CN104804657B - 粘合连接和粘合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种第一空心型材(1)与第二空心型材(2)的可简单制造且可靠的粘合连接，其中，所述第二空心型材(2)在搭接区域中被第一空心型材(1)包围，其中，在搭接区域中，在第一空心型材(1)与第二空心型材(2)的内部布置有与第一空心型材(1)相连的芯件(3)，其中，在芯件(3)与第二空心型材(2)的内侧之间布置有膨胀式结构粘合剂(4)，本发明还涉及一种用于制造所述粘合连接的粘合方法。

Description

粘合连接和粘合方法
技术领域
本发明涉及一种第一空心型材与第二空心型材的粘合连接，其中，第二空心型材在搭接区域中被第一空心型材包围；本发明还涉及一种用于在第一空心型材与第二空心型材之间制造粘合连接的粘合方法，其中，第二空心型材在搭接区域中被第一空心型材包围。
背景技术
在多种不同的技术领域中都需要这种在两个空心型材之间的连接，以便例如以在汽车制造中车身的所谓“空间构架(space frame)”的结构方式形成例如承载式框架结构。
为了连接两个空心型材已知的是，将其中一个空心型材插入另一个空心型材中，并且这两个空心型材在搭接区域中例如被焊接、被夹紧或被粘合。然而简单的粘合连接尤其是在非精确的配合或空心型材扭曲时不太牢固。
由专利文献DE 10 2006 044 799 A1已知一种用于具有大量相互连接的载体型材的机动车的车身模块，载体型材的载体端部应该插入与车身模块邻接的另一个载体型材的容纳孔中，其中，载体端部配属于独立的锁止件，所述锁止件可移动地固持在所属的载体型材上，并且通过相对于所属载体型材的移动插入相应的与车身模块邻接的另一个载体型材的各个容纳孔中。可以在锁止件与所属的容纳孔之间进行粘合连接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种第一空心型材与第二空心型材的粘合连接和相应的粘合方法，所述粘合连接能简单并且成本低廉地制成，但却是可靠的。
所述技术问题通过一种第一空心型材与第二空心型材的粘合连接解决，其中，第二空心型材在搭接区域中被第一空心型材包围，其中，在搭接区域中，在第一空心型材和第二空心型材的内部布置了与第一空心型材相连的芯件，其中，在芯件与第二空心型材的内侧之间布置了膨胀式结构粘合剂。
根据本发明，在两个相互插接的空心型材的内部布置辅助构件、即芯件，因此在芯件与内部的第二空心型材之间存在间距，所述间距被膨胀的结构粘合剂填充。当在构件之间形成连接时，结构粘合剂处于膨胀状态。结构粘合剂由此至少在芯件与内部的空心型材之间形成粘合连接。通过结构粘合剂的膨胀，这种连接既是材料接合的又是摩擦配合的，并且由此特别可靠。芯件还以适宜的方式与外部的空心型材相连，从而最终也使内部的空心型材与外部的空心型材相连。
优选地，第二空心型材在搭接区域中具有钻孔，并且膨胀式结构粘合剂通过所述钻孔流出，也就是说通过内部的第二空心型材的钻孔流出。由此实现了芯件与第二空心型材之间沿垂直方向、即沿空心型材纵向的更好的固定。优选地，结构粘合剂这样流动通过钻孔，使得膨胀式结构粘合剂接触第一空心型材的内侧，并且与第一空心型材相粘合。特别优选地，结构粘合剂甚至在第一空心型材的内侧上施加压力，从而使第一空心型材的内侧还通过结构粘合剂与芯件以及第二空心型材摩擦配合地相连。
优选地，芯件具有基体，其中，基体的直径等于第一空心型材的内径。基体在此优选地具有与第一空心型材相同的形状并且由此插入第一空心型材中。
基体尤其可以具有用于使液体垂直流出的通孔。
在一种优选的实施方式中，可以在芯件的基体上布置膨胀泡沫，所述膨胀泡沫优选可以在基体的整个面上延伸。在此，膨胀泡沫尤其还可以封闭基体中的通孔，并且例如经过通孔挤出，从而使膨胀泡沫布置在基体的两侧上。膨胀泡沫尤其可以是比膨胀式结构粘合剂更剧烈地膨胀的材料并且尤其用于在两个空心型材的连接区域中进行垂直密封，以便确保流体密封性和/或更好的声学隔离。膨胀泡沫为此可以从侧面一直延伸到第一空心型材的内侧。
优选地，基体具有间隔凸耳，以便在第二空心型材与基体之间确保预设的垂直间距、即确保基体的面上的法向间距。由此可以将空心型材更好地相互定位，并且为结构粘合剂提供更大的用于粘合的面积，因为结构粘合剂可以在没有间隔凸耳的区域中通过芯件与第二空心型材之间的空隙被挤出。
优选地，芯件具有颈状件(Hals)，其中，颈状件的直径小于第二空心型材的内径，并且颈状件的形状优选与第二空心型材的形状相同，从而在颈状件与第二空心型材之间形成间隙或缝隙(Schacht)。该间隙构成了用于膨胀式结构粘合剂的初级容纳腔。
颈状件可以平行于第二空心型材的内侧延伸或者尤其是与芯件的基本面距离越来越大地、锥形变窄地延伸。
优选地，第一空心型材和第二空心型材和芯件的颈状件具有相同的轮廓、尤其具有圆形、矩形或正方形的轮廓。
根据本发明的用于在第一空心型材与第二空心型材之间形成粘合连接的粘合方法(其中第二空心型材在搭接区域中被第一空心型材包围)具有以下步骤，即，在芯件的外侧上涂覆膨胀式结构粘合剂，随后将芯件至少临时固定在第一空心型材中，随后将第二空心型材布置在芯件与第一空心型材之间的自由间隙或缝隙中，并且随后使膨胀式结构粘合剂发生膨胀，从而将芯件与第二空心型材材料接合且摩擦配合地相互连接。芯件在第一空心型材中的至少临时的固定优选通过以下方式实现，即，将在几何形状上匹配的芯件插入第一空心型材中。
由此使芯件在推入空心型材中之前就已经通过涂覆结构粘合剂而准备好了。
优选地，在将芯件装入第一空心型材并且推入第二空心型材之后，借助热学过程或化学反应使膨胀式结构粘合剂发生膨胀。
在此优选地，第二空心型材在搭接区域中具有钻孔，并且膨胀式结构粘合剂在膨胀过程中通过钻孔尤其这样流出，使得膨胀式结构粘合剂接触第一空心型材的内侧并且优选压在内侧上。
优选地，在将芯件布置在第一空心型材中之后且在膨胀式结构粘合剂发生膨胀之前，实施阴极浸涂。所述浸涂尤其可以在将第二空心型材布置在芯件与第一空心型材之间之后进行，在另一种实施方式中也可以在布置第二空心型材之前进行。
芯件可以具有基体，其中，基体的直径等于第一空心型材的内径。在该基体上可以设置膨胀泡沫，所述膨胀泡沫在将芯件布置在第一空心型材中之后发生膨胀。膨胀泡沫首先能够使可能存在于基体中的通孔开放，从而使例如液体能够在浸涂过程中通过通孔和膨胀泡沫流出。在膨胀泡沫发生膨胀之后，通孔可以通过膨胀泡沫封闭。
附图说明
以下示例性地结合附图对本发明进行描述。在附图中：
图1示出在结构粘合剂发生膨胀之前粘合连接的侧面剖视图(上部所示)以及相应地从上方观察的剖面A-A(下部所示)；
图2示出在结构粘合剂发生膨胀之后根据本发明的粘合连接的侧面剖视图(上部所示)以及相应地从上方观察的剖面A-A(下部所示)；
图3示出根据图1上部所示的钻孔周围的区域的细节图；
图4示出根据图2上部所示的钻孔周围的区域的细节图；
图5示出相对于图1的带有膨胀泡沫的变型方式在结构粘合剂和膨胀泡沫发生膨胀之前的情形；
图6示出相对于图2的带有膨胀泡沫的变型方式在结构粘合剂和膨胀泡沫发生膨胀之后的情形；
图7示出相对于图1的带有矩形轮廓的变型方式；
图8示出相对于图2的带有矩形轮廓的变型方式；
图9示出根据本发明的粘合连接的另一种变型方式的侧视图(上部所示)以及相应地沿剖切线A-A剖切所得的俯视图(下部所示)；
图10示出相对于图9上部所示的细节图；
图11示出芯件的立体视图。
具体实施方式
在图1和图2中示出了圆形的第一空心型材1与圆形的第二空心型材2的根据本发明的粘合连接，其中，第二空心型材2在搭接区域中被第一空心型材1包围，从侧面(上部所示)和自上方(下部所示)示出了在结构粘合剂4发生膨胀之前的视图(参见图1)以及结构粘合剂4发生膨胀之后的视图(参见图2)。在搭接区域中，在第一空心型材1和第二空心型材2内部，芯件3插入第一空心型材1中。在芯件3与第二空心型材2的内侧之间布置有膨胀式结构粘合剂4，所述膨胀式结构粘合剂已经被涂覆在芯件3的外侧上。第二空心型材2在搭接区域中具有钻孔5，因此处于膨胀状态(参见图2)下的结构粘合剂4通过钻孔5流出，其中，膨胀式结构粘合剂4还压向第一空心型材1的内侧。由此，结构粘合剂4既处于外部的空心型材1与内部的空心型材2之间的间隙中，又处于内部的空心型材2与芯件3之间的间隙中以及连接所述间隙的钻孔5中。
芯件3具有基体6，其中，基体6的形状和直径与第一空心型材1的内径相应。基体6由此几乎构成平整的圆盘并且用于将芯件3固定在外部的空心型材1中。基体6具有通孔7，所述通孔尤其用于使构件的液体流出。由此可以使液体(所述液体例如通过阴极浸涂被注入)在形成粘合连接之前、之中和之后流出。
此外，芯件3还具有颈状件10，所述颈状件的直径小于第二空心型材2的内径。颈状件10平行于第二空心型材2的内侧延伸。第一空心型材1、第二空心型材2和芯件3以及芯件3的颈状件10由此构成相互间隔的同心圆，其中，所述圆之间的各个间隙通过膨胀的结构粘合剂4填充(图2下部所示)。
芯件3的基体6具有间隔凸耳9，以便确保在第二空心型材2与基体6之间存在预设的垂直间距，该垂直间距同样可以被结构粘合剂4填充。在图11中特别清楚地示出了间隔凸耳的位置。
在图3中，通过剪头示出了膨胀式结构粘合剂4如何通过钻孔5进入第二空心型材2与第一空心型材1之间的间隙并且填充该间隙(参见图4)。
在图5和图6所示的本发明的变型方式中，在芯件3的基体6上布置了膨胀泡沫8。最初设置在基体底侧上的膨胀泡沫8在其膨胀过程中穿过基体6的中央开口并且延伸至基体6的顶侧。膨胀泡沫8既贴靠在芯件3上又贴靠在第一空心型材1的内侧上。膨胀泡沫8在已膨胀状态下还封闭了基体6的通孔。
图7和图8示出了根据本发明的一种实施方式，其中第一空心型材1以及第二空心型材2和芯件3的颈状件10均具有矩形轮廓。
图9示出根据本发明的粘合连接的另一种变型方式，其中，第一空心型材1是形成多个间隙或缝隙的环绕的构件的一部分。芯件3或其基本面6具有向下延伸的突出部，所述突出部贴靠在第一空心型材1的内侧上。在图11中立体地示出了芯件以及涂覆的结构粘合剂4。
附图标记清单
1 第一空心型材
2 第二空心型材
3 芯件
4 结构粘合剂
5 钻孔
6 基体
7 通孔
8 膨胀泡沫
9 间隔凸耳
10 颈状件

Claims (13)

1.一种第一空心型材(1)与第二空心型材(2)的粘合连接，其中，所述第二空心型材(2)在搭接区域中被第一空心型材(1)包围，其中，在搭接区域中，在第一空心型材(1)与第二空心型材(2)的内部布置有与第一空心型材(1)相连的芯件(3)，其特征在于，在芯件(3)与第二空心型材(2)的内侧之间布置有膨胀式结构粘合剂(4)，其中，芯件(3)在推入第一空心型材中之前就已经通过涂覆膨胀式结构粘合剂而准备好了，其中，芯件(3)具有基体(6)，其中，所述基体(6)的直径与第一空心型材(1)的内径相等，并且所述基体(6)具有用于使液体流出的通孔(7)，在芯件(3)的基体(6)上布置有膨胀泡沫(8)，其中，所述膨胀泡沫(8)封闭基体(6)中的通孔(7)。
2.根据权利要求1所述的粘合连接，其特征在于，所述第二空心型材(2)在搭接区域中具有钻孔(5)，并且膨胀式结构粘合剂(4)通过所述钻孔(5)流出。
3.根据权利要求2所述的粘合连接，其特征在于，膨胀式结构粘合剂(4)通过所述钻孔(5)流出，使得膨胀式结构粘合剂(4)接触第一空心型材(1)的内侧。
4.根据权利要求1所述的粘合连接，其特征在于，所述基体(6)具有间隔凸耳(9)，以便在第二空心型材(2)与基体(6)之间确保预设的垂直间距。
5.根据权利要求1所述的粘合连接，其特征在于，所述芯件(3)具有颈状件(10)，其中，所述颈状件(10)的直径小于第二空心型材(2)的内径。
6.根据权利要求5所述的粘合连接，其特征在于，所述颈状件(10)平行于第二空心型材(2)的内侧延伸或锥形地变窄。
7.根据权利要求5或6所述的粘合连接，其特征在于，所述第一空心型材(1)和第二空心型材(2)和芯件(3)的颈状件(10)具有相同的轮廓。
8.根据权利要求7所述的粘合连接，其特征在于，所述第一空心型材(1)和第二空心型材(2)和芯件(3)的颈状件(10)具有圆形的、矩形的或正方形的轮廓。
9.一种用于在第一空心型材(1)与第二空心型材(2)之间制造粘合连接的粘合方法，其中，第二空心型材(2)在搭接区域中被第一空心型材(1)包围，其特征在于，在芯件(3)的外侧上涂覆膨胀式结构粘合剂(4)，随后将芯件(3)至少临时地固定在第一空心型材(1)中，随后将第二空心型材(2)布置在芯件(3) 与第一空心型材(1)之间的自由间隙中，并且随后使膨胀式结构粘合剂(4)发生膨胀，从而使芯件(3)与第二空心型材(2)材料接合且摩擦配合地相互连接，其中，所述芯件(3)具有基体(6)，其中，所述基体(6)的直径与第一空心型材(1)的内径相等，并且在基体(6)上放置膨胀泡沫(8)，并且在将芯件(3)布置在第一空心型材(1)中之后使膨胀泡沫(8)发生膨胀。
10.根据权利要求9所述的粘合方法，其特征在于，所述膨胀式结构粘合剂(4)借助热学过程或化学反应发生膨胀。
11.根据权利要求9所述的粘合方法，其特征在于，所述第二空心型材(2)在搭接区域中具有钻孔(5)，并且膨胀式结构粘合剂(4)在膨胀过程中通过所述钻孔(5)流出。
12.根据权利要求11所述的粘合方法，其特征在于，膨胀式结构粘合剂(4)在膨胀过程中通过所述钻孔(5)流出，使得膨胀式结构粘合剂(4)接触第一空心型材(1)的内侧。
13.根据权利要求9所述的粘合方法，其特征在于，在将芯件(3)布置在第一空心型材(1)中之后且在膨胀式结构粘合剂(4)发生膨胀之前，实施阴极浸涂。
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