DE102004055324A1 - Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunstoffteilen von Automobilkarosserien - Google Patents

Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunstoffteilen von Automobilkarosserien Download PDF

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Abstract

Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien, DOLLAR A mit einer zumindest partiell einseitig selbstklebend ausgerüsteter Basisschicht aus einem hitzebeständigen Träger, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches ist und der insbesondere mittig auf der klebend ausgerüsteten Seite mit einem ersten Abschnitt einer hitzeaktivierbaren Klebfolie versehen ist, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches und kleiner als die Fläche der Basisschicht ist, wobei der Stanzling derart über dem zu verschließenden Loch aufgebracht wird, dass das Loch im Wesentlichen von dem ersten Abschnitt abgedeckt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien.
  • Bei der Produktion von modernen Automobilen ist es unumgänglich, dass während des Zusammenbaus in vielen einzelnen Teilen wie Blechen oder Kunststoffteilen unterschiedlich große Löcher konstruktiv bedingt entstehen. Üblicherweise liegen die Durchmesser der Löcher zwischen 10 und 50 mm. Viele dieser Löcher müssen im späteren Prozess wieder luft- und insbesondere wasserdicht verschlossen werden, um Korrossionsangriffe zu unterbinden, indem Wasser oder Wasserdampf durch die nicht abgedeckten Löcher in die Karosserie eindringt. Daneben besteht die Anforderung, durch das Verschließen der Löcher die Geräuschdämmung des Passagierinnenraums erheblich zu verbessern.
  • Momentan werden zum Verschließen von Karroserielöchern in der Regel Kunststoffstöpsel verwendet, die zum einen im Einzelfall nicht sicher das Loch verschließen und zum anderen vergleichsweise aufwändig und teuer herzustellen sind. Für jede Lochgröße ist ein spezieller, auf die Lochgröße angepaßter Stöpsel erforderlich. Die bedeutet hohen logistischen und verwaltungstechnischen Aufwand für den Abnehmer der Stöpsel.
  • Somit müssen an der Produktionslinie eine große Anzahl von Stöpseln verschiedener Größen in jeweils zugeordneten Lagerkästen vorgehalten werden.
  • Des weiteren eignen sich zu diesem Zweck Klebebänder, die angepaßt auf die Lochgröße abgelängt oder gestanzt werden. Aber auch Klebebänder werden den im Markt steigenden Anforderungen nicht immer gerecht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Stanzling zur Verfügung zu stellen, der zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien geeignet ist. Des weiteren soll gewährleistet sein, dass besagte Löcher derart verschlossen sind, dass ein Durchtritt von Feuchtigkeit ausgeschlossen ist, die Geräuschdämmung verbessert wird, die Löcher auch bei Steinschlag am Unterboden beziehungsweise bei mechanischen Beanspruchungen im Innenraum, insbesondere im Bodenbereich, sicher verschlossen sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Stanzling, wie er im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des Erfindungsgegenstandes.
  • Demgemäß betrifft die Erfindung einen Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien, mit einer zumindest partiell einseitig selbstklebend ausgerüsteter Basisschicht aus einem hitzebeständigen Träger, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches ist und der insbesondere mittig auf der klebend ausgerüsteten Seite mit einem ersten Abschnitt einer hitzeaktivierbaren Klebfolie versehen ist.
  • Die Fläche des ersten Abschnitts ist größer als die Fläche des zu verschließenden Loches und kleiner als die Fläche der Basisschicht, wobei der Stanzling derart über dem zu verschließenden Loch aufgebracht wird, dass das Loch im Wesentlichen vom dem ersten Abschnitt abgedeckt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem ersten Abschnitt der hitzeaktivierbaren Klebfolie, und zwar auf der Seite, die dem Loch zugewandt ist, ein zweiter Abschnitt einer hitzeaktivierbaren thermoplastischen Klebfolie vorhanden, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches und kleiner als die Fläche der Basisschicht ist, wobei wiederum der Stanzling derart über dem zu verschließenden Loch aufgebracht wird, dass das Loch im Wesentlichen vom dem zweiten Abschnitt abgedeckt ist.
  • Vorzugsweise weisen die beiden Abschnitte der hitzeaktivierbaren Folie die gleichen Abmessungen auf.
  • Die Klebfolien dienen dazu, den Stanzling nach Aktivierung mittels Wärme dauerhaft und sicher mit dem Untergrund (zumeist der Kfz-Karosserie) zu verbinden. Der bevorzugte zweite Klebfolienabschnitt stellt dabei sicher, dass ohne Anwendung von Druck eine gute, stabile und feuchtigkeitsundurchlässige Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem Untergrund hergestellt wird.
  • Weiter vorzugsweise ist zwischen der Basisschicht und dem ersten Abschnitt der hitzeaktivierbaren Klebfolie ein schichtförmiger Körper vorhanden, der besonders vorteilhaft aus Metall besteht.
  • Der schichtförmige Körper weist eine mit hohe Dichte oder Festigkeit auf, um die Geräuschdämpfung oder die Festigkeit des gesamten Stanzlings zu erhöhen.
  • Der Träger, der in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus einer Aluminiumfolie, einem textilen Träger oder einer Kunststofffolie (beispielsweise PVC, PP, PET, PU) besteht, weist vorzugsweise eine Dicke auf
    • • zwischen 30 und 120 μm bei der Aluminiumfolie,
    • • zwischen 180 und 300 μm bei einem textilen Träger und
    • • zwischen 30 und 300 μm bei einer Folie.
  • Als Trägermaterial für den Stanzling werden in einer besonders vorteilhaften Weiterführung der Erfindung Baumwollgewebe verwendet, die insbesondere eine mesh-Zahl von 140 bis 160, bevorzugt 148 (bedeutet eine Fadenzahl in Kette (warp) von 74 und in Schuss (wreft) von 74) aufweisen.
  • Weiter vorzugsweise betragen die Schusszahl 70 bis 80 und/oder die Kettenzahl 70 bis 80.
  • Als Trägermaterial für den Stanzling können des Weiteren alle bekannten textilen Träger wie Gewebe, Gewirke oder Vliese verwendet werden, wobei unter „Vlies" zumindest textile Flächengebilde gemäß EN 29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche Systeme zu verstehen sind. Ebenfalls können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet werden.
  • Als Ausgangsmaterialien für den textilen Träger sind insbesondere Polyester-, Polypropylen-, Viskose-, Zellwoll- oder Baumwollfasern vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es können, für den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung des Vlieses eingesetzt werden. Wichtig ist, dass die eingesetzten Materialien die erforderliche Hitzebeständigkeit aufweisen.
  • Insbesondere vorteilhaft für den erfindungsgemäßen Gedanken ist ein foggingfreier Stanzling, umfassend einen foggingfreien Träger auf den zumindest einseitig eine foggingfreie, druckempfindliche Klebemasse aufgetragen ist.
  • Als Klebemassen auf dem Träger können prinzipiell verschiedene Polymersysteme gewählt werden, wobei sich besonders Natur- oder Synthesekautschuk- sowie Acrylatsysteme als vorteilhaft erwiesen haben, wenn ihre Klebeigenschaften und Temperaturbeständigkeiten den Anforderungen entsprechen. Weiter vorzugsweise beträgt die Klebkraft auf Stahl mindestens 5 N/25 mm.
  • Als Klebemasse ist eine solche auf Acrylathotmelt-Basis geeignet, die einen K-Wert von mindestens 20 aufweist, insbesondere größer 30 (gemessen jeweils in 1 Gew.-%iger Lösung in Toluol, 25 °C), erhältlich durch Aufkonzentrieren einer Lösung einer solchen Masse zu einem als Hotmelt verarbeitbaren System.
  • Dann kann eine Klebemasse verwendet werden, die aus der Gruppe der Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke oder aus einem beliebigen Blend aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken besteht, wobei der Naturkautschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends gewählt werden können.
  • Weiterhin vorzugsweise können den Kautschuken zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomeranteil.
  • Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol-(SIS) und Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Typen.
  • Als klebrig machende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
  • Die hitzeaktivierbaren Klebfolien weisen vorzugsweise folgende Zusammensetzung auf:
    • i) ein Polymer mit einem Anteil von zumindest 30 Gew.-%, wobei der erste Abschnitt der hitzeaktivierbaren Klebfolie besonders bevorzugt auf reaktiven Polyurethan, Polyamid, Nitrilkautschuk mit reaktiven Phenolharzen oder reaktiven Epoxidharzen basiert und/oder der zweite Abschnitt auf thermoplastischer, nichtreaktiver Polyamide oder Epoxide.
    • ii) ein oder mehrere klebrig machende Harze mit einem Anteil von 5 bis 50 Gew.-% und/oder
    • iii) Epoxydharze mit Härtern, gegebenenfalls auch Beschleunigern, mit einem Anteil von 5 bis 40 Gew.-%,
  • Vorzugsweise weisen die Klebfolien eine Dicke von 10 bis 500 μm auf.
  • Die reaktive Klebfolie ist eine Mischung von reaktiven Harzen, die bei Temperaturen oberhalb 120 °C vernetzen und ein dreidimensionales, hochfestes Polymernetzwerk bilden, und von dauerelastischen Elastomeren, die einer Versprödung des Produktes entgegenwirken und somit dauerhafte Belastungen (Stauchungen, Dehnungen) des Produktes ermöglichen.
  • Das Elastomer stammt bevorzugt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyester, Polyurethane oder Polyamide oder kann ein modifizierter Kautschuk sein wie zum Beispiel Nitrilkautschuk oder auch Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Polyvinylacetat, carboxyliertes oder epoxyliertes SEBS-Polymer.
  • Oben sind die jeweils die Elastomere angegeben, bei denen der Stanzling besonders vorteilhafte Eigenschaften entwickelt.
  • Durch die chemische Vernetzungsreaktion (auf Basis von Epoxyden oder Phenolharzkondensation) der Harze bei erhöhter Temperatur werden große Festigkeiten zwischen dem Klebefilm und der zu verklebenden Oberfläche erzielt und eine hohe innere Festigkeit des Produktes erreicht.
  • Die Zugabe der reaktiven Harz/Härtersystemen führt auch zu einer Erniedrigung der Erweichungstemperatur der oben genannten Polymere, was ihre Verarbeitungstemperatur und -geschwindigkeit vorteilhaft senkt. Das geeignete Produkt ist ein bei Raumtemperatur oder leicht erhöhten Temperaturen selbsthaftendes Produkt. Beim Erhitzen des Produktes kommt es kurzfristig auch zu einer Erniedrigung der Viskosität wodurch das Produkt auch raue Oberflächen benetzen kann.
  • Die Zusammensetzungen für die Klebfolie lassen sich durch Veränderung von Rohstoffart und -anteil in weitem Rahmen variieren. Ebenso können weitere Produkteigenschaften wie beispielsweise Farbe, thermische oder elektrische Leitfähigkeit durch gezielte Zusätze von Farbstoffen, mineralischen bzw. organischen Füllstoffen, beispielsweise Siliziumdioxid, und/oder Kohlenstoff- bzw. Metallpulvern erzielt werden.
  • Die Klebfolien zeichnen sich somit durch eine Reihe von Vorteilen aus:
    • • Sie besitzen eine hohe Kohäsion und Elastizität bei Raumtemperatur.
    • • Sie zeigen eine hohe Adhäsion auf den üblichen Untergründen im Automobilbau.
  • Der Stanzling wird mit der Karosserie dauerhaft verbunden, indem auf den Stanzling kurzzeitig hohe Temperaturen einwirken, die zur Aktivierung der einen oder beiden Klebfolien führen. Als besonders vorteilhaft haben sich Temperaturen über 120 °C und unter 200 °C erwiesen, die für dabei für ungefähr 20 min einwirken sollten.
  • Der erfindungsgemäße Stanzling ist besonders bei erhöhter mechanischer Beanspruchung den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen überlegen. Das gleiche gilt bei Betrachtung der Geräuschdämpfung. Die Geräuschdämpfung und die Festigkeit werden durch die Kombination Basisschicht/Klebfolie(n)/schichtförmiger Körper massiv verbessert.
  • Des weiteren kann eine einzige Ausführungsform des Stanzlings eine Vielzahl von Löchern unterschiedlicher Größe abdecken.
  • Der Stanzling zeichnet sich aus durch:
    • • eine sehr hohe Belastbarkeit/Durchschlagfestigkeit
    • • sehr gute Abdichtung gegen Feuchtigkeit/Feuchtigkeitsbarriere
    • • gute Abdichtung gegen Geräusche/Lärmdämpfung
    • • einfache und kostengünstige Möglichkeit durch Einkaschieren von schweren Materialien, zum Beispiel Metallplättchen, um eine zusätzliche hohe Festigkeit des Verbundes und eine Geräuschdämpfung zu erzielen.
  • Im Folgenden soll anhand einer Figur der Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien näher erläutert werden, ohne in irgendeiner Form einschränkend wirken zu sollen.
  • Es zeigt
  • 1 den Zustand, nachdem durch Wärmeeinwirkung das zu verschließende Loch verschlossen ist.
  • In der Karosserie 5 ist ein Loch 6 konstruktiv bedingt vorhanden, das es zu verschließen gilt.
  • Hierzu wird ein Stanzling mit einer Basisschicht 1, die einen textilen Träger aus Gewebe aufweist, der mit einer Klebeschicht ausgerüstet ist, derart auf dem Loch 6 fixiert, dass das Loch 6 vollständig vom Stanzling abgedeckt ist.
  • Die Fläche des Stanzlings ist größer als die Fläche des zu verschließenden Loches 6.
  • Mittig auf der Basisschicht 1, und zwar auf der klebend ausgerüsteten Seite, befindet sich ein schichtförmiger Körper 2 aus Metall.
  • Auf dem Metallplättchen 2 ist ein erster Abschnitt 3 einer hitzeaktivierbaren Klebfolie vorhanden, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches 6 und kleiner als die Fläche der Basisschicht 1, aber größer als der schichtförmige Körper 2 ist.
  • Auf dem ersten Abschnitt 3 der hitzeaktivierbaren Klebfolie ist ein zweiter Abschnitt 4 einer hitzeaktivierbaren Folie vorhanden, der die gleichen Abmessungen wie der erste Abschnitt 3 aufweist.
  • Der Stanzling wird mit der Karosserie 5 dauerhaft verbunden, indem auf den Stanzling kurzzeitig hohe Temperaturen einwirken, die zur Aktivierung der Klebfolien 3, 4 führen.

Claims (7)

  1. Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien, mit einer zumindest partiell einseitig selbstklebend ausgerüsteter Basisschicht aus einem hitzebeständigen Träger, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches ist und der insbesondere mittig auf der klebend ausgerüsteten Seite mit einem ersten Abschnitt einer hitzeaktivierbaren Klebfolie versehen ist, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches und kleiner als die Fläche der Basisschicht ist, wobei der Stanzling derart über dem zu verschließenden Loch aufgebracht wird, dass das Loch im wesentlichen vom dem ersten Abschnitt abgedeckt ist.
  2. Stanzling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Abschnitt der hitzeaktivierbaren Klebfolie, und zwar auf der Seite, die dem Loch zugewandt ist, ein zweiter Abschnitt einer thermoplastischen hitzeaktivierbaren Klebfolie versehen ist, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches und kleiner als die Fläche der Basisschicht ist, wobei der Stanzling derart über dem zu verschließenden Loch aufgebracht wird, dass das Loch im wesentlichen vom dem zweiten Abschnitt abgedeckt ist.
  3. Stanzling nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Basisschicht und dem ersten Abschnitt der hitzeaktivierbaren Klebfolie ein schichtförmiger Körper vorhanden ist.
  4. Stanzling nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hitzeaktivierbaren Klebfolien vorzugsweise folgende Zusammensetzung aufweisen: ein Polymer mit einem Anteil von zumindest 30 Gew.-%, wobei der erste Abschnitt der hitzeaktivierbaren Klebfolie besonders bevorzugt reaktiven Polyurethan, Polyamid, Nitrilkautschuk mit reaktiven Phenolharzen oder reaktiven Epoxidharzen basiert und/oder der zweite Abschnitt auf thermoplastischen Polyamid oder Epoxid, ein oder mehrere klebrig machende Harze mit einem Anteil von 5 bis 50 Gew.-% und/oder Epoxidharze mit Härtern, gegebenenfalls auch Beschleunigern, mit einem Anteil von 5 bis 40 Gew.-%.
  5. Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebfolien eine Dicke von 10 bis 500 μm aufweisen.
  6. Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial eine Aluminiumfolie, ein textiler Träger oder eine Kunststofffolie (beispielsweise PVC, PP, PET, PU) verwendet werden, insbesondere ein Baumwollgewebe, das eine Schusszahl von 70 bis 80 und/oder eine Kettenzahl von 70 bis 80 aufweist.
  7. Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtförmige Körper aus Metall besteht.
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