EP0058307A1

EP0058307A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Überschüssigen Klebern von den Bördelkanten von Werkstücken

Info

Publication number: EP0058307A1
Application number: EP82100385A
Authority: EP
Inventors: Hariolf Köhler; Jürgen Schmidt; Günther Weyermanns
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1982-08-25
Also published as: BE892139A; DE3105836A1; ES509702A0; ES8302762A1; EP0058307B1; JPS57153068A

Abstract

In der Automobilindustrie werden heute vielfach die Innen-und Außenteile von Türen, Heckklappen und Motorhauben nicht mehr punktgeschweißt, sondern mittels Beördelkanten und Expoxidharzklebern miteinander verklebt. Damit die Klebeverbindung den hohen Qualitätsanforderungen gerecht wird, muß insbesondere an den Ecken der Kleber überdosiert werden. Bei der letzten Bördelung tritt der überschüssige Kleber aus der Falz aus und wird derzeit von Hand entfernt. Dieser Arbeitsvorgang ist lohnintensiv und kann nur bedingt in den Arbeitsablauf einer zeitgesteuerten Fertigungsstraße eingegliedert werden.

Um die problemlose Eingliederung dieses Arbeitsvorganges in eine zeitgesteuerte Fertigungsstraße zu ermöglichen, wird der überschüssige Kleber (3) durch ein tiefkaltes verflüssigtes Gas (7) vorübergehend versprödet und durch mechanische Einwirkung abesprengt. Das Aufbringen des verflüssigten Gases, vorzugsweise Stickstoff, kann durch geschlitzte Rohre (5) erfolgen, die die Bördelkante umfassen. Die mechanische Einwirkung kann durch Nadelpistolen (11) erfolgen. Mit Hilfe von Pneumatikzylindern und'oder Industrierobotern lassen sich sowohl die geschlitzten Rohre als auch die Nadelpistolen zeitgesteuert dem zu bearbeitenden Werkstück zuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von überschüssigen, nichtausgehärteten Klebern, insbesondere Epoxidharzklebern, von den Bördelkanten von Werkstücken, die durch Bördeln und Verkleben von Einzelteilen gebildet werden, wie Türen, Heckklappen und Motorhauben von Automobilen.
In der Automobilindustrie geht man mehr und mehr dazu über, die Innen- und Außenteile von Türen, Heckklappen und Motorhauben nicht mehr durch Punktschweißen zu verbinden, sondern zu verkleben. Hierzu werden Epoxidharzkleber verwendet. Auch die Herstellung derartiger Klebeverbindungen wird in zeitgesteuerten Fertigungsstraßen eingegliedert. Beispielsweise wird mit sogenannten "Arbeitsrobotern" in mehreren Arbeitsgängen der Epoxidharzkleber in die offene Bördelfalz dosiert und eingespritzt. Bei geraden oder leicht gekrümmten Bördelkanten läßt sich der Kleber so exakt dosieren, daß bei der letzten Bördelung kaum Kleber aus der Falz austritt. Dies trifft jedoch nicht zu für die Ecken der Werkstücke. Da eine hohe Qualität der Verbindung gefordert wird, muß hier der Kleber überdosiert werden. Beim Bördelvorgang tritt daher ein Teil des Klebers aus der Naht hervor. Dieser überschüssige Kleber muß gründlich entfernt werden, da er andernfalls den nachfolgenden Arbeitsprozeß beeinträchtigen würde.
Derzeit wird der überschüssige Kleber von Hand entfernt. Ein derartiger Arbeitsgang ist lohnintensiv und dem Bestreben entgegengerichtet, den Fertigungsvorgang möglichst weitgehend zu automatisieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung von überschüssigen Klebemzu schaf- fen, welches in eine zeitgesteuerte Fertigungsstraße eingegliedert werden kann.
Es wurde nun ein Verfahren zur Entfernung von überschüssigen, nichtausgehärteten Klebern, insbesondere Epoxidharzklebern, von den Bördelkanten von Werkstücken, die durch Bördeln und Verkleben von Einzelteilen gebildet werden, wie Türen, Heckklappen und Motorhauben von Automobilen, gefunden, bei dem gemäß der Erfindung der Kleber durch ein tief- kaltes verflüssigtes Gas vorübergehend versprödet und durch mechanische Einwirkung vom Werkstück abgesprengt wird.
Es ist an sich bekannt, daß sich Flüssigkeiten und Pasten, also auch Klebstoffe, bei genügender Abkühlung verspröden lassen. Es ist auch bekannt, daß sich Verbundmaterialien, wie beispielsweise Elektrokabel oder Altreifen von Antomobilen durch Kältezufuhr und nachfolgende mechanische Einwirkung verspröden und voneinander trennen lassen. Es war jedoch nicht zu erwarten, daß sich auch ein Klebstoff auf diese Weise vom Grundmaterial wieder würde entfernen lassen. Insbesondere war nicht zu erwarten, daß sich die Entfernung des Klebestoffes ohne Beeinträchtigung der Rostschutzschicht würde bewerkstelligen lassen. Derartige Rostschutzschichten befinden sich auf den Karosserieblechen von Türen, Heckklappen und Motorhauben im Automobilbau. Ferner war nicht zu erwarten, daß sich die mechanische Einwirkung durchführen lassen würde, ohne die Oberfläche des dünnen und daher empfindlichen Karosserieblechs zu beschädigen.
Da darüber hinaus angestrebt wurde, das erfindungsgemäße Verfahren zu automatisieren und in eine zeigesteuerte Fertigungsstraße einzugliedern, kam als weiteres Erschwernis hinzu, daß sich das gesamte Verfahren in der heute üblichen kurzen Taktzeit von etwa 30 Sekunden durchführen lassen mußte. Für die Verfahrensschritte Verspröden und mechanisches Einwirken standen daher nur jeweils etwa 12 Sekunden Zeit zur Verfügung. Unter den vorgegebenen Bedingungen erwies sich flüssiger Stickstoff als optimales Kühlmedium da dieses tiefsiedende verflüssigte Gas eine sehr intensive Kühlung ermöglicht und in genügender Menge preiswert zur Verfügung steht. Eine besonders intensive Kühlwirkung wird mit einer Vorrichtung erreicht, die im wesentlichen aus einem geschlossenen, geschlitzten Rohr besteht, dessen Schlitz die Bördelkante aufnimmt und in welches flüssiger Stickstoff eingeleitet wird. In dem Rohr wird ein Bad aus flüssigem Stickstoff aufrecht erhalten. Wenn von oben der flüssige Stickstoff zugeführt wird, wird auf diese Weise die Bördelkante von beiden Seiten mit flüssigem Stickstoff beaufschlagt. Der verdampfte tiefkalte Stickstoff entweicht mit großer Geschwindigkeit durch den Schlitz was zu einer zusätzlichen intensiven Kühlung der Bördelkante führt. Derartige Rohre können zudem durch Pneumatikzylinder in die Arbeitsposition geführt werden, so daß der Verfahrenschritt automatisiert werden kann.
Die mechanische Einwirkung zum Absprengen des versprödeten Klebers kann an sich vielfältiger Art sein. So bringen bereits einige Schläge oder eine geringe Fallenergie den versprödeten Kleber zum Abplatzen. Dies führt aber zu Beschädigungen des Bleches. Auch das Vorbeiziehen eines Schraubenziehers reicht aus, um den überflüssigen Kleber zu entfernen. Es ist jedoch in jedem Fall eine Sichtkontrolle erforderlich, um sicherzustellen, daß hierdurch weder das Blech noch seine Rostschutzschicht beschädigt worden ist. Für eine Automatisierung ist diese Art der mechanischen Einwirkung daher ungeeignet. Dasselbe gilt auch für die Verwendung von Hand- Drahtbürsten, der mit denen überflüssige Kleber ebenfalls zufriedenstellend entfernt werden kann. Werden dagegen anstelle von Hand-Drahtbürsten maschinell angetriebene Topfbürsten verwendet, so wird zuviel Energie zugeführt, der Kleber verschmiert sofort.
Als sehr gut geeignet für die mechanische Einwirkung haben sich dagegen druckluftgetriebene Nadelpistolen erwiesen. Die Nadelpistolen können ohne Schwierigkeit mittet eines Industrieroboters in einer zeitgesteuerten Fertigungsstraße verwendet werden. An den Nadelpistolen können zudem Düsen befestigt werden, aus denen kaltes verdampftes Gas ausgeblasen wird. Hierdurch werden die abgesprengten versprödeten Kleberteile vom Blech entfernt, bevor sie wieder erweichen und erneut am Blech festhaften. Die weggeblasenen Kleberteile können aufgefangen und nach Erweichung erneut als Kleber verwendet werden. Ein Ausführungsbeispiel der_'Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden.
Es zeigen:

Fig.1 die Ecke einer Bördelkante,
Fig.2 die von einem geschlitzten Rohr aufgenommene Ecke,
Fig.3 die Ecke mit einer Nadelpistole und abgesprengten Kleberresten,
Fig.4 ein Teilstück eines geschlitzten Rohres in vergrößerter Darstellung.

Die in Fig.1 gezeigte Ecke einer Bördelkante besteht aus dem Blechunterteil 1, dem Blechoberteil 2, der Bördelnaht 4 und dem überschüssigen Kleber 3.
In Fig.2 ist die Ecke von einem geschlitzten Rohr 5 zwecks Beaufschlagung mit flüssigem Stickstoff aufgenommen. Die Stickstoffzufuhr erfolgt durch Anschlußstutzen 6. Der flüssige Stickstoff sammelt sich am Boden des geschlitzten Rohres 5 als Stickstoffbad 7. Die Bördelnaht 4 wird daher beidseitig von flüssigem Stickstoff beaufschlagt. Der verdampfte Stickstoff 8 entweicht durch den Schlitz 9 und trägt auf diese Weise zur Kühlung der Bördelkante bei.. In Fig.2 ist das geschlitzte Rohr 5 mit der Bördelkante im Vordergrund im Schnitt dargestellt.
Fig.3 zeigt die Ecke der Bördelkante mit einer im Einsatz befindlichen Nadelpistole 11, die von rechts nach links bewegt wird. Der vordere Teil der Bördelkante ist bereits von überschüssigem Kleber befreit, die Kleberbruchstücke 12 sind vom Blechoberteil 2 abgetrennt. An der Nadelpistole 11 ist eine Düse 13 angebracht, durch welche kalter verdampfter Stickstoff 14 ausgeblasen wird.
Durch den kalten verdampften Stickstoff 14 werden die Kleberbruchstücke 12 vom Blechoberteil 2 weggeblasen. Sie können aufgefangen und später erneut als Kleber verwendet werden.
In einer zeitgesteuerten Fertigungsstraße spielt sich das erfindungsgemäße Verfahren so ab, daß zunächst durch Pneumatikzylinder an jede der vier Ecken der Bördelkante ein geschlitztes Rohr 5 geführt wird. Sobald die Ecken von den geschlitzten Rohren 5 aufgenommen sind, erfolgt während 8 bis 15 Sekunden die Zufuhr von flüssigem Stickstoff. Danach werden die geschlitzten Rohre 5 zurückgenommen und druckluftbetriebene Nadelpistolen 11 durch Arbeitsroboter über die Bördelnaht 4 geführt. Der überschüssige versprödete Kleber wird abgesprengt und weggeblasen. Dieser Arbeitsvorgang dauert 8 bis 12 Sekunden, so daß sich das gesamte erfindungsgemäße Verfahren in einem Arbeitstakt von 30 Sekunden durchführen läßt.
Ähnliche Schwierigkeiten wie beim Bördeln und Verkleben von beispielsweise Türen und Motorhauben von Automobilen treten auf, wenn rechtwinklig abgebogene Bleche mit kurzem Schenkel stumpf gegeneinander geklebt werden sollen. Auch hierbei läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren sinngemäß anwenden.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von überschüssigen, nichtausgehärteten Klebern(3), insbesondere Epoxidharzklebern, von den Bördelkanten von Werkstücken, die durch Bördeln und Verkleben von Einzelteilen gebildet werden, wie Türen, Heckklappen und Motorhauben von Automobilen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleber durch ein tiefkaltes verflüssigtes Gas vorübergehend versprödet und durch mechanische Einwirkung vom Werkstück abgesprengt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorübergehende Versprödung des Epoxidharzklebers durch flüssigen Stickstoff (7) bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der vorübergehend versprödete Kleber durch mechanische Einwirkung einer Nadelpistole (11) abgesprengt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgesprengten versprödeten Kleberteile durch kaltes verdampftes Gas weggeblasen werden, welches durch eine an der Nadelpistole befestigte Düse (13) austritt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch mindestens ein dem Verlauf der Bördelkante entsprechend gekrümmtes Rohr (5), welches an den Enden durch Abschlußscheiben (10) geschlossen ist, einen auch durch die Abschlußscheiben gehenden Schlitz (9) zur Aufnahme der Bördelkante aufweist und mindestens einen Anschlußstutzen (6) zur Zufuhr des verflüssigten Gases besitzt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4 in Verbindung mit einer Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohre (5) durch Pneumatikzylinder in die Arbeitsposition zuführbar sind, während die Nadelpistolen durch Industrieroboter in die Arbeitsposition verfahrbar sind, wobei Pneumatikzylinder und Industrieroboter in eine zeitgesteuerte Fertigungsstraße eingegliedert sind.