Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Applizieren einer Versiegelungssubstanz, insbesondere einer Wachsmischung auf ein Karosseriebauteil oder in einen Hohlraum eines Fahrzeugs mittels einer Versiegelungssubstanzausbringungs- einrichtung, insbesondere einer Wachsausbringungslanze, wobei die Versiegelungssubstanz von einer Fördereinrichtung in flüssigem Zustand durch die

Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung gefördert wird und ein Gelieren und/oder ein Phasenübergang oder eine chemische Zustandsänderung induziert wird nach den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterhin wird eine Anordnung zum Applizieren einer Versiegelungssubstanz, insbesondere einer Wachsmischung auf ein Karosseribauteil oder in einen Hohlraum eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 8 angegeben.

Im Automobil bau wird bereits seit längerem das Applizieren einer

Versiegelungssubstanz auf Karosseriebauteilen oder in Hohlräume eines

Fahrzeugs im Herstellu ngsprozess integriert, um eine Versiegelung

korrosionsempfindlicher Stellen, wie Falzen, Hohlräume, Bohrungen, etc. zu bewirken. Herkömmlicherweise bestand das Problem, dass die aufgebrachte Versiegelungssubstanz erst relativ spät nach dem Applizieren durch Ausbacken in einem Ofen fixiert werden konnte. Dadurch bestand das Problem, dass die aufgebrachte Versiegelungssubstanz insbesondere schwerkraftbedingt verlief und somit an der mit der Versiegelungssubstanz zu versiegelnden Stelle kein ausreichender Versiegelungsüberzug mehr gewährleistet war. Darüber hinaus ist die Bereitstellung eines Ofens aus mehreren Gesichtspunkten nachteilig . Es fallen erhebliche Installationskosten sowie wegen der benötigten Energie hohe

Betriebskosten an. Darüber hinaus wird der Produktionsprozess durch die notwendige Ofenzeit verzögert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Anordnung anzugeben, mit dem eine Versiegelungssubstanz auf ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs appliziert und g leichzeitig dort fixiert werden kann. Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in vorrichtungstechnischer Hinsicht mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Kernüberlegung der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Induzierung des Gelierens innerhalb der Versiegelungssubstanz dadurch zu bewirken, dass die Versiegelungssubstanz unmittelbar vor, beim Applizieren oder unmittelbar nach dem Applizieren auf das Karosseriebauteil bzw. in einen Hohlraum mit

elektromagnetischer Strahlung insbesondere mit UV-Licht bestrahlt wird, um durch die elektromagnetische Strahlung eine Zustandsänderung zu induzieren und die Versiegelungssubstanz in einen festeren, insbesondere gelförmigen und/oder molekular vernetzten Zustand zu überführen. Die elektromagnetische Strahlung kann, wie bereits erwähnt, im UV-Bereich oder auch noch kurzwelliger sein. Es ist allerdings auch möglich, Mikro- oder Radiowellen oder auch sichtbares Licht einzusetzen. Die Bestrahlung kann kontinuierlich, intermittierend oder auch gepulst erfolgen. Es kann relativ breitbandige oder auch Strahlung mit sehr engem Spektrum eingesetzt werden. Als Lichtquellen kommen neben UV-Lampen bzw. Stroboskoplampen auch Laser, insbesondere auch Halbleiter- bzw. Diodenlaser, in Betracht.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass anstelle der elektromagnetischen Strahlung zur Induzierung einer Zustandsänderung und zur Überführung der Versiegelungssubstanz in einen festeren, insbesondere gelförmigen und/oder molekular vernetzten Zustand, alternativ oder zusätzlich auch der Einsatz anderer energiereicher Strahlung in Betracht kommt und insofern die elektromagnetische Strahlung durch andere energiereiche Strahlung ersetzt oder beide Strahlungsarten kombiniert appliziert werden.

In einer ersten bevorzugten Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Überführung der Versiegelungssubstanz von flüssigem Zustand in einen festeren, insbesondere gelförmigen Zustand, innerhalb einer Prozesszeit t _P zwischen 10 min und 10 s, vorzugsweise zwischen 2 min und 30 s. Durch diese relativ kurzen Prozesszeiten ist in ausreichendem Maße gewährleistet, dass ein Verlaufen der Versiegelungssubstanz, insbesondere unter Einwirkung der

Schwerkraft nicht mehr bzw. nicht mehr in nennenswertem Umfang stattfindet. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich nach dem Gelieren der Versiegelungssubstanz ein Aushärtungsprozess anschließen, in dem die Versiegelungssubstanz aushärtet.

Eine Trennung zwischen Gelieren und endgültigem Aushärten ist gerade im Produktionsprozess unter Umständen gewünscht, da ein sofortiges Aushärten im Aushärtungsprozess selbst oder auch bei der weiteren Fertigung des Fahrzeugs zu Brüchen und damit zu einer nicht ausreichend wirksamen Versiegelung führen könnte.

Es kann vorgesehen sein, dass der Aushärtungsprozess automatisch, spätestens nach Beginn des Gelierens, ggf. zeitverzögert, einsetzt oder dass auch der Aushärtungsprozess separat induziert wird .

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist der Aushärtungsprozess im Vergleich zum Prozess der Überführung der Versiegelungssubstanz von einem flüssigen Zustand in einen gelförmigen Zustand (Prozess des Gelierens) so ein gestellt, dass er deutlich länger braucht, vorzugsweise mindestens doppelt so lange, weiter vorzugsweise mindestens 10-mal so lange dauert. Durch diese wechselseitige Einstellung der Prozesse des Gelierens einerseits und des Aushärtens andererseits ist einerseits gewährleistet, dass die Versiegelungssubstanz ausreichend fixiert wird und insbesondere ein Verlaufen unter Einwirkung der Schwerkraft unterbunden wird, gleichzeitig aber der Versiegelungsüberzug noch ausreichend flexibel ist, um die Weiterbearbeitung des Fahrzeugs im Montage- prozess nicht zu beeinträchtigen bzw. ohne Beschädigungen oder gar Aufbrechungen zu überdauern.

In einer möglichen Ausgestaltung ist der endgültige Aushärtungsprozess auf einige Stunden bis einige Tage angelegt.

Ganz generell kann die Dauer des Gelierprozesses anhand der Veränderung der Fließfähigkeit des Materials definiert werden. Dabei kann die Fließfähigkeit der Versiegelungssubstanz beim Applizieren, vor Induzieren des Gelierens einen ersten Wert V, und nach Durchlaufen des Gelierprozesses einen zweiten Wert V _g aufweisen. Dabei kann als Start des Gelierprozesses angesehen werden, sobald sich die Fließfähigkeit von V, auf V _g um mindestens 2 % reduziert hat und als Ende des Gelierprozesses, sobald 98 % des Werts V _g erreicht sind. Im Prozess des Aushärtens kann der Start als Beginn einer Aushärtung und das Ende des Aushärtungsprozesses dann angesetzt werden, wenn 80 % einer end gültigen Härte (z. B. nach Shore) erreicht sind .

Es kann in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Induzierung des Gelierens oder eine Induzierung eines Aushärtens dadurch erfolgt, dass die Versiegelungssubstanz vor oder beim Applizieren auf eine Ausbringungstemperatur T _A oberhalb einer Aktivierungsschwelle T _s erwärmt wird . Die Aktivierung einer Wachsmischung durch einen sog. Heizkick ist an sich bekannt. Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird allerdings eine Aktivierung zumindest eines Gelierens, eventuell auch des Aushärtungsprozesses durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung induziert. Nur zusätzlich könnte das Gelieren auch noch durch Aufheizen der Versiegelungssubstanz über eine Aktivierungsschwelle T _s unterstützt werden. Gleichzeitig könnte die Aktivierung des Aushärtungsprozesses durch die Erwärmung der Versiegelungssubstanz über die Aktivierungsschwelle T _s eingeleitet werden.

Weiterhin ist es denkbar, eine zusätzliche Induzierung des Gelierens oder eine Induzierung eines Aushärtens der Versiegelungssubstanz vor, beim oder nach dem Applizieren auf das Karosseriebauteil oder in einem Hohlraum durch Stoffe in der Umgebungsluft, wie Sauerstoff, Feuchtigkeit oder durch eine weitere prozessmäßig zugeführte Komponente vorzunehmen.

In einer fakultativen Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Versiegelungssubstanz so gewählt sein, dass die Aktivierungsschwelle T _s im Bereich zwischen 60 °C und 120 °C, vorzug sweise bei etwa 80 °C liegt. Die Versiegelungssubstanz kann mit einer Ausbringungstemperatur T _A von 90 °C bis 120 °C, bevorzugt von etwa 95 °C aus der Versiegelungssubstanzausbringungs- einrichtung ausgestoßen werden.

Nach einem Kerngedanken der erfindungsgemäßen Anwendung ist vorgesehen, dass die Einrichtungen zum Induzieren eines Gelierens bzw. eines

Phasenübergangs oder einer chemischen Zustandsänderung in der

Versiegelungssubstanz von einer flüssigen Phase in eine festere, insbesondere gelförmige, Phase vorgesehen sind, wobei die Einrichtungen zum Induzieren eines Gelierens ein oder mehrere Bestrahlungseinrichtungen umfassen, um die

Versiegelungssubstanz unmittelbar vor, beim oder nach dem Auftreffen auf das Karosseriebauteil zu bestrahlen und ein Gelieren zu induzieren. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Einrichtungen zum Induzieren eines Gelierens auch gleichzeitig ein Aushärten induzieren können, sofern die

Versiegelungssubstanz entsprechend eingestellt und ausgebildet ist.

In einer möglichen Weiterbildung können die Einrichtungen zum Induzieren eines Gelierens oder eines Aushärtens auch Heizeinrichtungen in der Versiegelungs- substanzausbringungseinrichtung oder stromauf der Versiegelungssubstanzaus - bringungseinrichtung umfassen, um die Versiegelungssubstanz aufzuheizen und mit einer Ausbringungstemperatur T _A aus der Versiegelungssubstanzaus- bringungseinrichtung ausstoßen zu können, so dass die Versiegelungssubstanz bei Ausstoßen durch die Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung flüssig gehalten ist und nach dem Auftreffen auf das Karosseriebauteil geliert. In dieser Variante kann es sinnvoll sein, die Gelierung der Versiegelungssubstanz nach dem Auftreffen auf das Karosseriebauteil auch dadurch zu steuern, dass das

Karosseriebauteil auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird bzw. auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wird .

Sofern für die Bestrahlung UV-Licht eingesetzt wird, erfolgt eine Strahlenhärtung beispielsweise dergestalt, dass mit Hi lfe der durch das UV-Licht bereitgestellten energiereichen Strahlung eine chemische Zustandsänderung erzeugt wird. Bei spielsweise können durch die durch das UV-Licht bereitgestellte energiereiche Strahlung reaktive Materialien von einem niedermolekularen in einen hochmolekularen Zustand überführt werden.

Die Heizeinrichtungen können stromauf der Versiegelungssubstanzausbringungs- einrichtung vorgesehen werden. Es ist sowohl denkbar, dass die Heizeinrich tungen die Versiegelungssubstanz über einen längeren Zeitraum so erwärmen, dass beim Ausstoßen aus der Versiegelungsausbringungseinrichtung eine

Ausbringungstemperatur T _A gewährleistet ist. Es ist alternativ auch möglich, nach Art eines Durchlauferhitzers in der Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung oder stromauf der Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung konkret nur den durchgeförderten Anteil der unmittelbar auszustoßenden Volumina der Versiegelungssubstanz zu erhitzen. Erfolgt die Erwärmung direkt in der Versie- gelungssubstanzausbringungseinrichtung, sind Wärmeverluste während des Antransports bzw. der Vorratshaltung minimiert. Es ist aber auch denkbar, den Erwärmungsprozess zweistufig zu halten, beispielsweise die Versieglungssubstanz in einem Vorratsbehälter auf eine Vorratstemperatur T _v zu erwärmen, die oberhalb der Umgebungstemperatur, z. B. bei 50 °C liegt und nur die restliche Erwärmung unmittelbar vor dem Ausstoßen der Versiegelungssubstanz im

Durchlauf vorzunehmen.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die nachstehenden Zeichnungen näher erläutert:

Hierbei zeigen :

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 2 eine abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung nach der

Erfindung zum Durchführen einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Figur 3 eine nochmals abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung zum Durchführen einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschau licht. In einem Bevorratungsbehälter 15 ist eine Wachsmischung bevorratet. Der Bevorratungsbehälter 15 steht mit einer Fördereinrichtung 12, einem Unterbrechungsventil 16 und einer Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung 11 in Fluidverbindung. Im Bevorratungsbehälter 15 aufgenommene Versiegelungssubstanz kann somit über die Wachsfördereinrichtung 12 das Unterbrechungsventil 16 und die Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung 11 in Richtung auf ein Karosseriebauteil oder in einen Hohlraum eines Fahrzeugs ausgestoßen bzw. appliziert werden.

Eine Steuereinrichtung 18 steht mit der Fördereinrichtung 12, dem optional vorgesehenen Unterbrechungsventil 16 sowie einer UV-Bestrahlungseinrichtung 14 in Wirkverbindung. Unmittelbar beim Ausstoßen der Wachsmischung aus der Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung 11 oder kurz nach Auftreffen der Wachsmischung auf das Karosseriebauteil wird diese mit UV-Licht bestrahlt, um die Wachsmischung von einem flüssigen in einen festeren Zustand, insbesondere durch eine chemische Zustandsänderung, zu überführen. Durch die energiereiche Strahlung des UV-Lichts können beispielsweise niedermolekulare Komponenten in hochmolekulare Komponenten umgewandelt und somit eine stärkere Vernetzung bzw. eine Verfestigung der Wachsmischung erzielt werden.

Die Bestrahlung mit UV-Licht kann dabei kontinuierlich, intermittierend oder gepulst erfolgen.

In Figur 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung zum Durchführen einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Hier wird die im Bevorratungsbehälter 15 bevorratete Versiegelungssubstanz über eine Heizeinrichtung 13 auf einem ersten

Temperaturniveau oberhalb Raumtemperatur von z. B. 90 °C gehalten. Weiterhin ist zwischen dem optional vorgesehenen Unterbrechungsventil 16 und der

Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung 11 eine zweite Heizeinrichtung 17 vorgesehen, um die konkret über die Fördereinrichtung 12 geförderte und aus der Versiegelungssubstanzausbringungseinrichtung 11 ausgestoßene

Versiegelungssubstanz nach dem Prinzip des Durchlauferhitzers auf eine

Ausbringungstemperatur T _A von beispielsweise 105 °C zu erhitzen. Insofern wird bei dieser Ausführungsform erwärmte Versiegelungssubstanz auf ein

Karosseriebauteil bzw. in einen Hohlraum eines Fahrzeugs appliziert und durch die UV-Bestrahlungseinrichtung 14 das Gelieren induziert. Ggf. kann zusätzlich das Gelieren auch durch die Erwärmung unterstützt werden, wobei die

Versiegelungssubstanz dabei auf eine Ausbringungstemperatur T _A oberhalb der Aktivierungsschwelle T _s erwärmt wird. Die Aktivierungsschwelle kann

beispielsweise bei 100 °C liegen.

Ein Aushärteprozess der Versiegelungssubstanz kann entweder durch die

Erwärmung über die Aktivierungsschwelle T _s oder auch über die Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch Bestrahlung mit UV-Licht, initiiert werden.

In Figur 3 ist eine nochmals abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung zum Durchführen einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. In einem Bevorratungsbehälter 15 ist eine Versiegelungssubstanz bevorratet, die analog zu den Anordnungen bzw. Verfahrensvarianten nach den Figuren 1 oder 2 über eine Fördereinrichtung 12 und ein ggf. vorgesehenes Unterbrechungsventil 16 an eine Versiegelungssubstanz- ausbringungseinrichtung 11 gefördert wird. Weiterhin ist eine Hilfsstoffausstoßeinrichtung 19 vorgesehen, die in einem Hilfsstoffbevorratungsbehälter 20 bereitgehalten und über eine Hilfsstofffördereinrichtung 21 und ein optional vorgesehenes Hilfsstoffunterbrechungsventil 22 an die bereits genannte Hilfsstoffausstoßeinrichtung 19 gefördert wird. Über eine Steuereinrichtung 18 kann sowohl der Ausstoß der Wachsmischung aus der Versiegelungssubstanzaus- bringungseinrichtung 11 als auch der Ausstoß des Hilfsstoffs über die Hilfsstoffausstoßeinrichtung 19 gesteuert bzw. kontrolliert werden, und zwar entweder durch Steuerung bzw. Regelung der Leistung der Fördereinrichtung 12 bzw. der Hilfsstofffördereinrichtung 21 und/oder durch entsprechende Betätigung des Unterbrechungsventils 16 bzw. des Hilfsstoffunterbrechungsventils 22.

Über den über die Hilfsstoffausstoßeinrichtung 19 ausgestoßenen Hilfsstoff kann die Induzierung des Gelierens unterstützt oder auch das Aushärten der

Versiegelungssubstanz induziert bzw. unterstützt werden.

Bezugszeichenliste

11 Versiegel ungsausbringungseinrichtung

12 Fördereinrichtung

13 Heizeinrichtung

14 UV-Bestrahlungseinrichtung

15 Bevorratungsbehälter

16 Unterbrechungsventil

17 (zweite) Heizeinrichtung

18 Steuereinrichtung

19 Hilfsstoffausstoßeinrichtung

20 Hilfsstoffbevorratungsbehälter

21 Hilfsstofffördereinrichtung

22 Hilfsstoffunterbrechungsventil

T _A Ausbringungstemperatur

Ts Aktivierungsschwelle

t _P Prozesszeit