DE102008061812A1

DE102008061812A1 - Verfahren zum Herstellen eines Blechstrukturteiles

Info

Publication number: DE102008061812A1
Application number: DE102008061812A
Authority: DE
Original assignee: Twb Presswerk & Co KG GmbH
Current assignee: PREVENT TWB GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-24

Abstract

Mit einem Verfahren zum Herstellen eines Blechstrukturteiles, welches aus einem ersten Blechteil und wenigstens einem zweiten Blechteil besteht, welche wenigstens durch eine Klebeverbindung aus einem wärmeaushärtenden Klebstoff miteinander verbunden werden, soll eine Lösung geschaffen werden, mit dem eine zuverlässig feste Verbindung mehrerer Blechteile zu einem einteiligen Blechstrukturteil mit möglichst geringem Aufwand ermöglicht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die wenigstens zwei Blechteile nach dem Fügen zusammengedrückt werden und in zusammengedrückter Lage einer erhöhten Temperatur ausgesetzt werden, bei welcher der Klebstoff aushärtet, wobei die Blechteile im Wesentlichen über der gesamten Aushärtezeit zusammengedrückt verbleiben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Blechstrukturteiles, welches aus einem ersten Blechteil und wenigstens einem zweiten Blechteil besteht, welche wenigstens durch eine Klebeverbindung aus einem wärmeaushärtenden Klebstoff miteinander verbunden werden.
Ein solches Verfahren ist vorzugsweise zum Herstellen von Blechstrukturteilen geeignet und bestimmt, welche aus Stahl, aus Aluminium oder aus anderen Werkstoffen bestehen.
Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise aus DE 10 2007 017 289 A1 der Anmelderin bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden das erste und das wenigstens eine zweite Blechteil zunächst bei einer ersten Verarbeitungstemperatur an den Verbindungsstellen mit einer Schicht aus einem bei der ersten Verarbeitungstemperatur nicht aushärtenden Klebstoff versehen. Anschließend werden die Blechteile an den Verbindungsstellen wenigstens bereichsweise durch Laserschweißen fixiert und nachfolgend werden die so miteinander verbundenen Blechteile einer zweiten Verarbeitungstemperatur ausgesetzt, bei welcher der Klebstoff aushärtet. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Blechteile auch unterschiedlicher Materialeigenschaften sicher miteinander zu verbinden, indem die Blechteile zunächst mit einem gängigen, erst durch Wärmebehandlung aushärtenden Klebstoff beschichtet, zusammengefügt und anschließend mittels Laserschweißen gegen Verrutschen aneinander fixiert werden. Nachfolgend wird das so gebildete Blechstrukturteil einer zweiten Verarbeitungstemperatur ausgesetzt, bei welcher der Klebstoff aushärtet. Dieser Vorgang kann in den normalen Verfahrensablauf integriert werden, falls ohnehin eine Erwärmung des Blechstrukturteiles, z. B. bei einer Tauchlackierung, durch geführt wird.
Dieses Verfahren ermöglicht somit zwar die Verbindung von Blechteilen auch unterschiedlicher Materialeigenschaften, es funktioniert jedoch nur, wenn neben der Kleberverbindung nach dem Aufbringen derselben die Blechteile durch Laserschweißen zusätzlich aneinander fixiert werden. Dies macht den Verfahrensablauf relativ aufwendig und schwierig.
Ein ähnliches Verfahren ist aus DE 10 2006 060 056 A1 bekannt. Auch bei diesem Verfahren werden die Blechteile nach einem Klebstoffauftrag und Zusammenfügen durch Laserschweißen, und zwar durch einzelne Laserschweißpunkte, aneinander fixiert. Dieses Verfahren weist somit ähnliche Nachteile wie das vorbeschriebene auf. Ferner sind Verfahren dieser Art bekannt, bei denen die Blechteile nach dem Aufbringen eines Klebstoffes durch Widerstandspunktschweißen aneinander fixiert werden. Dieses Schweißverfahren ist zwar relativ einfach durchzuführen, führt jedoch zu sehr hohen Prozesstemperaturen, die sowohl die Blechteile als auch den Klebstoff im Schweißverbindungsbereich schädigen können. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist auch schon vorgeschlagen worden, die Fixierung der Blechteile aneinander nach dem Aufbringen des Klebstoffes durch Punktlöten zu erreichen. Auch diese Lösung bedarf aber eines zusätzlichen Lötprozesses und ist ebenfalls aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine zuverlässig feste Verbindung mehrerer Blechteile zu einem einteiligen Blechstrukturteil mit möglichst geringem Aufwand ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die wenigstens zwei Blechteile nach dem Fügen zusammengedrückt werden und in zusammengedrückter Lage einer erhöhten Temperatur ausgesetzt werden, bei welcher der Klebstoff aushärtet, wobei die Blechteile im Wesentlichen über der gesamten Aushärtezeit zusammengedrückt verbleiben.
Es hat sich überraschend herausgestellt, dass bei der vorbeschriebenen Verfahrensführung auf zusätzliche Fixiervorgänge der zu verbindenden Blechteile durch Schweißen, Löten oder dgl. vollständig verzichtet werden kann, wenn gewährleistet ist, dass die Blechteile nach dem Fügen zusammengedrückt werden und im Wesentlichen während der Aushärtezeit zusammengedrückt verbleiben. In Abkehr von den bisherigen Vorstellungen in der Fachwelt lässt sich auf diese Weise ohne zusätzliche Fixierschritte eine zuverlässig feste Verbindung mehrerer Blechteile zu einem einteiligen Blechstrukturteil realisieren. Das fertige Blechstrukturteil wird nur durch die Klebstoffschicht zusammengehalten.
Um das Zusammendrücken und Zusammenhalten der Blechteile während des Aushärtvorganges zu realisieren, ist in Abhängigkeit von der geometrischen Ausbildung der miteinander zu verbindenden Blechteile bevorzugt vorgesehen, dass die Blechteile mittels eines Spannwerkzeuges, Spannrahmens oder dgl. zusammengedrückt und zusammengehalten werden.
In Abhängigkeit vom eingesetzten Klebstoff ist bevorzugt vorgesehen, dass die erhöhte Temperatur im Bereich von 160° bis 180°C liegt, und dass die wenigstens zwei Blechteile während einer Haltezeit von ca. 15 bis 25 min. zusammengedrückt werden. Diese Verfahrensbedingungen sind insbesondere geeignet, wenn ein einkomponentiger Klebstoff auf Epoxidharzbasis verwendet wird, beispielsweise BETAMATE 1480 (Aushärtung bei 170° bis 180°C) oder ein ähnlicher Klebstoff.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei der erhöhten Temperatur eine Lackierung der Blechteile durchgeführt wird, wobei vorzugsweise eine kathodische Tauchlackierung verwendet wird. Bei dieser Verfahrensführung sind praktisch keine wesentlichen Änderungen am Verfahrensablauf gegenüber den bisher praktizierten Verfahren erforderlich, bei denen die Blechteile zunächst aneinander fixiert und anschließend einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen werden. Für den Erwärmungs- und Aushärtvorgang des Klebstoffes ist dann kein zusätzlicher Verfahrensschritt notwendig, die Aushärtung erfolgt automatisch durch die Temperaturerhöhung des Blechstrukturteiles während des Lackierens, wobei selbstverständlich die Stellen, an denen das Spannwerkzeug oder dgl. anliegt, nachlackiert werden müssen.
Das Verfahren eignet sich besonders, wenn die Blechteile aus unterschiedlichen Materialien bestehen, bevorzugt besteht das erste Blechteil aus Aluminium und das zweite Blechteil aus Stahl.
Das Verfahren eignet sich insbesondere für Blechstrukturteile, die eine Rückenlehne eines Rücksitzes eines Kraftfahrzeuges sind, bei denen das erste Blechteil ein plattenförmiger Grundkörper aus Aluminium ist, an dem weitere Blechteile aus Stahl befestigt werden, beispielsweise Rahmenelemente.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
1 eine vereinfachte Explosionsdarstellung einer Rückenlehne eines Fahrzeugrücksitzes,
2 eine Ansicht auf eine vereinfacht wiedergegebene komplette Rückenlehne in anderer geometrischer Abmessung,
3 eine Seitenansicht einer bereichsweise dargestellten Rückwand einer Rückenlehne,
4 bereichsweise einen Verstärkungsrahmen für die Rückwand nach 3 in einer ersten Ausgestaltung und in
5 einen Verstärkungsrahmen in einer zweiten Ausgestaltung.
In 1 ist beispielhaft ein Blechstrukturteil in Form einer Rückenlehne für einen Rücksitz oder eine Rücksitzbank eines Kraftfahrzeuges dargestellt, und zwar nur mit den für die Erfindung wesentlichen Bestandteilen. Dieses Blechstrukturteil in Form einer Rückenlehne ist in 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Sie besteht wenigstens aus einem ersten Blechteil 2, welches eine Rückwand der Rückenlehne, beispielsweise aus Aluminium, bildet, und einem zweiten Blechteil 3, das beim Ausführungsbeispiel als Verstärkungsrahmen aus Stahlblech gebildet ist.
Das erste Blechteil bzw. die Rückwand 2 kann eine Form aufweisen, wie diese in 3 dargestellt ist, also beispielsweise außenseitig mit einer umlaufenden C-förmigen Profilierung 2a versehen sein.
Das zweite Blechteil 3, d. h. beim Ausführungsbeispiel der Verstärkungsrahmen, kann gemäß 4 von einem C-Profil 3a oder alternativ gemäß 5 von einem Hutprofil 3b gebildet sein.
Zur Herstellung der kompletten Rückenlehne ist nun verfahrensmäßig vorgesehen, dass wenigstens das zweite Blechteil 3, d. h. der Verstärkungsrahmen, an den Fügestellen F (4 bzw. 5) mit einem Klebstoff beschichtet wird, der bei erhöhter Temperatur aushärtet, beispielsweise ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis, wie der Klebstoff BETAMATE 1480.
Nach Auftrag dieses Klebstoffes, beispielsweise bei Umgebungstemperatur, wird das zweite Blechteil 3 in der gewünschten Lage mit dem ersten Blechteil 2 verbunden und zusammengedrückt.
Mittels eines nicht dargestellten Spannwerkzeuges, -spannrahmens oder dgl. werden beide Blechteile 2, 3 mechanisch aneinander fixiert, derart, dass sie in zusammengedrückter Lage verbleiben, bis das Spannwerkzeug wieder entfernt wird.
In dieser zusammengedrückten Lage wird das so gefügte Blechstrukturteil einer erhöhten Temperatur ausgesetzt, bei welcher der Kleber aushärtet. Dabei bleiben die beiden Blechteile 2, 3 im Wesentlichen über der gesamten Aushärtezeit zusammengepresst. Erst nach dem Aushärten des Klebstoffes wird das nicht dargestellte Spannwerkzeug entfernt.
Je nach Ausgestaltung der zu verbindenden Blechteile und Ausbildung des Spannwerkzeuges ist es möglich, dass so gebildete Blechstrukturteil 1 zu lackieren, beispielsweise mittels einer kathodischen Tauchlackierung. Nach dem Entfernen des Spannwerkzeuges ist dann an den Anlagepunkten des Spannwerkzeuges eine entsprechende Nachlackierung erforderlich.
2 zeigt eine alternative Gestaltung des Blechstrukturteiles in Form einer vollständigen Rückenlehne 1', die aus einer Rückwand 2' und einem Verstärkungsrahmen 3' gebildet ist, welche in der vorbeschriebenen Verfahrensweise miteinander verbunden worden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007017289 A1 [0003]
- DE 102006060056 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Blechstrukturteiles, welches aus einem ersten Blechteil und wenigstens einem zweiten Blechteil besteht, welche wenigstens durch eine Klebeverbindung aus einem wärmeaushärtenden Klebstoff miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Blechteile nach dem Fügen zusammengedrückt werden und in zusammengedrückter Lage einer erhöhten Temperatur ausgesetzt werden, bei welcher der Klebstoff aushärtet, wobei die Blechteile im Wesentlichen über der gesamten Aushärtezeit zusammengedrückt verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile mittels eines Spannwerkzeuges, Spannrahmens oder dgl. zusammengedrückt und zusammengehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhte Temperatur im Bereich von 160° bis 180°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Blechteile während einer Haltezeit von ca. 15 bis 25 min. zusammengedrückt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der erhöhten Temperatur eine Lackierung der Blechteile durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile einer kathodischen Tauchlackierung unterzogen werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Blechteil aus Aluminium besteht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite Blechteil aus Stahl besteht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechstrukturteil eine Rückenlehne eines Rücksitzes eines Kraftfahrzeuges ist.