CN107923426A

CN107923426A - 用于制造组件的方法

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Publication number: CN107923426A
Application number: CN201680047907.0A
Authority: CN
Inventors: N·萨特; A·卢格尔
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: US10935062B2; CN107923426B; DE102015223962A1; US20180274576A1; EP3384168A1; WO2017093025A1; EP3384168B1

Abstract

本发明涉及一种用于制造包括至少三个构件(11、12、13)的组件(10')的方法，所述方法包括如下步骤：由第一构件(11)、第二构件(12)和第三构件(13)产生总组件(10)，其中，这三个构件(11、12、13)彼此布置在预定的位置中；在第二构件(12)与第三构件(13)之间产生第一粘接剂连接(19)；并且在第一构件(11)与第二构件(12)之间产生第二粘接剂连接(21)。

Description

用于制造组件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造包括至少三个构件的组件的方法。

背景技术

在同时期的汽车制造中追求减小总重量，以便将油耗值和排放值降低到最小程度。在此使用新材料，所述新材料比之前使用的金属更轻。尤其是为了构造车身构件(例如盖、挡泥板、车顶等)而建议使用塑料。为了获得在机械方面高的特性，使用纤维增强塑料。这样的塑料具有由热固性塑料或热塑性塑料制成的基质，在所述基质的内部嵌入增强纤维、尤其是碳纤维或玻璃纤维。

冷接合技术(例如铆接、螺纹连接等)适用于连接这样的构件。此外，在工业制造中也可以将各构件相互粘接。尤其是，具有多个构件的组件的粘接由于在此必须遵循待粘接构件的确定顺序而变得困难。备选地，也可以同时粘接各构件，但产生几何结构上复杂的粘接剂接缝。粘接剂接缝的几何结构越复杂，则工艺可靠的粘接变得越困难，因为夹杂物或不完全粘接的危险高。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种方法，利用该方法克服现有技术的缺点。本发明的首要任务是给出一种用于制造组件的方法，该方法的突出之处在于高的工艺可靠性。

该任务通过具有独立权利要求1的特征的方法来解决。有利的实施方式在从属权利要求中给出。

为了解决该任务，本发明教导一种用于制造包括至少三个构件的组件的方法，所述方法包括如下步骤：

-由第一构件、第二构件和第三构件产生总组件，其中，这三个构件彼此布置在预定的位置中，

-在第二构件与第三构件之间产生第一粘接剂连接，并且

-在第一构件与第二构件之间产生第二粘接剂连接。

通过在两阶段的方法中产生粘接剂连接，能够产生工艺特别可靠的粘接。

此外，在产生总组件时，在各构件之间可以构成有空腔。该空腔包括基本上在第二构件与第三构件之间延伸的第一区域并且包括基本上在第二构件与第一构件之间延伸的第二区域。就此而言基本上意味着：第一区域和第二区域不必不连续地彼此分离，而是也可以在边缘区域中过渡到彼此之中。

此外，第二构件可以具有贯通口，其中，为了产生第一粘接剂连接，粘接剂能穿过该贯通口被引入到空腔的第一区域中。因此，粘接剂有利地可以在组件的第一侧被供应，第一粘接剂连接在远离构件的所述第一侧的那一侧的区域中构成。

附加地，第一构件可以具有贯通口，其中，为了产生第二粘接剂连接，粘接剂能穿过第一构件的该贯通口被引入到空腔的第二区域中。在此，也可以有利地经由在组件的一侧上的入口在组件的内部产生粘接剂连接。

为了制造组件，可以首先产生第一粘接剂连接，然后产生第二粘接剂连接。有利地降低在粘接剂连接中产生气阻的危险。

空腔的第一区域可以处于第二构件的远离第一构件的一侧。空腔的第二区域可以处于第二构件的靠近第一构件的一侧。

在另一种备选的实施方式中，上面所说明的第一构件和第三构件可以集成地或者说一件式地构成。一种用于制造这样的具有至少两个构件的组件的方法包括如下步骤：

-由第一构件和第二构件产生总组件，其中，这些构件彼此布置在预定的位置中；

-在第一构件的第一区段与第二构件之间产生第一粘接剂连接，并且

-在第一构件的第二区段与第二构件之间产生第二粘接剂连接。

在按照该实施方式的方法中，在产生所述总组件时在各构件之间也产生空腔，该空腔包括基本上在第一构件的第一区段与第二构件之间延伸的第一区域并且包括基本上在第一构件的第二区段和第二构件之间延伸的第二区域。

第一粘接剂连接可以在空腔的第一区域中产生，而第二粘接剂连接可以在空腔的第二区域中产生。

在该方法中，第二构件也具有贯通口，其中，为了产生第一粘接剂连接而使粘接剂穿过该贯通口引入到空腔的第一区域中。

此外，第一构件具有贯通口，其中，为了产生第二粘接剂连接而使粘接剂穿过该贯通口引入到空腔的第二区域中。

优选地，首先产生第一粘接剂连接，然后产生第二粘接剂连接。

空腔的第一区域处于第二构件的远离第一构件的贯通口的一侧。

附图说明

以下借助附图说明应更详细地阐述本发明。说明书、权利要求书和附图示出多个特征，本领域技术人员也将以其它组合考虑这些特征，以便使本发明适配于相应的应用。

示意性的附图如下：

图1以分解图的形式示出组件的透视图；

图2示出组件在装配好的状态下的透视图；

图3a至3f示出用于制造组件的各个方法步骤。

具体实施方式

图1以分解图示出组件10。该组件10包括第一构件11、第二构件12和第三构件13，这三个构件都基本上构成为T形的。第一构件11构成为扁平的薄壁板，在该薄壁板中设有三个贯通口14。第二构件12由四边形型材构成，该四边形型材在此示例性地构成为实心材料。当然，在备选的方式中，第二构件12的型材也可以构成为中空的。第二构件12同样包括三个贯通口15，这三个贯通口完全贯穿构件12，更确切地说，这三个贯通口从构件12的面向第一构件11的表面贯穿至构件12的在图1中不可见的面向第三构件13的表面。第三构件12以壳形式构成，示例性地以U型横截面型材构成。在第一方法步骤中，为了制造组件而将各个构件11、12和13彼此定向。在此，将第二构件12推入到第三构件13的成型凹部中并且用第一构件11遮盖该第二构件。在此产生的中间组件10在图2中示出。该中间组件10是组件10‘的预备阶段并且由于还未将各构件11、12和13彼此粘接而不同于该组件。贯通口14、15示例性地构成为通孔，这些贯通口在本发明的特定实施方式中也可以具有其它横截面形状。

在图3a至3f中示出用于制造完成的组件10‘的进一步方法步骤。这些图对应于图2中的总组件10沿着剖切面S的剖视图。如由图3a可见的那样，第一构件11的贯通口14和第二构件12的贯通口15彼此对准地定向。在总组件10中，在各构件11、12和13之间构成有空腔30。

在后续的方法步骤中，将第一注射器16或第一喷嘴16放置到总组件10上。该喷嘴16包括排出通道16a，注射通道17延伸通过该排出通道。排出通道16a可以被引导穿过开口或穿过第一构件的贯通口14并且被放置到第二构件12上。在此，排出口16a以与第二构件12中的贯通口15的入口基本上齐平的方式结束。有利地，排出通道16a可以如图3b示出的那样在其最前端具有凸肩16b，该凸肩的外径基本上等于贯通口15的内径。由此，排出通道16a能够略微伸入到贯通口15中并且获得注射通道17相对于空腔30的第二区域的良好密封。

在放置第一注射器16之后，经由第一注射器16的注射通道17注射胶粘剂或者说粘接剂、尤其是两组分粘接剂。在此，粘接剂流过排出口16a、进入到贯通口15中、穿流贯通口15并且填充空腔30的第一区域19。该方法步骤在图3c中示出。如由此可见的那样，粘接剂从在图上方的一侧流入到贯通口15中并且在贯通口15的下侧流出，该粘接剂填充空腔20的下方区域并且在侧面在空腔的处于构件12与构件13之间的间隙中上升。因此产生第一粘接剂层或者说第一粘接剂连接19。在图3c和3d中示出的粘接剂连接19位于空腔30的第一区域中，从而附图标记19基本上表示空腔30的第一区域。在产生第一粘接剂层19之后，将第一注射器16从总组件10移除。

接着，如在图3d中示出的那样，将第二注射器22放置到总组件上。该第二注射器具有注射器排出通道22a，该注射器排出通道与第一构件11的贯通口14基本上对准地定向。类似于第一注射器16，第二注射器22的排出通道22a的最前端有利地也具有凸肩22b，该凸肩的外径基本上等于第一构件中的贯通口14的内径。由此能够实现所述凸肩将第二注射器22居中地定位在第一构件11中的定位，并且同时获得相对于环境的良好密封。接着，如在图3e示出的那样，利用第二注射器22或利用第二喷嘴产生第二粘结剂层21或者说第二粘接剂连接21。在此，经由第二注射器的注射通道23通过第二注射器22的排出口22a注射粘接剂20。该胶粘剂渗入到第一构件11与第二构件12之间的区域中并且因此填充空腔30的第二区域21。如已经在上面参考第一粘接剂连接19说明的那样，第二粘接剂连接21填充空腔30的第二区域21。因此，附图标记21不仅表示第二粘接剂连接，而且也基本上表示空腔30的第二区域。

在将第二注射器22从总组件10取下之后完成组件10‘，其中，粘接剂层19和21凝固。所述方法的最终产品在图3f中示出。

因此，按照本发明能够实现两阶段的粘接方法，在第一阶段中，利用小的喷嘴16而使粘接剂穿过内部的第二构件12注射到空腔30的第一区域19中，该第一区域处于远离喷嘴16接入点的一侧。在第二阶段中，利用较大的喷嘴22将粘接剂注射到空腔30的第二区域21中，空腔30的第二区域21靠近所述较大的喷嘴22。为了产生第一粘接剂层19和第二粘接剂层21，可以使用不同或相同的粘接剂。优选地，在第一粘接剂层19的开放时间(Offenzeit)内注射第二粘接剂层21，从而也能够获得与第一粘接剂层19的良好附着。该方法提供能够通过如下方式避免气阻的优点，即，首先在第二构件12的远侧产生粘接剂层，然后在构件12的近侧产生粘接剂层。

此外也能够以小的注射压力进行工作。此外，所述方法提供如下优点：仅需要在单侧接近总组件10的一侧。这在车身构造中是重要的优点，因为使粘接剂输送装置16、22运动的注射机器人、即机械手仅在车身的一侧需要可接近性。

在所述方法的另一未示出的实施方式中，小注射喷嘴16和大注射喷嘴22可以构成为一个唯一的工具。为此，这些注射喷嘴16、22同轴地定向，其中，小注射喷嘴16基本上被嵌入大注射喷嘴22的排出通道22a中。在此，各注射喷嘴16、22能沿着它们的纵轴线或沿着粘接剂的流动方向彼此线性移动。因此，为了用粘接剂填充空腔30，类似于在图3a至3f中所说明的方法，首先通过经由第一注射喷嘴16注射粘接剂来产生第一粘接剂层19。接着，将注射喷嘴16收回到注射喷嘴22的内部。第一注射器16的排出通道16a在此必须仅被如此程度地收回，使得能够实现将第二注射器22工艺可靠地放置到第一构件11上。接着，通过用粘接剂填充空腔30的第二区域21来产生第二粘接剂层21。

在图中未示出的另一实施方式中，所述组件仅包括两个构件。在此，这样的组件的结构对应于在图1、2和3中示出的组件，其中，第一构件11和第三构件13一件式地、即集成地构成并且在下面称为第一构件。在此，第二构件对应于各图中的构件12。第一构件包括第一区段13'，该第一区段基本上对应于图1至3中的第三构件13的形状和位置。此外，第一构件具有第二区段11'，该第二区段在其位置和其形状方面基本上对应于各图中的第一构件11。为了制造这样的组件，首先由第一构件和第二构件产生总组件，其中，各构件彼此布置在预定的位置中。在该实施方式中，第二构件沿周向包围第一构件。因此不可能进行类似于图1和2的装配。替代地，将第二构件移入到第一构件中，直至该第二构件达到预定的位置。在该位置中，第二构件中的一个或多个贯通口15相对于第一构件中的一个或多个贯通口14对准地定向。

类似于上面所说明的实施方式，在此也在第一构件的第一区段13'与第二构件之间产生第一粘接剂连接。当利用在第二构件12的一侧的注射器16引入粘接剂14时，则在该构件12的相对的一侧产生第一粘接剂连接。同样类似于上面所说明的实施方式，在第一构件的第二区段与第二构件12之间产生第二粘接剂连接。该粘接剂连接则位于构件12的靠近注射器22的一侧。

所有前面所说明的实施方式提供循环时间小或者说循环频率高的优点。该粘接方法尤其是适合于纤维增强塑料构件、尤其是玻璃纤维增强塑料构件或者碳纤维增强塑料构件。增强纤维可以是有机的或无机的增强纤维。增强纤维例如可以是碳纤维。该碳纤维与塑料基质一起形成也称为CFK(英语为Carbon-Fiber-Reinforced Plastic，CFRP)碳纤维增强塑料。所属的FVK(纤维增强塑料)构件则为CFK构件。增强纤维例如也可以是玻璃纤维。该玻璃纤维与塑料基质一起形成也称为GFK的玻璃纤维增强塑料。所属的FVK构件则为GFK构件。但本发明不限于此，并且增强纤维例如也可以是芳族聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、有机玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、陶瓷纤维、硅酸纤维、钢纤维和/或天然纤维、可回收纤维。塑料基质的材料尤其可以具有一种或多种热塑性塑料(热后可塑性物质)和/或热固性塑料(热固塑料)。具有热塑性基质的纤维增强塑料具有如下优点：所述纤维增强塑料能够事后变形或焊接。适合作为热塑性塑料的例如是：聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚醚酰亚胺(PEI)和/或聚四氟乙烯(PTFE)。具有热固性基质的纤维增强塑料在基质固化或交联之后不再能够变形。具有热固性基质的纤维增强塑料有利地具有高的温度应用范围。这特别适合于在高的温度下固化的热固化体系。具有热固性基质的纤维增强塑料大多具有最高的强度。作为热固性塑料或基质，例如可以使用下列树脂：环氧树脂(EP)、不饱和聚脂树脂(UP)、乙烯基酯树脂(VE)、酚醛树脂(PF)、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂(DAP)、甲基丙烯酸酯树脂(MMA)、聚氨酯(PUR)、氨基树脂、密胺树脂(MF/MP)和/或尿素树脂(UF)。当然，所述方法也可以用于粘接由其它材料制成的构件。所述粘接方法提供如下优点：能够在总组件中实现良好的材料混合，由木材、金属、陶瓷和/或塑料制成的各构件能够被相互粘接。

上面已经说明了粘接剂作为用于制造粘接剂连接的材料。在这些粘接剂连接中，待连接的构件通过粘附而相互连接。然而，在本发明的意义中，浇注材料也属于术语“粘接剂”。这样的浇注材料同样以液态或粘稠状的形式被引入到空腔中。在浇注材料固化之后，在各构件之间产生形锁合连接。在此，粘附力起次要作用。

附图标记列表

10 组件

11 第一构件

12 第二构件

13 第三构件

14 第一构件的贯通口

15 第二构件的贯通口

16 第一注射器

17 第一注射器的注射通道

18 第一粘接剂

19 第一粘接剂层

20 第二粘接剂

21 第二粘接剂层

22 第二注射器

23 第二注射器的注射通道

Claims

1.用于制造包括至少三个构件(11、12、13)的组件(10')的方法，所述方法包括如下步骤：

-由第一构件(11)、第二构件(12)和第三构件(13)产生总组件(10)，其中，这三个构件(11、12、13)彼此布置在预定的位置中，

-在第二构件(12)与第三构件(13)之间产生第一粘接剂连接(19)，并且

-在第一构件(11)与第二构件(12)之间产生第二粘接剂连接(21)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在产生所述总组件(10)时在各构件(11、12、13)之间产生空腔(30)，该空腔包括基本上在第二构件(12)与第三构件(13)之间延伸的第一区域并且包括基本上在第二构件(12)与第一构件(11)之间延伸的第二区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一粘接剂连接(19)在空腔的第一区域中产生，而第二粘接剂连接(21)在空腔的第二区域中产生。

4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第二构件(12)具有贯通口(15)，并且为了产生第一粘接剂连接(19)而使粘接剂穿过所述贯通口(15)引入到空腔的第一区域中。

5.根据上述权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，第一构件(11)具有贯通口(14)，并且为了产生第二粘接剂连接(21)而使粘接剂穿过所述贯通口(14)引入到空腔的第二区域(21)中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，首先产生第一粘接剂连接(19)，然后产生第二粘接剂连接(21)。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，空腔的第一区域(19)处于第二构件(12)的远离第一构件(11)的一侧。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其特征在于，空腔的第二区域(21)处于第二构件(12)的靠近第一构件(11)的一侧。

9.用于制造包括至少两个构件的组件的方法，所述方法包括如下步骤：

-由第一构件和第二构件产生总组件，其中，各构件彼此布置在预定的位置中；

-在第一构件的第一区段(13')与第二构件(12)之间产生第一粘接剂连接(19)，并且

-在第一构件的第二区段(11')与第二构件(12)之间产生第二粘接剂连接(21)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在产生所述总组件时在各构件之间产生空腔(30)，该空腔包括基本上在第一构件的第一区段(13')与第二构件(11')之间延伸的第一区域(19)并且包括基本上在第一构件的第二区段(11')与第二构件之间延伸的第二区域(21)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，第一粘接剂连接(19)在空腔的第一区域中产生，而第二粘接剂连接(21)在空腔的第二区域中产生。

12.根据上述权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，第二构件(12)具有贯通口(15)，并且为了产生第一粘接剂连接(19)而使粘接剂穿过所述贯通口(15)引入到空腔的第一区域中。

13.根据上述权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，第一构件具有贯通口(14)，并且为了产生第二粘接剂连接(21)而使粘接剂穿过所述贯通口(14)引入到空腔的第二区域(21)中。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，首先产生第一粘接剂连接(19)，然后产生第二粘接剂连接(21)。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，空腔的第一区域(19)处于第二构件(12)的远离第一构件(11')的贯通口(14)的一侧。