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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen einer
Leitpaste auf eine gekrümmte
Harzglasscheibe, um eine beheizbare Kraftfahrzeugheckscheibe herzustellen.
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Wenn
eine aus anorganischem Glas gebildete Kraftfahrzeugheckscheibe mit
einer Antibeschlagsleitung versehen werden sollte, war es bisher
allgemeine Praxis, die Oberfläche
des anorganischen Glases im flachen Zustand durch sogenannten Siebdruck
mit einer eine Heizleitung bildenden Leitpaste zu versehen. Danach
wurde Wärme
aufgebracht, um eine Biegung in eine für eine Kraftfahrzeugheckscheibe
geeignete gekrümmte
Form durchzuführen,
wobei die Paste durch Erhitzen bei ungefähr 600°C getrocknet wurde.
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Durch
die in letzter Zeit stattfindende Sortimentserweiterung bei Kraftfahrzeugheckscheiben gibt
es nun auch Heckscheiben, die nicht aus anorganischem Glas, sondern
aus einem Harzglas (beispielsweise Polycarbonat) gebildet sind.
Im Fall eines Harzglases wird die Scheibe normalerweise jedoch von
Beginn an durch Spritzgießen
in eine gekrümmte
Form gebracht, so dass es anders als im Fall anorganischen Glases
unmöglich
ist, beim Aufbringen der Leitpaste Siebdruck einzusetzen.
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Die
JP 60-23984 A offenbart eine Vorrichtung (siehe 2 der Veröffentlichung), die mit einer düsenförmigen Auftragsdüse ausgestattet
ist, die es ermöglicht,
auf ein gekrümmtes
Harzglas Leitpaste aufzubringen.
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Zum
allgemeinen Aufbau einer solchen düsenförmigen Auftragsdüse wird
auch auf die
DE 197 27
260 A1 verwiesen.
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Da
die Wärmebeständigkeitstemperatur
von Harzglas niedriger als die von anorganischem Glas ist, muss
eine bei niedriger Temperatur backende Leitpaste (mit einer Backtemperatur
von ungefähr 120°C) eingesetzt
werden. Allerdings hat eine solche bei niedriger Temperatur backende
Leitpaste einen hohen Widerstandswert, so dass sie mit dem Problem
verbunden ist, dass die Antibeschlagswirkung bei Strombeaufschlagung
recht gering ist. Wenn angesichts dessen der Versuch unternommen
wird, einen Anstieg der Querschnittsfläche der Leitpaste zu erreichen,
um dadurch den Widerstandswert zu verringern, stellt es sich als
recht schwer heraus, die Dicke und Breite der Leitpaste gleichmäßig zu gestalten,
wodurch sich nur schwer ein stabiler Widerstandszustand erreichen
lässt.
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Die
JP 05-115825 A und die
DE
43 18 506 A1 offenbaren eine Vorrichtung, die ein pastenförmiges Material
auf ein flaches Objekt aufbringt, während es bewegt wird. Diese
Vorrichtungen können
jedoch nicht verwendet werden, wenn ein pastenförmiges Material auf ein gekrümmtes Objekt
aufgebracht wird.
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Angesichts
der obigen Probleme beim Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auftragen einer Leitpaste auf
eine gekrümmte
Harzglasscheibe zur Verfügung zu
stellen, mit der sich die Leitpaste gleichmäßig auf der Harzglasscheibe
aufbringen lässt,
um auf diese Weise eine beheizbare Kraftfahrzeugheckscheibe herzustellen.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
sieht die Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vor. Die Unteransprüche befassen
sich mit Weiterbildungen dieser Vorrichtung.
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Es
wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Darstellung des Aufbaus einer Vorrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
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2 eine
Darstellung des Aufbaus und der Betriebsweise eines Auftragskopfes
der Vorrichtung von 1;
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3 eine
Darstellung mit einer Abwandlung des Auftragskopfes der Vorrichtung;
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4 eine
Darstellung mit einer weiteren Abwandlung des Auftragskopfes der
Vorrichtung, der sich von dem der 2 und 3 unterscheidet; und
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5 eine
Darstellung einer weiteren Abwandlung des Auftragskopfes der Vorrichtung,
der sich von denen der 2, 3 und 4 unterscheidet.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine zum Auftragen einer Leitpaste
dienende Vorrichtung 1 mit einem an einer Aufstellfläche 3 befestigten
Roboterarm (Transportmechanismus) 5 und einem am fernen Ende
des Roboterarms 5 befestigten Auftragskopf 7 ausgestattet.
Der Roboterarm 5 ist hauptsächlich mit einem Drehsockel 9,
einem ersten Arm 11, einem zweiten Arm 13 und
einem Drehende 15 ausgestattet. Der untere Abschnitt des
Drehsockels 9 ist an der Aufstellfläche 3 befestigt und
das untere Ende des ersten Arms 11 an dem oberen Abschnitt
des Drehsockels 9. Der obere und untere Abschnitt des Drehsockels 9 sind dazu
imstande, sich relativ zueinander zu drehen, weswegen der erste
Arm 11 von dem Drehsockel 9 drehbar getragen wird.
Abgesehen davon erfolgt die Verbindung zwischen dem nahen Ende des
ersten Arms 11 und dem Drehsockel 9 und die Verbindung
zwischen dem nahen Ende des zweiten Arms 13 und dem fernen
Ende des ersten Arms 11 durch Tragewellen 17 und 19,
die eine Relativdrehung erlauben, weswegen sich der zweite Arm 13 und
der erste Arm 11 durch bekannte Antriebseinrichtungen wie
(nicht gezeigte) Stellglieder bezüglich des ersten Arms 11 bzw.
des Drehsockels 9 verschwenken lassen. Darüber hinaus
setzt sich der zweite Arm 13 aus einem Hauptkörperabschnitt 13a und
einem fernen Endabschnitt 13b zusammen, die miteinander durch
eine Drehwelle 14 verbunden sind, um eine Relativdrehung
zuzulassen, und kann der ferne Endabschnitt 13b seinen
Winkel bezüglich
des Hauptkörperabschnitts 13a ändern. An
dem am fernen Endabschnitt 13b vorgesehenen Drehende 15 ist
ein Auftragskopf 7 befestigt, wobei das Drehende 15 den Auftragskopf 7 durch
eine weithin bekannte Antriebseinrichtung wie einen Motor um die
Längsachse
des zweiten Arms 13 drehen kann.
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Als
Nächstes
wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ausführlicher
der Auftragskopf 7 beschrieben. Der Auftragskopf 7 ist
mit einem Knieblech 21 ausgestattet, das, wie in 1 zu
erkennen ist, die Form eines umgedrehten L hat. Das obere Ende des
Knieblechs 21 ist an dem Drehende 15 angebracht,
und an dem unteren Ende des Knieblechs 21 ist über einen
dazwischenliegenden Gleitmechanismus 23 eine Auftragsdüse 25 befestigt.
Der Gleitmechanismus 23 ist mit einem an dem Knieblech 21 angebrachten
Gleitzylinder 27 mit im Schnitt rechteckiger Form ausgestattet,
wobei in den Gleitzylinder 27 über dazwischenliegende Kugellager 28 gleitfähig ein
Schaft 29 eingeführt
ist. Am unteren Ende des Schafts 29 sind die Auftragsdüse 25 und eine
Gleitführung 31 angebracht,
so dass sie zusammen mit dem Schaft 29 gleiten können. Mit
der Gleitführung 31 ist
ein Kontaktbauteil 33 verschraubt. Der Abstandshalter 33 wird
von einer Mutter 35 in Position gehalten, wobei der Betrag
L, um den der Abstandshalter 33 von der von dem Gleitzylinder 27 abgewandten
Seite (d.h. in 2 nach unten) vorragt, durch
Lösen der
Mutter 35 eingestellt werden kann.
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Die
Gleitführung 31 ist
mit einem Führungsabschnitt 31a ausgestattet,
der im Großen
und Ganzen parallel zum Schaft 29 verläuft und sich in Oberflächenkontakt
mit der Außenseite
des Gleitzylinders 27 befindet. Wenn der Gleitzylinder 27 und
der Führungsabschnitt 31a so
angeordnet sind, dass sie sich miteinander in Oberflächenkontakt
befinden, kann eine unbeabsichtigte Drehung der Gleitführung 31 und
daher des Abstandshalters 33 usw. verhindert werden. Darüber hinaus
befindet sich am Außenumfang
des unteren Abschnitts des Schafts 29 eine Feder 37.
Das untere Ende der Feder 37 befindet sich in Kontakt mit
der Gleitführung 31,
wobei der Schaft 29 durch die elastische Kraft der Feder 37 ständig nach
unten gedrückt
wird. Darüber
hinaus ist am oberen Ende des Schafts 29 ein Anschlagkopf 39 ausgebildet.
Der Anschlagkopf 39 ist ein Abschnitt mit größerem Durchmesser
als das Loch, das in der Oberseite des Gleitzylinders 27 ausgebildet
ist und durch den der Schaft 29 geht. Indem er gegen die
Oberseite des Gleitzylinders 27 stößt, reguliert der Anschlagskopf 39 die
unterste Stellung, in die der Schaft 29 gleitet.
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An
dem Knieblech 21, an dem die Auftragsdüse 25 befestigt ist,
ist eine Druckeinspeisezuführungseinrichtung 41 angebracht,
die aus einer Kolbenpumpe mit Volumenmessung oder dergleichen besteht.
Darüber
hinaus ist mit der Zuführungseinrichtung 41 das
eine Ende eines Schlauchs 43 und mit der Auftragsdüse 25 das
andere Ende des Schlauchs 43 verbunden. Und zwar ist das
andere Ende des Schlauchs 43 so in die Auftragsdüse 25 eingeführt, dass
es mit dem Einlass der Auftragsdüse 25 in
Verbindung steht.
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Als
Nächstes
wird die Funktionsweise der wie oben beschrieben aufgebauten Vorrichtung
dieses Ausführungsbeispiels
beschrieben. Als Leitpaste wird eine Silberpaste verwendet, wobei
für die
Auftragsdüse 25 eine
Düse mit
einem Innendurchmesser von 0,3 mm verwendet wird. Darüber hinaus
wird der Überstand
des Abstandshalters 33 zuvor so eingestellt, dass der Abstand
C zwischen der Auftragsoberfläche 45a eines
gekrümmten
Harzglases 45 und dem fernen Ende der Auftragsdüse 25 0,1
bis 0,7 mm, vorzugsweise 0,3 mm beträgt. Dann wird die Zuführungseinrichtung 41 angetrieben
und über
den Schlauch 43 aus der Auftragsdüse 25 Leitpaste abgegeben,
wobei der Roboterarm 5 betätigt wird, um den Auftragskopf 7 entlang
der gekrümmten
Oberflächenform
der Auftragsoberfläche 45a des
gekrümmten
Harzglases 45 zu bewegen (wobei angenommen wird, dass die
Bewegungsrichtung senkrecht zu der Ebene von 2 verläuft), wodurch
auf die Auftragsoberfläche 45a Leitpaste
aufgebracht wird, die eine Antibeschlagsleitung 47 bildet.
Und zwar wird der Auftragskopf 7 in diesem Ausführungsbeispiel
durch den Roboterarm 5 mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 200 mm/s
bewegt, um eine 0,8 mm dicke Antibeschlagsleitung 47 zu
bilden. Während
der Aufbringung wird die Auftragsdüse 25 durch den Roboterarm 5 so
gesteuert, dass sie bezüglich
der Auftragsoberfläche 45a des
gekrümmten
Harzglases 45 stets senkrecht ausgerichtet ist und dass
zwischen ihr und der Auftragsoberfläche ein fester Abstand eingehalten
wird. Die Dicke der Antibeschlagsleitung wird geeigneter Weise vorzugsweise
innerhalb eines Bereichs von 0,6 bis 1,0 mm eingestellt.
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Tatsächlich liegen
wegen der gekrümmten Oberflächenform
und der winzigen Oberflächenunregelmäßigkeiten
der Auftragsoberfläche 45a und
wegen des Auftretens von Schwankungen bei der Steuerung des Roboterarms 5 usw.
Faktoren vor, die es erschweren, zwischen der Auftragsdüse 35 und
der Auftragsoberfläche 45a einen
gewünschten
Abstand einzuhalten. Wenn die Auftragsdüse 25 bei diesem Ausführungsbeispiel
beispielsweise einen Vorsprung auf der Auftragsoberfläche 45a erreicht,
wird jedoch die Feder 37 abgelenkt und der Abstandshalter 33, während der
Schaft 29 nach oben gleitet, durch die Drückkraft
der Feder 37 mit der Auftragsoberfläche 45a in Kontakt
gehalten. Beim Erreichen des Vorsprungs gleitet die Auftragsdüse 25 also
ohne eine Schwankung der Vertikalstellung des Gleitzylinders 27 nach
oben und kann die Höhe
S des Vorsprungs angefedert werden, ohne den Abstand C zwischen der
Auftragsdüse 25 und
der Auftragsoberfläche 45a zu ändern. Nach
dem Vorsprung gleitet der Schaft 29 durch die Druckkraft
der Feder 37 zurück,
so dass der Abstandshlter 33 mit der Auftragsoberfläche 45a in
Kontakt gehalten wird, wodurch stets der Abstand C beibehalten wird.
Das heißt
also, dass in diesem Ausführungsbeispiel
die Auftragsdüse 25 und
der Abstandshalter 33 gemeinsam miteinander gleiten können und
durch die Feder 37 ständig
zur Auftragsoberfläche 45a gedrückt werden,
wobei die Annäherung
an die Auftragsoberfläche 45a durch
der Abstandshalter 33 geregelt wird, so dass es trotz Faktoren
wie den Oberflächenunregelmäßigkeiten
möglich ist,
einen festen Abstand zwischen der Auftragsdüse 25 und der Auftragsoberfläche 45a einzuhalten.
Darüber
hinaus stellen in diesem Ausführungsbeispiel die
Gleitabschnitte des Auftragskopfes 7 mit der Auftragsdüse 25 und
dem Abstandshalter 33 ohne die Zuführungs einrichtung 41 lediglich
kleine und leichte Abschnitte dar, wobei die Auftragsdüse 25 und
die Zuführungseinrichtung 41 durch
den hochflexiblen Schlauch 43 verbunden sind, so dass sich
verglichen mit dem Fall, in dem die Zuführungseinrichtung zusammen
mit der Auftragsdüse
und dem Abstandshalter gleiten gelassen wird, im Betrieb eine deutliche Verbesserung
der Anpassungsfähigkeit
der Auftragsdüse 25 bezüglich Oberflächenunregelmäßigkeiten der
Auftragsoberfläche 45a ergibt.
Es ist daher möglich,
die Auftragsgeschwindigkeit zu erhöhen, wodurch eine Verbesserung
der Produktivität
erreicht wird. Des Weiteren wäre
bei einem Aufbau, bei dem sich die Zuführungseinrichtung wie die Pumpe
zusammen mit der Auftragsdüse
und dem Abstandshalter bewegt, der bewegliche Abschnitt des Auftragskopfs
größer als
bei der Erfindung. Falls die Krümmung
der Auftragsoberfläche 45a groß wäre, bestünde daher
die Möglichkeit,
dass der bewegliche Abschnitt des Auftragskopfes gegen die Auftragsoberfläche 45a stieße, wenn
sich der Auftragskopf entlang der Auftragsoberfläche 45a bewegt. In
diesem Ausführungsbeispiel
besteht der Abschnitt des Auftragskopfes 7 in der Nähe seines
fernen Endes jedoch nur aus der gleitenden Auftragsdüse 25 und dem
Abstandshalter 33, die beide kompakt sind, wodurch sich
die oben angesprochene Störung
vermeiden lässt
und sich Einschränkungen
bezüglich
der die Aufbringung ermöglichenden
Formgebung der gekrümmten
Scheibe verringern lassen.
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Darüber hinaus
wird als Zuführungseinrichtung 41 keine
Pumpe mit sogenannter Abgabedrucksteuerung, sondern eine Pumpe mit
Abgabevolumenmessung verwendet, was es ermöglicht, Schwankungen der Abgabemenge
der Leitpaste unter dem Einfluss beispielsweise des Fließwiderstands
in dem Schlauch 43, der Auftragsdüse 25 usw., des Widerstands
aufgrund der zwischen der Auftragsdüse 25 und der Auftragsoberfläche 45a vorkommenden
Leitpaste und auch der Schwankungen der Viskosität der Leitpaste zu begrenzen.
Da die Abgabemenge der Leitpaste somit weniger stark vom Einfluss
des Fließwiderstands
abhängt,
ist es auch möglich,
einen Schlauch 43 mit geringem Durchmesser zu verwenden
und die Zuführungseinrichtung 41 abseits
von der Auftragsdüse 25 als
dem gleitenden Abschnitt anzuordnen.
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Zwischen
der Auftragsdüse 25 und
der Auftragsoberfläche 45a lässt sich
also ein fester Abstand einhalten und eine feste Abgabemenge der
Leitpaste erreichen, weswegen die Leitpaste in Form einer dünnen, gleichmäßigen Leitung
aufgebracht werden kann.
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Die
Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern erlaubt verschiedene Abwandlungen. So ist es zum Beispiel
nicht immer notwendig, dass die Auftragsdüse in der Verlängerung
der Schaftachse angeordnet ist. Wie in 3 gezeigt
ist, ist es nämlich auch
möglich,
einen Aufbau zu verwenden, bei dem die Auftragsdüse 125 nicht an dem
Schaft 29, sondern an einer Gleitführung 131 angebracht
ist.
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Darüber hinaus
wurde die Auftragsdüse zwar
in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
in einer Richtung gleiten gelassen, die senkrecht zu der das Auftragsziel
darstellenden Auftragsoberfläche
ist, doch sollte dies nicht als Beschränkung aufgefasst werden, da
die Auftragsdüse
auch in jede andere Richtung gleiten kann, die die das Auftragsziel
darstellende Auftragsoberfläche
kreuzt, d.h. in eine Richtung, die nicht parallel zur Auftragsoberfläche ist.
Außerdem
ist es nicht immer notwendig, dass die Auftragsdüse entlang ihrer eigenen Achse gleitet,
sondern kann die Auftragsdüse
auch in einer Richtung gleiten, die bezüglich ihrer eigenen Achse geneigt
ist.
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Darüber hinaus
ist in dem oben beschriebenen Beispiel zwar pro Roboterarm 5 nur
eine Auftragsdüse
vorgesehen, doch können
pro Roboterarm 5 auch mehrere Auftragsdüsen vorgesehen sein. Und zwar
kann, wie schematisch in dem Beispiel von 4 gezeigt
ist, in dem zwei Auftragsdüsen
vorgesehen sind, ein gegabeltes Knieblech 221 mit zwei Zweigabschnitten 221a angefertigt
werden, an denen jeweils auf ähnliche
Weise wie oben beschrieben mit einem dazwischenliegenden Gleitmechanismus 23 die
Auftragsdüse 225,
der Abstandshalter 233 usw. befestigt sind. Bei dieser
Abwandlung kann mit Hilfe einer einzigen Zuführungseinrichtung 41 aus
mehreren Auftragsdüsen 225 Leitpaste
abgegeben werden, wodurch eine Verbesserung der Produktivität erreicht wird.
Außerdem
kann die Leitpaste effizient mit Hilfe eines einzigen Roboterarms 5 abgegeben
werden, was im Hinblick auf die Teilekosten und Steuerungskosten
vorteilhaft ist.
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Um
bei dem Vorgang zur Aufbringung von Leitpaste einen Stromversorgungsabschnitt 49 in Form
einer dicken Leitung (siehe 1) auszubilden,
der jede dünne
Antibeschlagsleitung 47 mit Strom versorgen soll, kann
auch ein Aufbau verwendet werden, bei dem die Pastenabgabelöcher in
der Auftragsdüse
eine Vielzahl von kontinuierlich angeordneten Löchern kleinen Durchmessers
oder schlitzförmigen
Löchern
usw. darstellen. Durch diese Anordnung ist es beim Ausbilden des
Stromversorgungsabschnitts 49 möglich, Paste in Form einer
dicken Leitung mit geringen Schwankungen der Auftragsmenge und -dicke
aufzubringen.
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Darüber hinaus
ist die Erfindung nicht auf eine Anordnung beschränkt, bei
der lediglich ein Abstandshalter pro Auftragsdüse vorgesehen ist, sondern
kann auch eine Anordnung verwendet werden, bei der die Anzahl der
Auftragsdüsen
und die Anzahl der Abstandshalter nicht die gleiche ist. Wie schematisch
in 5 gezeigt ist, ist es zum Beispiel möglich, einen
Aufbau zu verwenden, bei dem über
eine dazwischenliegende Gleitführung 331 auf
beiden Seiten einer Auftragsdüse 325 jeweils
ein Einzelabstandshalter 333 angebracht ist. Bei dieser
Abwandlung ist es durch die Regelung der Annäherung der Auftragsdüse 325 an
die Auftragsoberfläche 45a durch
die beiden Kontaktbauteile 333 auch dann, wenn die Auftragsoberfläche 45a eine
komplizierte, unregelmäßige Oberfläche ist
und die Auftragsdüse 325 leicht
in mehreren Richtungen geneigt wird, möglich, zwischen der Auftragsdüse 325 und
der Auftragsoberfläche 45a einen
festen Abstand einzuhalten, ohne dass der Abstand verringert wird.
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Darüber hinaus
wird in diesem Ausführungsbeispiel
zwar der Roboterarm 5 als der Transportmechanismus zum
Transport der Auftragsdüse
entlang der Harzglasscheibe verwendet, doch sollte dies nicht als
Beschränkung
aufgefasst werden, da es auch möglich
ist, eine andere Art Transportsteuerungsmechanismus zu verwenden,
solange dieser erlaubt, die Auftragsdüse entlang der Route zu bewegen,
entlang der die Antibeschlagsleitung ausgebildet werden soll, und
die Bewegung möglich
ist, während
ein bezüglich
der Auftragsoberfläche
in gewissem Umfang fester Abstand eingehalten wird. So ist es zum
Beispiel möglich,
einen Bewegungssteuerungsmechanismus anzufertigen, der mit zwei
Schienen ausgestattet ist, die es der Auftragsdüse erlauben, sich nach Art
eines Schachbrettmusters entlang zweier senkrechter Achsen zu bewegen,
wobei die Auftragsdüse
in Übereinstimmung
mit der Route, entlang der die Antibeschlagsleitung auszubilden
ist, über
eine passende Kombination von Bewegungsanteilen in die Richtungen
der beiden senkrechten Achsen bewegt wird.