--- title: Präzisionsausrichtung einer Klebedüse für Folienapplikationen im Automobil- und Wasserstoffzellenbereich description: Präzise Düsenanstellung im explosivem Bereich für die Automobilindustrie und Fertigung von Brennstoffzellen, taktile Messtechnik verbaut in einer Sonderlösung image: https://www.dimensionics.de/hubfs/Brennstoffzelle.jpg --- 3 minute gelesen # Präzisionsausrichtung einer Klebedüse für Folienapplikationen im Automobil- und Wasserstoffzellenbereich [ Mathias Evers ](https://www.dimensionics.de/blog/author/mathias-evers) : Jan 15, 2025 11:16:01 AM [Qualitätskontrolle](https://www.dimensionics.de/blog/tag/qualitätskontrolle) [Effiziente Fertigung](https://www.dimensionics.de/blog/tag/effiziente-fertigung) [Brennstoffzelle](https://www.dimensionics.de/blog/tag/brennstoffzelle) [Automotiv](https://www.dimensionics.de/blog/tag/automotiv) [taktile Sensoren](https://www.dimensionics.de/blog/tag/taktile-sensoren) ![Präzisionsausrichtung einer Klebedüse für Folienapplikationen im Automobil- und Wasserstoffzellenbereich](https://www.dimensionics.de/hubfs/Brennstoffzelle.jpg) Präzisionsausrichtung einer Klebedüse für Folienapplikationen im Automobil- und Wasserstoffzellenbereich 7:10 [1- Einleitung](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A1) [2- Anforderungen und Herausforderungen](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A2) [3- Systemaufbau und Konzept](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A3) [4- Taktile Sensorik](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A4) [5- Steuerungsalgorithmus](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A5) [6- Aktorik für hochpräzise Zustellung](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A6) [7- Sicherheit im explosionsgefährdeten Bereich](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A7) [8- Fazit und Ausblick](https://www.dimensionics.de/blog/pr%C3%A4zisionsausrichtung#A8)   ## Einleitung In der modernen Produktionstechnik gewinnen hochpräzise Ausrichtungssysteme zunehmend an Bedeutung. Insbesondere im Bereich der Automobilindustrie und der Wasserstoffzellenfertigung sind zuverlässige und reproduzierbare Verfahren zur präzisen Klebstoffapplikation essenziell. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Entwicklung eines taktilen Ausrichtungssystems, das eine manuell montierte Düse mit bis zu 2 µm Genauigkeit parallel zu einer Walze positioniert. Diese Düse trägt Klebstoff auf Folien auf, die anschließend in Wasserstoffzellen verbaut werden. Das System vereint hochsensible Sensorik, sichere Aktorik sowie Sicherheitsmaßnahmen für explosionsgefährdete Arbeitsbereiche (Ex-Bereiche).   ![Düsenanstellung.500](https://www.dimensionics.de/hs-fs/hubfs/D%C3%BCsenanstellung.500.jpg?width=849&height=478&name=D%C3%BCsenanstellung.500.jpg)   ## **Anforderungen und Herausforderungen** Die Kernanforderung an das zu entwickelnde System bestand darin, eine zuvor manuell eingesetzte Düse wiederholgenau mit lediglich 2 µm Toleranz parallel zur Walze auszurichten. Folgende Aspekte prägten die Entwicklung maßgeblich: 1. **Präzision:** Die angestrebte Parallelitätsgenauigkeit von 2 µm stellt sehr hohe Anforderungen an das Positionier- und Messsystem. 2. **Wiederholbarkeit:** Da die Düse regelmäßig entnommen und erneut montiert wird, muss das System stets eine gleichbleibende Genauigkeit aufweisen. 3. **Sicherheit im Ex-Bereich:** Der aufgebrachte Klebstoff führte zu einem potenziell explosionsgefährdeten Gasgemisch. Daher musste das gesamte System nach den geltenden Richtlinien (z. B. ATEX) gesichert werden. 4. **Produktionsumgebung:** Die Folien, die im Zuge der Wasserstoffzellen-Fertigung verarbeitet werden, erfordern eine zuverlässige, reproduzierbare Klebstoffapplikation, um Qualitätsmängel zu vermeiden. ![Düsenanstellung.502](https://www.dimensionics.de/hs-fs/hubfs/D%C3%BCsenanstellung.502.jpg?width=940&height=529&name=D%C3%BCsenanstellung.502.jpg)   ## **Systemaufbau und Konzept** Das entwickelte System beruht auf einem taktilen Mess- und Positionieransatz, der in drei Hauptkomponenten unterteilt ist (siehe **Abbildung 1** als schematische Darstellung): 1. **Taktile Sensorik:** Mehrere Sensorelemente erfassen die Lage der Düse im Raum sowie den Abstand zur Walze. 2. **Steuerungsalgorithmus:** Ein komplexer Algorithmus verarbeitet die Signale der Sensoren und ermittelt daraus die notwendige Korrekturbewegung, um die Düse exakt parallel auszurichten. 3. **Aktorik:** Drei Linearschrittmotoren ermöglichen die präzise Zustellung der Düse. Zwei Motoren verfahren den Düsenträger lateral auf die Walze zu, während ein weiterer Motor die Düse auf einem Drehteller hinsichtlich Parallelität justiert.   ![Düsenanstellung.504](https://www.dimensionics.de/hs-fs/hubfs/D%C3%BCsenanstellung.504.jpg?width=800&height=450&name=D%C3%BCsenanstellung.504.jpg)   ## **Taktile Sensorik** Das Herzstück des Systems ist die taktile Sensorik, die eine hochpräzise Erfassung der Position und Ausrichtung der Düse im Raum erlaubt. Hierbei kommen verschiedene berührende und berührungsnahe Sensorprinzipien zum Einsatz, zum Beispiel: Induktive Abstands- und Lagefühler: Zur Detektion des Abstands zwischen Düsenspitze und einer relativen Position zur gegenüberliegenden Walzenoberfläche. Die Sensoren liefern hochaufgelöste Messdaten, die im Steuerungsalgorithmus zusammengeführt werden, um die undefinierte Lage der Düse zu kompensieren.   ![Düsenanstellung.503](https://www.dimensionics.de/hs-fs/hubfs/D%C3%BCsenanstellung.503.jpg?width=800&height=450&name=D%C3%BCsenanstellung.503.jpg)   ## **Steuerungsalgorithmus** Für die parallele Ausrichtung auf 2 µm Genauigkeit ist ein komplexer Regelalgorithmus erforderlich, der die Signale der taktilen Sensoren in Echtzeit auswertet. Der Algorithmus berücksichtigt folgende Einflussgrößen: - **Translation:** Bestimmung der relativen Verschiebung zwischen Düse und Walze. - **Rotation (Verkippung):** Ermittlung der Winkelabweichung, um eine möglichst perfekte Parallelität zur Walze sicherzustellen. - **Systemdynamik:** Kompensation von Schwingungen oder mechanischem Spiel in den Linearantrieben. Zusätzlich integriert das System Schwellwerte und Sicherheitssignale, um eine Überbeanspruchung der Walzenoberfläche oder eine Kollision der Düse mit der Walze zu verhindern.   ## **Aktorik für hochpräzise Zustellung** Die präzise Zustellung der Düse wird durch drei Linearschrittmotoren gewährleistet: 1. **Zwei laterale Linearachsen:** Diese verfahren den Düsenträger in der Horizontalen so nah an die Walze, dass nur wenige Mikrometer Abstand verbleiben. 2. **Rotationsachse (Drehteller):** Ein weiterer Linear- bzw. Drehschrittmotor kompensiert durch Verkippung auftretende Winkelabweichungen. Auf dieser Achse wird die Düse montiert, sodass sich eine präzise Parallelität zur Walze realisieren lässt. Durch den Einsatz dieser Schrittmotoren und deren fein aufgelöste Schrittwinkel können hochdynamische Korrekturbewegungen bei geringem mechanischen Spiel umgesetzt werden. Somit ist eine reproduzierbare Genauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern gewährleistet.   ![Düsenanstellung.505](https://www.dimensionics.de/hs-fs/hubfs/D%C3%BCsenanstellung.505.jpg?width=800&height=450&name=D%C3%BCsenanstellung.505.jpg)   ## **Sicherheit im explosionsgefährdeten Bereich** Aufgrund des verwendeten Klebstoffs entsteht beim Auftrag ein potenziell explosionsfähiges Gasgemisch (Ex-Bereich). Um dieser Gefahr gerecht zu werden, mussten alle Komponenten nach strengen Sicherheitsstandards konzipiert und zertifiziert werden. Dazu zählen: - **Atemschutz- und Evakuierungskonzepte** (Abzug von Gasen) - **Gezielte Ableitung von elektrostatischen Ladungen** - **Druckfeste bzw. druckentlastete Gehäuse** (je nach Ex-Schutzzone) - **Zündquellenvermeidung** in mechanischen und elektrischen Bauteilen Die Gesamtheit dieser Maßnahmen sorgt dafür, dass das System sicher betrieben werden kann, ohne das explosive Gasgemisch zu entzünden.   ## **Fazit und Ausblick** Das hier vorgestellte Ausrichtungssystem demonstriert eindrucksvoll, wie sich hohe Präzisionsanforderungen (2 µm) und strikte Sicherheitsrichtlinien (Ex-Bereich) in einer industriellen Umgebung miteinander vereinen lassen. Durch den Einsatz taktiler Sensorik, eines komplexen Regelalgorithmus und hochauflösender Linearschrittmotoren konnte eine reproduzierbare Klebstoffapplikation entwickelt werden, die den strengen Qualitätskriterien der Automobilbranche sowie den Anforderungen an Wasserstoffzellen entspricht. Zukünftige Entwicklungen könnten eine weitere Integration von **Machine-Learning-Verfahren** umfassen, um die Anpassung an unterschiedliche Walzengeometrien oder Klebstoffeigenschaften zu automatisieren. Auch der Einsatz berührungsloser Sensorik (z. B. Lasertriangulation) zur Erhöhung der Messgeschwindigkeit und Reduzierung von Verschleiß ist denkbar. Insgesamt zeigt dieses Beispiel, dass durch ein durchdachtes Zusammenspiel von Sensorik, Aktorik und algorithmischer Steuerung höchste Präzision mit maximaler Sicherheit verbunden werden kann. ___________________________________________________________________________________________________________________ **Kontakt & Quellen** Für weiterführende Informationen stehen wir gern zur Verfügung. Zusätzliche Fachpublikationen sowie weiterführende Recherchen zurartigen Systemen im Ex-Bereich und der hochpräzisen Positioniertechnik finden sich in einschlägigen Datenbanken und Normen (z. B. IECEx, ATEX-Richtlinien). [![Qualitätsprüfung von Platten aus technischer Keramik](https://www.dimensionics.de/hubfs/optische%20Messzelle_header.jpg) ](https://www.dimensionics.de/blog/qualitätsprüfung-von-platten-aus-technischer-keramik) #### [Qualitätsprüfung von Platten aus technischer Keramik](https://www.dimensionics.de/blog/qualitätsprüfung-von-platten-aus-technischer-keramik) [Mathias Evers](https://www.dimensionics.de/blog/author/mathias-evers) : Jan 23, 2025 10:08:40 AM 1- Einleitung [Qualitätskontrolle](https://www.dimensionics.de/blog/tag/qualitätskontrolle) [Effiziente Fertigung](https://www.dimensionics.de/blog/tag/effiziente-fertigung) [Brennstoffzelle](https://www.dimensionics.de/blog/tag/brennstoffzelle) [Automotiv](https://www.dimensionics.de/blog/tag/automotiv) [taktile Sensoren](https://www.dimensionics.de/blog/tag/taktile-sensoren) [Read More](https://www.dimensionics.de/blog/qualitätsprüfung-von-platten-aus-technischer-keramik) [![Automatisierung manueller Prozesse: Potenziale und Herausforderungen](https://www.dimensionics.de/hubfs/Automation.jpg) ](https://www.dimensionics.de/blog/automatisierung-manueller-prozesse) #### [Automatisierung manueller Prozesse: Potenziale und Herausforderungen](https://www.dimensionics.de/blog/automatisierung-manueller-prozesse) [Mathias Evers](https://www.dimensionics.de/blog/author/mathias-evers) : Jan 29, 2025 1:22:08 PM 1- Einleitung [Qualitätskontrolle](https://www.dimensionics.de/blog/tag/qualitätskontrolle) [Effiziente Fertigung](https://www.dimensionics.de/blog/tag/effiziente-fertigung) [Automotiv](https://www.dimensionics.de/blog/tag/automotiv) [Read More](https://www.dimensionics.de/blog/automatisierung-manueller-prozesse) [![Wann eine teilautomatisierte Lösung der Vollautomatisierung überlegen ist](https://www.dimensionics.de/hubfs/Halbautomatisierte%20Systeme.jpg) ](https://www.dimensionics.de/blog/teilautomatisierte-lösung) #### [Wann eine teilautomatisierte Lösung der Vollautomatisierung überlegen ist](https://www.dimensionics.de/blog/teilautomatisierte-lösung) [Mathias Evers](https://www.dimensionics.de/blog/author/mathias-evers) : Feb 13, 2025 2:37:11 PM 1- Einleitung 2- Abwägung zwischen Voll- und Teilautomatisierung 3-Die Lösungen von Dimensionics als Beispiel für effiziente Teilautomatisierung 4-... [Qualitätskontrolle](https://www.dimensionics.de/blog/tag/qualitätskontrolle) [Automatisierte Messung](https://www.dimensionics.de/blog/tag/automatisierte-messung) [Effiziente Fertigung](https://www.dimensionics.de/blog/tag/effiziente-fertigung) [Optische Messtechnik](https://www.dimensionics.de/blog/tag/optische-messtechnik) [Bildverarbeitung](https://www.dimensionics.de/blog/tag/bildverarbeitung) [Messstrategie](https://www.dimensionics.de/blog/tag/messstrategie) [Read More](https://www.dimensionics.de/blog/teilautomatisierte-lösung) ```json { "@context" : "https://schema.org", "@type" : "BlogPosting", "author" : { "@type" : "Person", "name" : "Mathias Evers", "url" : "https://www.dimensionics.de/blog/author/mathias-evers" }, "dateModified" : "2025-01-29T13:12:04.854Z", "datePublished" : "2025-01-15T10:16:01.000Z", "headline" : "Präzisionsausrichtung einer Klebedüse für Folienapplikationen im Automobil- und Wasserstoffzellenbereich", "image" : [ "https://www.dimensionics.de/hubfs/Brennstoffzelle.jpg" ], "mainEntityOfPage" : { "@id" : "https://www.dimensionics.de/blog/präzisionsausrichtung", "@type" : "WebPage" }, "publisher" : { "@type" : "Organization", "logo" : { "@type" : "ImageObject", "url" : "https://www.dimensionics.de/hubfs/Firmenlogos-beide-horizontal.png" }, "name" : "DIMENSIONICS GmbH" } } ```