Title:
Vorrichtung und Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen
Kind Code:
B3


Abstract:

Eine Vorrichtung (10) zum Maskieren von Befestigungsbohrungen (21) in Felgen (12) mit Maskierungselementen (24, 24') hat einen Vorratsbehälter (22) für die Maskierungselemente (24, 24'), eine Druckerzeugungseinheit (38), eine mit dem Vorratsbehälter (22) verbundene Anschlusseinheit (34) und eine zumindest im Wesentlichen rohrförmige Abgabeeinrichtung (40), die an einem Ende an der Anschlusseinheit (34) befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine Abgabeöffnung (42) zum Abgeben der Maskierungselemente (24, 24') hat. Erfindungsgemäß weist die Abgabeeinrichtung (40) eine Rohrwandung (46) auf, in der ein mit der Druckerzeugungseinheit (38) verbundener Kanal (48, 50; 481a, 481b, 482a, 482b, 483, 484) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist. Die Rohrwandung (46) besteht zumindest teilweise aus einem elastischen Material, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 53; 86, 88) ausgebildet ist, so dass sich, wenn der Druck des Fluids verändert wird, die Rohrwandung (46) verformt und die Klemmung auf die Maskierungselemente freigibt. Die Anschlusseinheit (34) und die Abgabeeinrichtung (40) sind vorzugsweise einstückig in einem 3D-Druckverfahren hergestellt.




Inventors:
Röckle, Jürgen (71106, Magstadt, DE)
Schulze, Herbert (71134, Aidlingen, DE)
Application Number:
DE102016112797A
Publication Date:
12/21/2017
Filing Date:
07/12/2016
Assignee:
Eisenmann SE, 71032 (DE)
International Classes:



Foreign References:
JPH1157557A
Attorney, Agent or Firm:
Ostertag & Partner, Patentanwälte mbB, 70597, Stuttgart, DE
Claims:
1. Vorrichtung (10) zum Maskieren von Befestigungsbohrungen (21) in Felgen (12) mit Maskierungselementen (24, 24'), mit einem Vorratsbehälter (22) für die Maskierungselemente (24, 24'), einer Druckerzeugungseinheit (38), einer mit dem Vorratsbehälter (22) verbundenen Anschlusseinheit (34) und einer rohrförmigen Abgabeeinrichtung (40), die an einem Ende an der Anschlusseinheit (34) befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine Abgabeöffnung (42) zum Abgeben der Maskierungselemente (24, 24') hat,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abgabeeinrichtung (40) eine Rohrwandung (46) aufweist, in der ein mit der Druckerzeugungseinheit (38) verbundener Kanal (48, 50; 481a, 481b, 482a, 482b, 483, 484) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, und dass
die Rohrwandung (46) zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 53; 86, 88) ausgebildet ist, so dass sich, wenn der Druck des Fluids verändert wird, die Rohrwandung (46) verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung (46) auf eines der Maskierungselemente (24, 24') ausgeübt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rohrwandung (46) einstückig ausgebildet und in einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Anschlusseinheit (34) und die Abgabeeinrichtung (40) einstückig ausgebildet und in einem 3D-Druckverfahren hergestellt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elastischen Material ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 54) ausgebildet ist, der in der Art eines einseitigen Faltenbalges (53, 55) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (52, 54) mehrere fluidmäßig miteinander verbundene Abschnitte hat, die entlang einer axialen Richtung der Rohrwandung hintereinander angeordnet sind und alternierend eine größere und einen kleinere Breite haben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte ring- oder ringsegmentförmig sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte mit der kleineren Breite einen größeren Innenradius haben.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Rohrwandung (46) ein erster Kanal (48) und ein zweiter Kanal (50) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet und mit der Druckerzeugungseinheit (38) so verbunden ist, dass der Druck des Fluids in dem ersten Kanal (48) und dem zweiten Kanal (50) unabhängig voneinander veränderbar ist, und dass
die Rohrwandung (46) einen ersten Abschnitt und einen dazu axial in Richtung der Abgabeöffnung versetzt angeordneten zweiten Abschnitt aufweist, wobei in dem ersten Abschnitt die Form der Rohrwandung (46) durch Verändern des Fluiddruckes in dem ersten Kanal (48; 481a, 481b) und in dem zweiten Abschnitt die Form der Rohrwandung durch Verändern des Fluiddruckes in dem zweiten Kanal (50; 482a, 482b) veränderbar ist, so dass mit dem ersten Abschnitt in der Abgabeeinrichtung (40) gestaute Maskierungselemente (24, 24') vereinzelt und mit dem zweiten Abschnitt abgegeben werden können.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
an der Anschlusseinheit (34) zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen (40) befestigt sind, die jeweils einen ersten Kanal (48) und einen zweiten Kanal (50) aufweisen,
die Anschlusseinheit (34) einen ersten Fluidanschluss (58) und einen zweiten Fluidanschluss (60) aufweist,
in der Anschlusseinheit (34) ein erstes Kanalsystem (62) ausgebildet ist, das den ersten Fluidanschluss (58) mit den ersten Kanälen (48) verbindet, und dass
in der Anschlusseinheit (34) ein zweites Kanalsystem (64) ausgebildet ist, das den zweiten Fluidanschluss (60) mit den zweiten Kanälen (50) verbindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kanalsystem (62) in einer ersten Ebene und das zweite Kanalsystem (64) in einer zu der ersten Ebene parallelen zweiten Ebene ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwandung (46) zwei einander gegenüberliegende Hohlräume (52a, 52b) hat, die so ausgebildet sind, dass erste Maskierungselemente (24) nur bei einer gleichzeitigen Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in beiden Hohlräumen (52a, 52b) vereinzelt oder freigegeben werden, und dass zweite Maskierungselemente (24'), die einen kleineren Durchmesser haben als die ersten Maskierungselemente (24), bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in nur einem der zwei Hohlräume (52a, 52b) vereinzelt oder freigegeben werden.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlusseinheit (34) zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen (40) befestigt sind, und dass die Vorrichtung eine Auslenkeinrichtung (78, 80, 82; 483, 484) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Abgabeeinrichtungen (40) auszulenken und dabei elastisch so zu verformen, dass die Lage der Abgabeöffnungen (42) der Abgabeeinrichtungen (40) verändert wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (40) durch einen weiteren Kanal (483, 484) oder einen weiteren Hohlraum in der Rohrwandung (46) der jeweiligen Abgabeeinrichtung (40) gebildet wird, und dass sich bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in dem weiteren Kanal (483, 484) oder in dem weiteren Hohlraum die Rohrwandung (46) so verformt, dass die jeweilige Abgabeeinrichtung (40) ausgelenkt und die Lage der Abgabeöffnung (42) verändert wird.

14. Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen (21) in Felgen (12) mit Maskierungselementen (24, 24'), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Bereitstellen der Maskierungselemente (24, 24') in einem Vorratsbehälter (22);
b) Zuführen der Maskierungselemente (24, 24') an eine Anschlusseinheit (34), die mit einer rohrförmigen Abgabeeinrichtung (40) verbunden ist, die eine Abgabeöffnung (42) zum Abgeben der Maskierungselemente (24, 24') und eine Rohrwandung (46) hat, in der ein Kanal (48, 50; 481a, 481b, 482a, 482b, 483, 484) zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, wobei die Rohrwandung (46) zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der Kanal (48, 50; 481a, 481b, 482a, 482b, 483, 484) verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum (52, 53; 86, 88) ausgebildet ist,
c) Verändern des Drucks des Fluids in dem Kanal (48, 50; 481a, 481b, 482a, 482b, 483, 484) derart, dass sich die Rohrwandung (46) verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung (46) auf eines der Maskierungselemente (24, 24') ausgeübt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14 mit den Merkmalen eines der Ansprüche 2 bis 13.

Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNGGebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen mit Maskierungselementen, bei denen es sich z. B. um Kugeln oder um annähernd kegelförmige Stopfen handeln kann. Die Maskierung wird üblicherweise durchgeführt, bevor die Felgen lackiert oder in anderer Weise beschichtet werden. Dadurch wird ein Eindringen von Lacken oder anderem Beschichtungsmaterial in die Befestigungsbohrungen verhindert.

Beschreibung des Standes der Technik

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Felgen, wie sie insbesondere für den Einsatz an Fahrzeugen vorgesehen sind, aus metallischen Werkstoffen wie Stahl oder Aluminium herzustellen. Derartige Felgen werden mit einer Beschichtung versehen, die eine oder mehrere Schichten umfasst. Die Beschichtung dient als Korrosionsschutz für den metallischen Werkstoff und häufig auch zur Verbesserung der ästhetischen Wirkung der Fahrzeugräder. Als Beschichtungsverfahren für die Fahrzeugräder kommen üblicherweise Nasslackierungsverfahren und Pulverbeschichtungsverfahren zum Einsatz, wobei diese auch miteinander kombiniert werden können.

Die Felge weist Bohrungen auf, mit denen die Felge an einem endseitigen Flansch einer Fahrzeugachse befestigt werden kann. Eine erste Gruppe von Bohrungen wird durch Befestigungsbohrungen wie Radschraubenbohrungen gebildet, die Anlageflächen für die Köpfe der Radschrauben aufweisen. Des Weiteren weist eine Felge in der Regel eine zentrale Bohrung auf, die zur Zentrierung der Felge in Bezug auf die Radachse dient und eine Abdeckkappe aufnehmen kann. Die Befestigungsbohrungen sollen – im Gegensatz zu den übrigen Oberflächenbereichen der Felge – nach Durchführung der Beschichtung der Felge zumindest im Wesentlichen beschichtungsfrei sein. Dadurch wird insbesondere erreicht, dass die Paarungsgeometrie zwischen der Radschraube und der Felge im Bereich der Anlagefläche den notwendigen Reibschluss im Betrieb gewährleistet. Bei einer im Bereich der Anlagefläche verbleibenden Beschichtung kann sich insbesondere durch Setzvorgänge die Flächenpressung zwischen Radschraube und Felge verändern, was zu einer Gefährdung der Funktionssicherheit führt.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Funktionsflächen für die Dauer der Beschichtungsvorgänge zu maskieren, um dort ein Auftreffen und Anhaften von Beschichtungsmaterial zu verhindern. Hierzu werden vor der Durchführung der Beschichtung mittels einer Handhabungseinrichtung, die z. B. als Roboter ausgebildet sein kann, Maskierungselemente wie Kugeln oder Stopfen auf die Befestigungsbohrungen gelegt und diese dadurch verschlossen. Der Roboter ist mit einem Mehrfachgreifer als Werkzeug ausgestattet, dessen Greifeinheiten entsprechend dem Befestigungsbohrbild der Felge starr angeordnet sind. Ein derartiger Mehrfachgreifer ist somit lediglich für einen Felgentyp verwendbar. Sollen an einer Beschichtungsanlage Felgen verschiedener Typen maskiert werden, so müssen dem Roboter an die Felgentypen angepasste Mehrfachgreifer zur Verfügung gestellt werden, was mit hohen Anlagenkosten verbunden ist. Ferner ist an solchen Beschichtungsanlagen ein Wechsel der Felgentypen nur nach einem Wechsel der Mehrfachgreifer möglich. Die hierzu erforderlichen Werkzeugwechselzeiten verringern den Durchsatz der Beschichtungsanlage.

Aus der DE 10 2015 013 117 A1 ist ein Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen von Felgen bekannt, bei der ein Deltaroboter einzelne Maskierungselemente nacheinander in die Befestigungsbohrungen setzt. Dadurch lässt sich die Vorrichtung durch Umprogrammierung der Bewegungswege rasch an unterschiedliche Befestigungsbohrbilder anpassen. Allerdings geht diese Flexibilität auf Kosten der Geschwindigkeit, da die Bohrungen nicht mehr gleichzeitig, sondern sequentiell maskiert werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen anzugeben, die besonders einfach aufgebaut ist und preisgünstig hergestellt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich Befestigungsbohrungen besonders effizient mit Maskierungselementen maskieren lassen.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die einen Vorratsbehälter für die Maskierungselemente und eine Druckerzeugungseinheit hat. Ferner weist die Vorrichtung eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Anschlusseinheit und eine rohrförmige Abgabeeinrichtung auf, die an einem Ende an der Anschlusseinheit befestigt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine Abgabeöffnung zum Abgeben der Maskierungselemente hat. Erfindungsgemäß weist die Abgabeeinrichtung eine Rohrwandung auf, in der ein mit der Druckerzeugungseinheit verbundener Kanal zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, bei dem es sich um Luft oder ein anderes Gas oder auch um eine Flüssigkeit, z. B. Wasser oder ein Hydrauliköl, handeln kann. Die Rohrwandung besteht zumindest teilweise aus einem elastischen Material, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum ausgebildet ist, so dass sich, wenn der Druck des Fluids verändert wird, die Rohrwandung verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung auf eines der Maskierungselemente ausgeübt wird. Wenn an der Anschlusseinheit mehrere derartige Abgabeeinrichtungen befestigt sind, können mehrere Maskierungselemente gleichzeitig durch Verringerung der jeweils wirkenden Klemmkraft abgegeben werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht auf der Überlegung, einen elastischen Teil der Rohrwandung der Abgabeeinrichtung mit Hilfe eines unter Druck stehenden Fluids zu verformen. Die Verformung, die entweder die Folge einer Druckerhöhung oder einer Druckerniedrigung sein kann, führt dazu, dass die auf ein Maskierungselement ausgeübte Klemmkraft verringert wird. Unter einer Klemmkraft wird in diesem Zusammenhang eine Kraft verstanden, die zumindest eine in radialer Richtung zwischen der Rohrwandung und dem Maskierungselement wirkende Komponente hat und auch aus der Gewichtskraft des Maskierungselements resultieren kann. Die Klemmkraft ist die meiste Zeit während des Betriebs der Vorrichtung so hoch, dass das Maskierungselement in der Abgabeeinrichtung gegen die Wirkung seiner Gewichtskraft gehalten wird und somit nicht aus der Abgabeöffnung austreten kann. Wird die Klemmkraft um einen ausreichenden Betrag verringert, so kann die Gewichtskraft des Maskierungselements die Klemmkraft überwinden, wodurch das Maskierungselement in der Abgabeeinrichtung vorrückt. Diese druckausgelöste Freigabe des Maskierungselements kann entweder dazu verwendet werden, um ein Maskierungselement aus einer Gruppe mehrerer Maskierungselemente zu vereinzeln, oder um ein einzelnes Maskierungselement aus der Abgabeöffnung abzugeben, um die Befestigungsbohrung der Felge zu maskieren. Entsprechendes gilt natürlich auch, wenn die Klemmkraft durch die Druckveränderung vollständig auf Null zurückgeführt wird.

Aufgrund dieses Wirkungsprinzips lässt sich zumindest die Rohrwandung und vorzugsweise die gesamte Anschlusseinheit und die Abgabeeinrichtung einstückig ausbilden und in einem 3D-Druckverfahren herstellen. Beim 3D-Druck werden dreidimensionale Werkstücke schichtweise und computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen aufgebaut. Während des Aufbaus finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Für die vorliegende Anwendung besonders geeignet als Werkstoff für das 3D-Drucken sind Kunststoffe oder Kunstharze, da diese häufig die besten elastischen Eigenschaften haben. Der Aufbau der einzelnen Schichten kann beispielsweise im Wege der Schmelzschichtung (Fused Deposition Modelling, FDM) erfolgen. Wenn unterschiedliche Materialien kombiniert werden, können neben der Elastizität auch andere Kriterien, z. B. die Abriebfestigkeit, berücksichtigt werden. So können z. B. diejenigen Bereiche der Abgabeeinrichtung, die Klemmkräfte auf die Maskierungselemente ausüben, aus einem griffigen und besonders abriebfesten Material bestehen. Für die umliegenden Bereiche, die besonders gut verformbar sein sollen, ist hingegen häufig ein elastischeres Material günstiger.

Die Herstellbarkeit der Rohrwandung, der Abgabeeinrichtung mit der Rohrwandung oder auch des Gesamtkomplexes aus Anschlusseinheit und Abgabeeinrichtung in einem 3D-Druckverfahren hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung damit sehr kostengünstig herstellen lässt. Dies wiederum macht es möglich, eine Anpassung an ein ganz anderes Befestigungsbohrbild dadurch vorzunehmen, dass einfach eine neue Anschlusseinheit mit mehreren daran befestigen Abgabeeinrichtungen konzipiert und im Wege des 3D-Drucks hergestellt wird. Eine komplette Neukonstruktion und Montage eines Mehrfachgreifers, wie dies im Stand der Technik bislang erforderlich ist, wird also durch sehr einfache Anpassungen im 3D-Design und einen sich daran anschließenden kostengünstigen 3D-Druck ersetzt.

Besonders große Verringerungen der Klemmkraft können erzeugt werden, wenn in dem elastischen Material ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum ausgebildet ist, der in der Art eines einseitigen Faltenbalges ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Form des Faltenbalges an den Querschnitt der Abgabeeinrichtung angepasst, der kreisförmig sein kann, aber beispielsweise auch die Form eines Ovals oder eines Polygons haben kann.

Bei einem einseitigen Faltenbalg hat der Hohlraum üblicherweise mehrere fluidmäßig miteinander verbundene Abschnitte, die entlang einer axialen Richtung der Rohrwandung hintereinander angeordnet sind und alternierend eine größere und eine kleinere Breite haben, wobei eine Seite des Faltenbalges keine Einbuchtungen hat. Bei einer Druckveränderung in einem solchen Hohlraum entstehen bei jedem Wechsel der Breite des Hohlraums Kräfte, die zur Verformung der Rohrwandung führen und dadurch die Klemmkraft verändern. Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Abschnitte mit wechselnden Breiten lassen sich die Kräfte und die dadurch erzielten Auslenkungen der Rohrwandung erhöhen.

Insbesondere dann, wenn der Querschnitt der Abgabeeinrichtung kreisförmig ist, können die Abschnitte des Faltenbalges ring- oder ringsegmentförmig sein.

Wenn die Abschnitte mit der kleineren Breite einen größeren Innenradius haben, bedeutet dies, dass die "gefaltete" Seite des Balges nach innen und die einbuchtungsfreie Seite nach außen weist. Bei einer Druckerhöhung krümmt sich ein solcher Faltenbalg nach außen und vergrößert damit den lichten Querschnitt der Rohrwandung, wodurch Maskierungselemente vereinzelt oder abgegeben werden können. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einem unerwünschten Druckabfall (etwa aufgrund einer Störung der Druckerzeugungseinheit) keine Maskierungselemente die Abgabeeinrichtung verlassen können.

Erzeugt die Druckerzeugungseinheit hingegen keinen Überdruck, sondern einen Unterdruck, so liegen die Verhältnisse genau andersherum. In diesem Fall ist ein Balg günstiger, bei dem die "gefaltete" Seite nach außen weist. Bei entsprechender Auslegung krümmt sich ein solcher Balg im drucklosen Zustand nach innen und wird durch Anlegen eines Unterdrucks aufgerichtet.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind in der Rohrwandung ein erster Kanal und ein zweiter Kanal zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet und mit der Druckerzeugungseinheit so verbunden, dass der Druck des Fluids in dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal unabhängig voneinander veränderbar ist. Die Rohrwandung weist einen ersten Abschnitt und einen dazu axial in Richtung der Abgabeöffnung versetzt angeordneten zweiten Abschnitt auf. Die Form der Rohrwandung ist in dem ersten Abschnitt durch Verändern des Fluiddruckes in dem ersten Kanal und in dem zweiten Abschnitt durch Verändern des Fluiddruckes in dem zweiten Kanal veränderbar, so dass mit dem ersten Abschnitt in der Abgabeeinrichtung gestaute Maskierungselemente vereinzelt und mit dem zweiten Abschnitt abgegeben werden können. Durch die Ausbildung mehrerer Kanäle können somit die Maskierungselemente in unterschiedlichen Abschnitten der rohrförmigen Abgabeeinrichtung vereinzelt und abgegeben werden. Dadurch können die Maskierungselemente kontinuierlich vom Vorratsbehälter zugeführt und einzeln durch Abgabe an der Abgabeöffnung in den Befestigungsbohrungen der Felge abgelegt werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind an der Anschlusseinheit zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen befestigt, die jeweils einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal aufweisen. Ferner weist die Anschlusseinheit einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss auf. In der Anschlusseinheit ist ein erstes Kanalsystem, das den ersten Fluidanschluss mit den ersten Kanälen verbindet, und ein zweites Kanalsystem ausgebildet, das den zweiten Fluidanschluss mit den zweiten Kanälen verbindet. Auf diese Weise können gleichzeitig mehrere Maskierungselemente abgegeben und in den Befestigungsbohrungen der Felge platziert werden. Nach Abgabe eines Satzes von Maskierungselementen können die vor dem ersten Abschnitt der Abgabeeinrichtungen gestauten Maskierungselemente vereinzelt werden, um dann in einem weiteren Arbeitstakt auf den Befestigungsbohrungen der nächsten Felge abgelegt zu werden.

Günstig ist es dabei, wenn das erste Kanalsystem in einer ersten Ebene und das zweite Kanalsystem in einer zu der ersten Ebene parallelen zweiten Ebene ausgebildet sind. Eine Anschlusseinheit mit räumlich in dieser Weise getrennten Kanalsystemen lässt sich besonders einfach in einem 3D-Druckverfahren herstellen.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel hat die Rohrwandung zwei einander gegenüberliegende Hohlräume, die so ausgebildet sind, dass erste Maskierungselemente nur bei einer gleichzeitigen Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in beiden Hohlräumen vereinzelt oder freigegeben werden. Zweite Maskierungselemente, die einen kleineren Durchmesser haben als die ersten Maskierungselemente, werden hingegen bereits bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in nur einem der zwei Hohlräume vereinzelt oder freigeben. Dadurch lassen sich Maskierungselement mit unterschiedlichen Durchmessern verarbeiten. Dadurch können auch Felgen mit unterschiedlich großen Befestigungsbohrungen mit daran angepassten Maskierungselementen bestückt werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind an der Anschlusseinheit zwei oder mehr Abgabeeinrichtungen befestigt. Die Vorrichtung weist eine Auslenkeinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die Abgabeeinrichtungen auszulenken und dabei elastisch so zu verformen, dass die Lage der Abgabeöffnungen der Abgabeeinrichtungen verändert wird. Ausgenutzt wird dabei die Tatsache, dass die Rohrwandung der Abgabeeinrichtungen ohnehin teilweise aus einem elastischen Material bestehen, so dass diese in der Art eines Festkörpergelenks ausgelenkt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, die Lage der Abgabeöffnungen an unterschiedliche Befestigungsbohrbilder anzupassen.

Die Auslenkeinrichtung kann dabei durch einen weiteren Kanal oder einen weiteren Hohlraum in der Rohrwandung der jeweiligen Abgabeeinrichtung gebildet sein. Bei einer Druckveränderung gegenüber dem Umgebungsdruck in dem weiteren Kanal oder in dem weiteren Hohlraum wird die Rohrwandung so verformt, dass die jeweilige Abgabeeinrichtung ausgelenkt und die Lage der Abgabeöffnung verändert wird. Die Auslenkeinrichtung ist somit in die Rohrwandung integriert und kann ebenfalls fluidisch betätigt werden. Dadurch wird der Aufbau der Vorrichtung noch einfacher und zuverlässiger.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Maskieren von Befestigungsbohrungen in Felgen mit Maskierungselementen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • a) Bereitstellen der Maskierungselemente in einem Vorratsbehälter;
  • b) Zuführen der Maskierungselemente an eine Anschlusseinheit, die mit einer rohrförmigen Abgabeeinrichtung verbunden ist, die eine Abgabeöffnung zum Abgeben der Maskierungselemente und eine Rohrwandung hat, in der ein Kanal zum Durchleiten eines Fluids ausgebildet ist, wobei die Rohrwandung zumindest teilweise aus einem elastischen Material besteht, durch das der Kanal verläuft oder in dem ein mit dem Kanal verbundener Hohlraum ausgebildet ist,
  • c) Verändern des Drucks des Fluids in dem Kanal derart, dass sich die Rohrwandung verformt und dadurch eine Klemmkraft verringert, die durch einen Teil der Rohrwandung auf eines der Maskierungselemente ausgeübt wird.

Die oben mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung erläuterten vorteilhaften Ausgestaltungen gelten für das Verfahren entsprechend.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

2 einen Längsschnitt durch mehrere Abgabeeinrichtungen und einen Abschnitt einer Anschlusseinheit der in der 1 gezeigten Maskierungsvorrichtung;

3a einen horizontalen Schnitt (kleinerer Maßstab) durch den in der 2 gezeigten Ausschnitt entlang der Linie IIIa-IIIa;

3b einen horizontalen Schnitt (kleinerer Maßstab) durch den in der 2 gezeigten Ausschnitt entlang der Linie IIIb-IIIb;

4a einen vergrößerten Ausschnitt aus der 2, wobei ein zur Abgabe verwendeter Faltenbalg drucklos ist;

4b den in der 4a gezeigten Ausschnitt, jedoch nach Druckbeaufschlagung des Faltenbalges;

5a einen an die Darstellung der 4a und 4b angelehnten Ausschnitt gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die Einbuchtungen des Faltenbalges im drucklosen Zustand nach innen weisen;

5b den in der 5a gezeigten Ausschnitt, jedoch nach Druckbeaufschlagung;

6a einen an die Darstellung der 4a und 4b angelehnten Ausschnitt aus einer Abgabeeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel im drucklosen Zustand;

6b den in der 6a gezeigten Ausschnitt nach Druckbeaufschlagung;

7a den in der 6a gezeigten Ausschnitt, wobei Kugeln mit unterschiedlichen Durchmessern angedeutet sind;

7b den in der 7a gezeigten Ausschnitt, wobei nur ein Kanal mit Druckluft beaufschlagt ist;

8a eine Anordnung mehrerer Abgabeeinrichtungen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, bei dem zum Auslenken der Abgabeeinrichtungen eine zentrale Nockenscheibe vorgesehen ist, in einer Seitenansicht (oben) und in einer Untersicht (unten);

8b zwei der 8a entsprechende Ansichten nach Drehung der Nockenscheibe;

9a eine Anordnung mehrerer Abgabeeinrichtungen gemäß einer Variante des vierten Ausführungsbeispiels, bei der zum Auslenken der Abgabeeinrichtungen eine zentrale Konusscheibe vorgesehen ist, in einer Seitenansicht (oben) und in einer Untersicht (unten);

9b zwei der 9a entsprechende Ansichten nach axialer Verlagerung der Konusscheibe;

10 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, bei dem die Abgabeeinrichtungen mit Hilfe von Druckluft ausgelenkt werden;

11a einen Längsschnitt (oben) und einen horizontalen Schnitt durch eine in der 10 gezeigte Abgabeeinrichtung nach Druckbeaufschlagung;

11b zwei der 11a entsprechende Ansichten im drucklosen Zustand der Abgabeeinrichtung;

12 einen horizontalen Schnitt durch die Abgabeeinrichtung gemäß einer ersten Variante mit nur einem ersten Kanal;

13 einen horizontalen Schnitt durch die Abgabeeinrichtung gemäß einer zweiten Variante mit drei ersten Kanälen;

14a einen Längsschnitt (oben) und einen horizontalen Schnitt durch die in der 10 gezeigte Abgabeeinrichtung vor einer Vereinzelung;

14b zwei der 14a entsprechende Ansichten nach einer Vereinzelung;

15 einen horizontalen Schnitt durch die Abgabeeinrichtung gemäß einer dritten Variante mit zueinander versetzten ersten und zweiten Kanälen;

16a einen Längsschnitt (oben) und einen horizontalen Schnitt durch die in der 10 gezeigte Abgabeeinrichtung vor einer Auslenkung;

16b zwei der 16a entsprechende Ansichten nach einer Auslenkung;

17a eine Anordnung mehrerer Abgabeeinrichtungen gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel vor der Auslenkung in einer Seitenansicht (oben) und in einer Untersicht (unten);

17b zwei der 17a entsprechende Ansichten nach der Auslenkung.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEErstes Ausführungsbeispiel

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung in einer Vorderansicht dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet.

Die in einem nachfolgenden Behandlungsschritt zu beschichtenden Felgen 12 werden der Maskierungsvorrichtung 10 von einer Transporteinrichtung 14 zugeführt, deren Transporteinrichtung sich senkrecht zur Papierebene der 1 erstreckt. Jede Felge 12 wird von einem konischen Dorn 16 gehalten, der an einem Ende einer drehbaren Spindel 18 befestigt ist und in eine zentrale Nabenbohrung 19 der Felge 12 eingreift. Neben der zentralen Nabenbohrung 19 weist jede Felge 12 mehrere Befestigungsbohrungen 21 auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleichmäßig, d.h. mit gleichen Winkelabständen, über einen Teilkreis verteilt sind, der konzentrisch zur Symmetrieachse der Felge 12 ist. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsbohrbilder möglich, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist.

Das gegenüberliegende Ende der Spindel 18 ist mit einem Kettenantrieb 20 verbunden, der die Spindel 18 und die vom Dorn 16 gehaltene Felge 12 entlang der Transportrichtung fördert. Entlang der Transporteinrichtung 14 sind mehrere solche die Felgen 12 tragende Spindeln 18 hintereinander angeordnet, wie dies weiter unten in der Seitenansicht der 10 im Zusammenhang mit einem anderen Ausführungsbeispiel erkennbar ist. Mit dem Kettenantrieb 20 werden somit alle Spindeln 18 gleichzeitig und synchron gefördert.

Die Maskierungsvorrichtung 10 umfasst einen Vorratsbehälter 22, der sich in einer Deckenstruktur 23 befindet und als Speicher für eine Vielzahl von Kugeln 24 dient, mit denen die Befestigungsbohrungen 21 der Felge 12 maskiert werden können. Der Vorratsbehälter 22 ist über eine schlauchförmige Kugelzuführung 28 mit einer Zuteileinheit 30 verbunden, in der die Kugeln 24 auf einer spiralförmigen Bahn zwischengespeichert werden. Die Zuteileinheit 30 ist mithilfe einer Hubeinrichtung 32 in vertikaler Richtung verfahrbar, wie dies in der 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.

Am unteren Ende der Zuteileinheit 30 ist eine Anschlusseinheit 34 befestigt, die über Schläuche 36a, 36b mit einer Druckerzeugungseinheit 38 in Verbindung steht. Die Druckerzeugungseinheit 38 ist dazu in der Lage, den Luftdruck in den Schläuche 36a, 36b unabhängig voneinander einzustellen, und zwar vorzugsweise zwischen einem außen wirkenden Normaldruck (etwa 1 bar) und einem erhöhten Druck, z. B. 2 bar. Alternativ hierzu kann die Druckerzeugungseinheit 38 statt einer Erhöhung eine Erniedrigung des Drucks in den Schläuchen 36a, 36b bewirken. Außerdem kann statt Luft ein anderes Gas oder auch eine Flüssigkeit als Fluid den Schläuchen 36a, 36b zugeführt werden.

Am unteren Ende der Anschlusseinheit 34 sind vier Abgabeeinrichtungen 40 befestigt, an deren Abgabeöffnungen 42 die Kugeln 24 druckluftgesteuert abgegeben werden können. Die Abgabeöffnungen 42 sind dabei so positioniert, dass sich über jeder Befestigungsbohrung 21 eine Abgabeöffnung 42 befindet. Vor der Abgabe der Kugeln 24 wird die Zuteileinheit 30 und die Anschlusseinheit 34 mit den daran befestigten Abgabeeinrichtungen mit Hilfe der Hubeinrichtung 32 so weit abgesenkt, dass sich die Abgabeöffnungen 42 unmittelbar über den Befestigungsbohrungen 21 befinden. Zur Veranschaulichung ist eine Kugel 24 in ihrer endgültigen Lage in einer der Befestigungsbohrungen 21 dargestellt; im realen Betrieb werden alle vier Befestigungsbohrungen stets gleichzeitig mit Kugeln 24 maskiert.

An der Deckenstruktur 23 ist eine Kamera 44 befestigt, die den Abgabevorgang überwacht, damit eine zentrale Steuerung gegebenenfalls korrigierend eingreifen kann. Sichergestellt werden muss insbesondere, dass sich die Felge 12 sowohl in der richtigen Drehorientierung als auch am richtigen Ort entlang der zur Papierebene senkrechten Transportrichtung befindet. Nur dann können die Kugeln 24 zuverlässig in den Befestigungsbohrungen 21 der Felge 12 abgelegt werden.

Die 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 1, in dem die Abgabeeinrichtungen 40 besser erkennbar sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abgabeeinrichtungen 40 einstückig mit der Anschlusseinheit 34 ausgebildet und in einem 3D-Druckverfahren hergestellt. Das verwendete Material ist so elastisch, dass die rohrförmigen Abgabeeinrichtungen 40 bei ausreichend dünnen Wandstärken druckluftbetätigt ihre Form verändern können, was nachfolgend näher erläutert wird.

Die Abgabeeinrichtungen 40 bestehen im Wesentlichen aus einer Rohrwandung 46, deren Außenkontur die Grundform eines Kreiszylinders hat. In jeder Rohrwandung 46 ist ein erster Kanal 48 und ein zweiter Kanal 50 ausgebildet, der sich in axialer Richtung von oben nach unten durch die Rohrwandung 48 hindurch erstreckt. Die Kanäle 48, 50 enden jeweils in einem ersten Hohlraum 52 bzw. einem zweiten Hohlraum 54, die sich in axial zueinander versetzten Abschnitten der Abgabeeinrichtungen 40 befinden. Die Hohlräume 52, 54 haben jeweils die Form eines einseitigen Faltenbalges 53 bzw. 55 und werden weiter unten mit Bezug auf die 4a und 4b näher erläutert.

In einem mit der Bezugsziffer 56 bezeichneten unteren Abschnitt der Anschlusseinheit 34 sind die ersten Kanäle 48 und die zweiten Kanäle 50 aller vier Abgabeeinrichtungen 40 mit einem gemeinsamen ersten Fluidanschluss 58 bzw. mit einem zweiten gemeinsamen Fluidanschluss 60 verbunden.

Die 3a und 3b zeigen den unteren Abschnitt 56 der Anschlusseinheit 34 in zwei unterschiedlichen horizontalen Querschnitten entlang der Linien IIIa bzw. IIIb. In den (hier verkleinert dargestellten) Querschnitten ist erkennbar, dass die Fluidanschlüsse 58, 60 über verzweigte Kanalsysteme 62 bzw. 64, die sich in unterschiedlichen und zueinander parallelen horizontalen Ebenen befinden, mit allen ersten Kanälen 48 bzw. mit allen zweiten Kanälen 50 der vier Abgabeeinrichtungen 40 verbunden sind. Die Kanalsysteme 62, 64 sind dabei so ausgelegt, dass die Kanallängen zwischen den Fluidanschlüssen 58 bzw. 60 einerseits und den Hohlräumen 52, 54 andererseits jeweils gleich lang sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich in allen Kanälen Druckänderungen in gleicher Weise ausbreiten.

Die Funktion der Kanäle 48, 50 und der damit fluidisch verbundenen Hohlräume 52, 54 wird im Folgenden mit Bezug auf die 4a und 4b erläutert. In der 4a ist der erste Faltenbalg 53 der in der 2 rechts dargestellten Abgabeeinrichtung 40 vergrößert dargestellt. Der erste Faltenbalg 53 stellt einen Teil der Rohrwandung 46 dar und umschließt das Ende des ersten Hohlraums 52. Der erste Hohlraum 52 hat mehrere fluidmäßig miteinander verbundene Abschnitte, die entlang einer axialen Richtung der Rohrwandung 46 hintereinander angeordnet sind und alternierend eine größere und eine kleinere Breite haben. Jeder einzelne Abschnitt – und damit auch der gesamte erste Faltenbalg 53 – ist annähernd ringsegmentförmig, wobei die Abschnitte mit der kleineren Breite den kleineren Außenradius haben. Dadurch weist die "gefaltete" Seite des ersten Faltenbalges 53 nach außen und seine einbuchtungsfreie Seite nach innen. Außerhalb des Faltenbalges 53 ist die Rohrwandung 46 eingeschnitten, damit sich der Faltenbalg 53 ohne Behinderung in radialer Richtung in der nachfolgend geschilderten Weise verformen kann.

Wird die Druckerzeugungseinheit 38 so angesteuert, dass über den Schlauch 36a der Luftdruck an dem ersten Fluidanschluss 58 erhöht wird, so verteilt sich der erhöhte Druck über das erste Kanalsystem 62 auf die ersten Kanäle 48 in allen Abgabeeinrichtungen 40. Die Druckerhöhung in dem zweiten Hohlraum 54 bewirkt, dass sich der erste Faltenbalg 53 nach innen krümmt, wie dies in der 4b dargestellt ist. Dies hängt damit zusammen, dass der erhöhte Druck die breiten Abschnitte des Faltenbalges 53 auseinanderdrängt. Infolge der unsymmetrischen Ausbildung des Faltenbalges 53 kommt es zu einer Verformung der Rohrwandung 46 im Bereich des Faltenbalges 53, die ihrerseits zu einer Verringerung des Innendurchmessers der Rohrwandung 46 führt. Als Folge davon wird eine sich in der Abgabeeinrichtung 40 befindende Kugel 24 zwischen den gegenüberliegenden Teilen der Rohrwandung 46 verklemmt.

Bei dem in der 4a gezeigten drucklosen Zustand hingegen hängt der erste Faltenbalg 53 schlaff herunter, so dass die Kugel 24 aufgrund ihres Eigengewichts nach unten aus der Abgabeöffnung 42 herausfallen kann.

Um die Kugeln 24 mit Hilfe der Abgabeeinrichtungen 40 abzugeben, müssen die ersten Faltenbalge 53 somit mit erhöhtem Druck beaufschlagt sein, um die Kugeln 24 zunächst in den Abgabeeinrichtungen 40 halten zu können, wie dies die 4b zeigt. Durch Absenken des Luftdrucks in den ersten Faltenbalgen 53 werden die auf die Kugeln 24 wirkenden Klemmkräfte so weit verringert, dass die Kugeln 24 aus den Abgabeöffnungen 42 austreten können.

Die oberhalb der ersten Faltenbalge 53 angeordneten zweiten Faltenbalge 55 funktionieren in der gleichen Weise. Sie haben die Aufgabe, in den Abgabeeinrichtungen 40 gestaute Kugeln 24 zu vereinzeln. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei Betätigen der ersten Faltenbalge 53 immer nur genau eine Kugel 24 aus der Abgabeöffnung 42 austreten kann. Die zweiten Faltenbalge 55 werden dabei in entsprechender Weise über den zweiten Fluidanschluss 60 mit Druckluft von der Druckerzeugungseinheit 38 beaufschlagt. Durch Absenken des Drucks wird die Klemmkraft verringert, so dass eine Kugel den zweiten Faltenbalg 55 passieren kann. Der Vorgang der Vereinzelung wird weiter unten näher mit Bezug auf die 14a und 14b erläutert.

Zweites Ausführungsbeispiel

Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die auf die Kugel 24 wirkende Klemmkraft verringert, wenn der Druck in den Faltenbalgen 53, 55 herabgesetzt wird. Kommt es aufgrund eines Fehlers der Druckerzeugungseinheit 38 oder eines Risses in den Schläuchen 36a, 36b zu einem unerwünschten Druckabfall in den Faltenbalgen 53, 55, so verringert sich die Klemmkraft. Die Abgabeeinrichtungen 40 geben dann alle Kugeln 24 in rascher Folge ab, was natürlich unerwünscht ist.

Günstiger ist es deswegen, wenn die Abgabe einer Kugel 24 nicht einen Druckabfall, sondern einen erhöhten Luftdruck erfordert. Liegt in den Faltenbalgen 53, 55 lediglich der (vergleichsweise niedrige) Umgebungsdruck an, so sollten die dann wirkenden Klemmkräfte so hoch sein, dass die Kugeln 24 nicht die Abgabeeinrichtungen 40 verlassen können.

Die 5a und 5b illustrieren in an die 4a und 4b angelehnten Darstellungen den unteren Abschnitt einer Abgabeeinrichtung 40 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die einseitigen ersten Faltenbalge 53 so ausgerichtet sind, dass die "gefaltete" Seite des Faltenbalges nach innen und die einbuchtungsfreie Seite nach außen weist. In dieser Konfiguration haben die Abschnitte des ersten Hohlraums 52 mit den kleineren Breiten folglich einen größeren Innenradius.

Außerdem befindet sich am unteren Ende des ersten Faltenbalges 53 ein nach innen vorspringender Wulst 66. Bei dem in der 5a gezeigten drucklosen Zustand ragt der Wulst 66 so weit in den Innenraum der Abgabeeinrichtung 40 hinein, dass die Kugel 24 von Klemmkräften zwischen dem Wulst 66 und der gegenüberliegenden Innenwand der Rohrwandung 46 gehalten wird.

Wird der Luftdruck im ersten Faltenbalg 53 erhöht, so krümmt sich dieser nach außen, wie dies in der 5b gezeigt ist. Dadurch wandert auch der Wulst 66 aus dem Innenraum der Abgabeeinrichtung 40 heraus, wodurch der Weg für die Kugel 24 freigegeben wird.

Drittes Ausführungsbeispiel

Die 6a, 6b, 7a und 7b zeigen den Endabschnitt einer Abgabeeinrichtung 40 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Hier weist die Rohrwandung 46 zur Abgabeöffnung 42 hin zwei einander gegenüberliegende Bügel 70a, 70b auf, die jeweils über einen schmalen ersten Steg 72a, 72b und über einen breiteren zweiten Steg 74a, 74b mit einem innen liegenden Abschnitt der Rohrwandung 46 verbunden sind. Jeder Bügel 70a, 70b weist einen wulstartigen Vorsprung 76a, 76b auf, der bei dem in der 6a gezeigten drucklosen Zustand so weit in die Abgabeöffnung 42 hineinreicht, dass eine sich in der Abgabeeinrichtung 40 befindende Kugel 24 durch die Klemmkräfte festgehalten wird.

Im zweiten Steg 74a befindet sich ein Hohlraum 52a, der über einen außerhalb der Schnittebene liegenden Kanal und über die Anschlusseinheit 34 mit der Druckerzeugungseinheit 38 verbunden ist. Ein entsprechender Hohlraum 52b befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite im zweiten Steg 74b. Die beiden Hohlräume 52a, 52b können unabhängig voneinander mit Druckluft beaufschlagt werden.

Werden beide Hohlräume 52a, 52b mit Druckluft befüllt, so dehnen sich die Hohlräume aus und lenken die Bügel 70a, 70b so aus, dass die wulstartigen Vorsprünge 76a, 76b zurückweichen und den Weg für die Kugel 24 freigeben, wie dies in der 6b gezeigt ist.

Wird nur einer der Hohlräume 52a oder 52b mit Druckluft beaufschlagt, bleibt der jeweils andere Bügel 70b bzw. 70a in seiner ursprünglichen Position, wie dies in der 7b gezeigt ist. Der Querschnitt im Inneren der Abgabeeinrichtung 40 ist dann so verjüngt, dass zwar kleinere Kugeln 24' die Abgabeöffnung 42 passieren können, wie dies die 7b zeigt. Größere Kugeln 24 bleiben in dieser Stellung jedoch zwischen den wulstartigen Vorsprüngen 76a, 76b verklemmt. Somit sind die Abgabeeinrichtungen 40 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu geeignet, unterschiedlich große Kugeln 24, 24' kontrolliert abzugeben. Selbstverständlich kann dieser Mechanismus auch dazu verwendet werden, gestaute Kugeln zu vereinzeln.

Viertes Ausführungsbeispiel

Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde unterstellt, dass die Lage der Abgabeöffnungen 42 nicht veränderbar ist. Für unterschiedliche Befestigungsbohrbilder der Felgen 12 muss deswegen zumindest die Anschlusseinheit 34 mit den daran befestigten Abgabeeinrichtungen 40 ausgetauscht werden.

Die 8a und 8b zeigen in einer Seitenansicht (oben) und eine Untersicht (unten) ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Maskierungsvorrichtung 10 eine Auslenkeinrichtung aufweist, mit der die elastischen Abgabeeinrichtungen 40 in radialer Richtung ausgelenkt werden können. Die Auslenkeinrichtung weist zu diesem Zweck eine zentrale Welle 78 auf, die parallel zu den Abgabeeinrichtungen 40 und konzentrisch zur Symmetrieachse der Felge 12 verläuft. Die Welle 78 kann sich dabei durch eine zentrale Öffnung 79 in der Anschlusseinheit 34 erstrecken, die in der 2 erkennbar ist.

An dem unteren Ende der Welle 79 ist eine Nockenscheibe 80 befestigt, die in der Untersicht der 8a, 8b am besten erkennbar ist. Wird die Nockenscheibe 80 mit Hilfe der Welle 78 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie dies in der 8b durch einen Pfeil angedeutet ist, so spreizt die Nockenscheibe 80 die an ihrem Umfang anliegenden Abgabeeinrichtungen 40 so auseinander, dass sich deren Ausgabeöffnungen 42 nach außen bewegen. Wie in der 8b erkennbar ist, verlaufen die Abgabeeinrichtungen 40 in diesem aufgespreizten Zustand nicht mehr parallel zueinander, sondern sind jeweils radial nach außen ausgelenkt. Auf diese Weise kann mit der gleichen Maskierungsvorrichtung 10 eine Felge 12 mit Kugeln 24 bestückt werden, bei der die Befestigungsbohrungen 21 auf einem Teilkreis mit einem größeren Radius angeordnet sind.

Die Welle 79 mit der Nockenscheibe 80 kann im Prinzip ebenfalls mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Ebenso ist es möglich, die Welle 79 und die Nockenscheibe 80 aus herkömmlichen metallischen Werkstoffen zu fertigen.

Die 9a und 9b zeigen in einer an die 8a und 8b angelehnten Darstellung eine Variante dieses Konzepts. An der Welle 79 ist hier keine Nockenscheibe, sondern eine Konusscheibe 82 befestigt ist, deren Umfangsfläche konisch ist. An der Rohrwandung 46 jeder Abgabeeinrichtung 40 ist eine radial nach innen vorspringende und schräg verlaufende Anlagefläche 84 angeformt, die mit der Konusscheibe 82 zusammenwirkt. Wird die Konusscheibe 82 durch Absenken der Welle 79 nach unten verlagert, so drückt die Scheibe 82 die korrespondierenden Anlageflächen 84 nach außen. Dadurch werden die Abgabeeinrichtungen 40 gleichzeitig in der gleichen Weise radial nach außen ausgelenkt, wie dies bei der in den 8a und 8b gezeigten Variante der Fall ist. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Varianten besteht darin, dass die Betätigung nicht über eine Drehung, sondern eine axiale Verlagerung der Welle 79 erfolgt.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Die 10 zeigt eine erfindungsgemäße Maskierungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht. Teile einer dem Betrachter zugewandten Schutzwand 86 sind nicht dargestellt, um den Blick auf die Anschlusseinheit 34 und die Ausgabeeinrichtungen 40 freizugeben.

In der 10 ist erkennbar, dass die Abgabeeinrichtungen 40 sich in einer abgewinkelten Position befinden, obwohl sich in der Mitte zwischen den Abgabeeinrichtungen 40 keine Nockenscheibe 80 oder Konusscheibe 82 wie bei dem in den 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet. Die Auslenkung der Abgabeeinrichtungen 40 wird bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls pneumatisch durch Kanäle und Hohlräume in der elastischen Rohrwandung 46 erzielt, wie dies weiter unten mit Bezug auf die 16a, 16b sowie 17a und 17b näher erläutert wird.

Die 11a zeigt oben einen Längsschnitt durch eine der in der 10 gezeigten Abgabeeinrichtungen 40 und unten einen Querschnitt durch diese Abgabeeinrichtung 40 auf einer Höhe kurz vor der Abgabeöffnung 42. Die Rohrwandung 48 besteht auch bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Material, in dem insgesamt sechs Kanäle mit unterschiedlicher axialer Erstreckung ausgebildet sind, die am besten im Querschnitt der 16a erkennbar sind.

Ein erstes Paar von Kanälen 481a, 481b kann nur gemeinsam mit Druckluft beaufschlagt werden und erstreckt sich von der Anschlusseinheit 34 hinunter bis zur Abgabeöffnung 42. Wie unten in der 11a erkennbar ist, haben die ersten Kanäle 481a, 481b einen ovalen Querschnitt, der sich über die gesamte axiale Erstreckung des Kanals nicht substantiell verändert und sich nur im Bereich eines endseitigen Abschnitts etwas aufweitet. Wenn die Druckversorgungseinheit 38 Druckluft in die ersten Kanäle 481a, 481b presst, dehnen sich diese insbesondere in dem aufgeweiteten endseitigen Abschnitt aus, wodurch der lichte Innenquerschnitt der Abgabeeinrichtung 40 verringert wird. Die auf eine sich in der Nähe der Abgabeöffnung 42 befindende Kugel 24 ausgeübten Klemmkräfte bewirken, dass die Kugel 24 die Abgabeeinrichtung 44 nicht verlassen kann.

Wird der Luftdruck in den ersten Kanälen 481a, 481b verringert, so verformt sich die Rohrwandung 48 in einer Weise, die zu einer Vergrößerung des Innendurchmessers führt. Die auf die Kugel 24 wirkenden Klemmkräfte verschwinden dadurch oder werden so klein, dass die Kugel 24 aufgrund ihres Eigengewichts diese Klemmkräfte überwinden kann und aus der Abgabeöffnung 42 herausfällt, wie dies in der 11b gezeigt ist.

Anstatt zwei gegenüberliegende erste Kanäle 481a, 481b vorzusehen, kann die kontrollierte Abgabe der Kugel 24 auch nur mit einem einzigen Kanal 481 bewirkt werden, wie dies in der Variante gemäß der 12 der Fall ist. Selbstverständlich sind auch mehr als zwei Kanäle möglich; die 13 zeigt eine Variante, bei der drei erste Kanäle 481a, 481b und 481c gleichmäßig über den Umfang der Rohrwandung 48 verteilt sind.

Anhand der 14a und 14b wird im Folgenden erläutert, wie in der Abgabeeinrichtung 40 gestaute Kugeln 24 vereinzelt werden können, bevor sie in der vorstehend geschilderten Weise abgegeben werden.

Zu diesem Zweck wird der Luftdruck in den zweiten Kanälen 482a, 482b verändert, dieanders als die ersten Kanäle 481a, 481b – sich nicht bis zur Abgabeöffnung erstrecken, sondern etwa einen Kugeldurchmesser oberhalb der Abgabeöffnung 42 enden, wie dies im Längsschnitt der 14a erkennbar ist. Auch die zweiten Kanäle 482a, 482b haben einen ovalen Querschnitt, der sich über die gesamte axiale Erstreckung des Kanals nicht substantiell verändert und sich nur zu Ende hin etwas aufweitet. Wenn die zweiten Kanäle 482a, 482b von der Druckversorgungseinheit 38 mit Druckluft beaufschlagt werden, dehnen sie sich vor allem an ihrem endseitigen Abschnitt aus, wie dies in der 14a erkennbar ist. Als Folge davon verändert sich die Form der Rohrwandung 46 so, dass annähernd radial wirkende Klemmkräfte auf die sich in der Nähe des endseitigen Abschnitts befindende Kugel 24 ausgeübt werden, wodurch diese in axialer Richtung blockiert wird.

Um von mehreren gestauten Kugeln 24 eine Kugel zu vereinzeln, wird der Luftdruck in den zweiten Kanälen 482a, 482b verringert, wie dies in der 14b gezeigt ist. Der Innenquerschnitt der Rohrwandung 48 vergrößert sich dadurch im Bereich des endseitigen Abschnitts der Kanäle 482a, 482b, wodurch die zuvor festgeklemmte Kugel 24 diesen Abschnitt der Abgabeeinrichtung 40 passieren kann. Wenn der Luftdruck kurz darauf wieder erhöht wird, wird die herabfallende nächste Kugel 24 wieder blockiert. Durch koordinierte Druckbeaufschlagung der ersten Kanäle 481a, 481b und der zweiten Kanäle 482, 482b können somit die Kugeln 24 individuell vereinzelt und aus der Abgabeöffnung 42 abgegeben werden.

Die 15 zeigt einen Querschnitt durch eine Rohrwandung 46, bei der das Paar erster Kanäle 481a, 481b winkelmäßig versetzt zu dem Paar zweiter Kanäle 482a, 482b angeordnet ist.

Die Auslenkung der Abgabeeinrichtungen 40 wird im Folgenden mit Bezug auf die 16a und 16b erläutert. Die Rohrwandung 46 weist in einem oberen Abschnitt der Abgabeeinrichtung 40 zwei diametral einander gegenüberliegende Außenrippen 88 auf, in denen ein dritter Kanal 483 und ein vierter Kanal 484 verlaufen, die unabhängig voneinander mit Druckluft beaufschlagt werden können. Die beiden Kanäle 483, 484 sind auf der Höhe der Schnittebene um einen Hohlraum 100 bzw. 102 herum geführt, der nicht mit einem Kanal in Verbindung steht. Diese gekrümmte Kanalführung führt dazu, dass die beiden Kanäle 483, 483 unterhalb der Hohlräume 100, 102 Zugkräfte auf die darunter liegenden Abschnitte der Rohrwandung 46 ausüben.

Sind beide Kanäle 483, 484 mit Druckluft beaufschlagt, so bleibt die Abgabeeinrichtung 40 infolge der symmetrischen Zugkräfte gerade ausgerichtet. Wird der Luftdruck in dem dritten Kanal 483 verringert, so heben sich die von den Kanälen 483, 484 erzeugten Kräfte nicht mehr auf. Die Zugkräfte im vierten Kanal 484 führen dazu, dass die Abschnitte unterhalb der dritten und vierten Kanäle 483, 484 seitlich ausgelenkt werden, wie dies in der 16b illustriert ist.

Die 17a und 17b illustrieren die Auslenkung aller vier Abgabeeinrichtungen 40 des in der 10 gezeigten Ausführungsbeispiels. Die Außenrippen 88 mit den darin verlaufenden dritten und vierten Kanälen 483, 484 sind so über die Umfänge der Abgabeeinrichtungen 40 verteilt angeordnet, dass sich die Abgabeöffnungen 42 in radialer Richtung bewegen, wenn sich die Druckverhältnisse in den Kanälen 483, 484 verändern. Auf diese Weise ist es möglich, die Lage der Abgabeöffnungen 42 an unterschiedliche Teilkreisdurchmesser der Befestigungsbohrungen anzupassen, ohne dass die Abgabeöffnungen 42 von einer zentralen und die Abgabeeinrichtungen 40 nach außen drückenden Auslenkeinrichtung ausgelenkt werden müssen.

Falls die Abgabeeinrichtungen 40 in beliebige Richtungen ausgelenkt werden sollen, ist zusätzlich zu dem dritten Kanal 483 und dem vierten Kanal 484 mindestens ein weiterer fünfter Kanal vorzusehen. Diese drei Kanäle sind dann vorzugsweise in 120°-Winkelabständen über den Umfang der Rohrwandung 46 verteilt. Dadurch ist die Maskierungseinrichtung noch flexibler an unterschiedliche Befestigungsbohrbilder und an Lageveränderungen der Felge 12 anpassbar. Befindet sich die Felge 12 beispielsweise nicht in der gewünschten Winkelorientierung, so können die Abgabeeinrichtungen 40 alle tangential in der gleichen Drehrichtung ausgelenkt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, die Spindel 18 mit einer Betätigungseinrichtung, die z. B. in die Hubeinrichtung 32 integriert sein kann und in den Figuren nicht dargestellt ist, und/oder die gesamte Anschlusseinheit 34 mit den daran befestigten Abgabeeinrichtungen 40 zu drehen.

Bezugszeichenliste

10
Maskierungsvorrichtung
12
Felge
14
Transporteinrichtung
16
Dorn
18
Spindel
19
Nabenbohrung
20
Kettenantrieb
21
Befestigungsbohrung
22
Vorratsbehälter
23
Deckenstruktur
24
Kugel
28
Kugelzuführung
30
Zuteileinheit
32
Hubeinrichtung
34
Anschlusseinheit
36a
Schlauch
36b
Schlauch
38
Druckerzeugungseinheit
40
Abgabeeinrichtung
42
Abgabeöffnung
44
Kamera
46
Rohrwandung
48
erster Kanal
50
zweiter Kanal
52
erster Hohlraum
53
erster Faltenbalg
54
zweiter Hohlraum
55
zweiter Faltenbalg
56
unterer Abschnitt
58
erster Fluidanschluss
60
zweiter Fluidanschluss
62
erstes Kanalsystem
64
zweites Kanalsystem
66
Wulst
70a
Bügel
70b
Bügel
72
erster Steg
74
zweiter Steg
76
wulstartiger Vorsprung
78
Welle
79
Zentrale Öffnung
80
Nockenscheibe
82
Konusscheibe
84
Anlagefläche
86
Schutzwand
88
Außenrippe
100
Hohlraum
102
Hohlraum
481a
erster Kanal
481b
erster Kanal
482a
zweiter Kanal
482b
zweiter Kanal
483
dritter Kanal
484
vierter Kanal