärmebehandlungseinheit 18 hindurch bis in die Nähe des Ortes 20 der Werkstückmontage verschiebbar sind, wobei die ebene Oberseite der Schlitten 26 als Auflagefläche für die Trägerpapierbogen 22 mit dem darauf gespendeten Dichtungsmaterial 12 dient. Die Größe und der Umriss der Oberseite der Schlitten 26 entspricht im Wesentlichen der Größe und der Form der Trägerpapierbogen 22, die zum Beispiel durch Festklemmen lösbar auf den Schlitten 26 befestigt werden. Nach dem Passieren der Wärmebehandlungseinheit 18 wird die fertige Dichtung 4 vom Trägerpapier 22 abgezogen und in eine Aufnahmenut 28 des Werkstücks 6 eingesetzt, bevor dieses entlang einer von der Dichtung 4 aufgespannten Ebene dichtend mit einem anderen Werkstück (nicht dargestellt) verbunden wird. Die Trägerpapierbogen 22 können nach dem Abziehen der Dichtung 4 entsorgt oder ggf. auch für eine Wiederverwendung zur Auftragseinrichtung 8 zurück transportiert werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Transportmittel 16 aus einem Bandförderer 30, dessen endloses Förderband sich von der Auftragseinrichtung 8 durch die Wärmebehandlungseinheit 18 hindurch bis zum Ort 20 der Werkstückmontage erstreckt. Der Bandförderer 30 umfasst eine Antriebsrolle 32 und eine Umlenkrolle 34, um die sich das endlose Förderband

erstreckt. Das Förderband besteht aus einem Gewebegurt 36, der den Träger 14 bildet. Die Oberseite des Gewebegurts 36 ist mit eine Antihaftmittel beschichtet, zum Beispiel mit Teflon ^® .

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Dichtungsmaterial 12 von der Düse 10 direkt auf die ebene Oberseite des Obertrums des Gewebegurts 36 abgegeben und auf dieser durch die Wärmebehandlungseinheit 18 hindurch bis in die Nähe des Ortes 20 der Werkstückmontage gefördert, wo die Dichtung 4 vom Gewebegurt 36 abgezogen wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Träger 14 wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 aus einem preiswerten, zum einmaligen Gebrauch vorgesehenen Trägerpapier 22, das mit zwei von entgegengesetzten Seiten gegen das Trägerpapier 22 angepressten, mit einem Antrieb gekoppelten Vorschubrollen 38, 40 von einer Vorratsrolle 42 abgezogen und zur Düse 10 der Auftragsvorrichtung 8 zugeführt wird, um das Dichtungsmaterial 12 in Form der gewünschten Dichtungskontur auf die Oberseite des Trägerpapiers 22 aufzubringen, wie zuvor beschrieben. Das von Rollen 44 einer Rollenbahn 16 abgestützte Trägerpapier 22 wird anschließend auf den Rollen 44 zu einer Schneidvorrichtung 46 transportiert, wo die Bahn aus dem Trägerpapier 22 mittels eines vertikal beweglichen Messers 48 zwischen den einzelnen Dichtungskonturen quer zu ihrer Längsrichtung durchtrennt wird. Die abgetrennten Papierbogen 50 mit dem Dichtungsmaterial 12 für eine Dichtung 4 werden anschließend in mehreren Lagen übereinander auf einem mit Ablageböden 52 versehenen fahrbaren Transport- und Lagerwagen 54 abgelegt und auf diesem in eine Klimakammer (nicht dargestellt) einer geeigneten Wärmebehandlungseinheit 18 transportiert.