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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, in dem wenigstens zwei Bauteilen
mittels einer Klebstoffverbindung miteinander verbunden sind, der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Für
die Verbindung bzw. die Befestigung von Bauteilen im Kraftfahrzeugbau
ist es bislang üblich, verschiedene mechanische Befestigungsmethoden anzuwenden.
So werden die Bauteile u. a. durch Schraub- oder Nietverbindungen
verbunden. Es kann auch Schweißen zum Verbinden bzw. Befestigen
von Bauteilen im Kraftfahrzeugbau dienen. Für derartige
Befestigungen sind in der Regel umfangreiche mechanische Vorbearbeitungen
notwendig. So müssen Sacklöcher, Verstiftungen
und Gewinde gebohrt bzw. geschnitten werden. Außerdem benötigt man
Schrauben, Schraubverbindungen und oftmals Dichtungsmaterial. Im
Bereich der Karosserie werden zudem Klebeverbindungen verwendet.
Wenn nun z. B. ein Bauteil ausgetauscht werden soll, müssen
die Bauteile voneinander gelöst werden. Hierbei werden
sie bisher häufig teilweise zerstört. Dies ist kostspielig
und nicht sehr anwenderfreundlich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug der eingangs genannten
Art zur Verfügung zu stellen, wobei eine Trennung der Bauteile voneinander
erleichtert ist und wobei besonders geringe Kosten verursacht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen
angegeben.
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Um
ein Kraftfahrzeug, in dem wenigstens zwei Bauteile mittels einer
Klebstoffverbindung miteinander verbunden sind, bereitzustellen,
ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Klebstoffverbindung
derart gewählt ist, dass die wenigstens zwei Bauteile durch
induktive Erwärmung der Klebstoffverbindung zerstörungsfrei
voneinander lösbar sind. Dadurch können Kosten
gespart werden, wenn die Bauteile wieder voneinander gelöst werden
sollen. Des Weiteren hat dies den Vorteil, dass das Lösen
der zwei Bauteile einfach und sehr anwenderfreundlich ist.
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In
weiterer Ausgestaltung ist ein Klebstoff in der Klebstoffverbindung 14 so
gewählt, dass bei Anlegen eines elektrischen Feldes, eines
magnetischen Feldes, eines elektromagnetischen Feldes, eines elektrischen
Wechselfeldes oder eines elektromagnetischen Wechselfeldes eine
induktive Erwärmung erfolgt. Hierdurch können
die wenigstens zwei Bauteile einfach voneinander gelöst
werden, da die oben genannten Felder bzw. Wechselfelder unaufwendig angelegt
werden können.
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In
weiterer Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Bauteile ein Fahrzeugdach
und ein Rückspiegel, oder eine Windschutzscheibe und ein
Windschutzscheibenrahmen, oder ein Getriebegehäuse und
ein Getriebedeckel, oder eine Schaltgabel und eine Schaltstange.
Die entsprechenden Bauteile müssen häufig zu verschiedenen
Zwecken wieder voneinander gelöst werden, was somit kostengünstig und
einfach möglich ist.
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Die
Erfindung betrifft außerdem eine Verbindung wenigstens
zweier Bauteile, wobei die Bauteile für den Fahrzeugbau
geeignet sind, wobei zur Verbindung der wenigstens zwei Bauteile
eine Klebstoffverbindung dient, wobei die Klebstoffverbindung derart
gewählt ist, dass die wenigstens zwei Bauteile durch induktive
Erwärmung der Klebstoffverbindung im Wesentlichen zerstörungsfrei
voneinander lösbar sind. Dadurch ist gewährleistet,
dass bereits Bauteile, welche für den Fahrzeugbau geeignet
sind, auf einfache und kostensparende Weise wieder voneinander lösbar
sind.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie
anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine
schematische Darstellung einer Seitenansicht zweier erfindungsgemäß miteinander verklebten
Bauteile;
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2 eine
Skizze eines Querschnitts durch eine an einem Schaltgestänge
angeordnete und mit dieser erfindungsgemäß verklebten
Schaltgabel.
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Zwei
Bauteile
10,
12 eines in
1 nicht dargestellten
Kraftfahrzeugs sind mittels einer Klebstoffverbindung
14 miteinander
verbunden. Die beiden Bauteile
10,
12 sind durch induktive
Erwärmung der Klebstoffverbindung
14 zerstörungsfrei
wieder voneinander lösbar. Die induktive Erwärmung
ist in
1 symbolisch als Zufuhr der Wärmeenergie
W
ind dargestellt. Ein Klebstoff für
eine solche Verbindung ist z. B. in der
WO 03/042315 A1 offenbart.
Jeder dort genannte Klebstoff kann vorliegend verwendet werden. Es
können auch andere Klebstoffe mit der genannten Eigenschaft
verwendet werden. Prinzipiell kann die Klebstoffverbindung
14 dabei
ein Polymer, ein Polymergemisch oder ein Reaktionsharz oder auch
eine beliebige andere Klebstoffart umfassen. In der Regel handelt
es sich um einen chemisch aushärtenden Klebstoff. So können
beispielsweise Cyanacrylatklebstoffe, Methylmethacrylat-Klebstoffe,
anaerob härtende Klebstoffe, ungesättigte Polyester,
strahlenhärtende Klebstoffe, Polykondensationsklebstoffe, Phenolformaldehydklebstoffe,
Siliconklebstoffe, silanvernetzende Polymerklebstoffe, Polyamidklebstoffe,
Polyadditionsklebstoffe, Epoxidharzklebstoffe oder auch Polyurethan-Klebstoffe
verwendet werden.
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Dabei
weist nun die Klebstoffverbindung 14 Vernetzerpartikel
auf, wobei die Vernetzerpartikel aus Füllstoffpartikeln,
welche ferromagnetisch, ferrimagnetisch, superparamagnetisch, oder
paramagnetisch sind, und an diese Füllstoffpartikel chemisch gebundenen
Vernetzereinheiten bestehen. Alternativ können die Vernetzereinheiten über
eine thermisch labile Gruppe an die Füllstoffpartikel gebunden
sein und/oder die Klebstoffverbindung 14 kann zusätzlich eine
thermisch labile Substanz enthalten.
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Die
induktive Erwärmung der Klebstoffverbindung 14 kann
beispielsweise durch Applizieren eines elektrischen Feldes, magnetischen
Feldes, elektromagnetischen Feldes, elektrischen Wechselfeldes,
magnetischen Wechselfeldes oder elektromagnetischen Wechselfeldes
erfolgen. Dabei sind die Bauteile 10, 12 voneinander
lösbar, wenn durch die entsprechende Applikation eine Erwärmung
auf eine Temperatur, die über einer Ceilingtemperatur von Vernetzungspunkten
liegt, erreicht ist. Wenn eine thermisch labile Gruppe bzw. eine
thermisch labile Substanz in der Klebstoffverbindung 14 vorhanden ist,
kann alternativ die zerstörungsfreie Lösung der über
die Klebstoffverbindung 14 verbundenen Bauteile 10, 12 vorgenommen
werden, wenn die induktive Erwärmung auf eine Temperatur,
bei der die thermisch labilen Bindungen der thermisch labilen Gruppe
und/oder der thermisch labilen Substanz brechen, gewährleistet
ist.
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Der
Gehalt an Vernetzerpartikeln in der Klebstoffverbindung 14 beträgt
dabei 0,1 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-%
und besonders bevorzugt 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel weisen die Vernetzerpartikel durchschnittliche
Primärpartikelgrößen zwischen 2 nm und
500 nm und besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 100 nm auf. Es
ist von Vorteil, dass die Vernetzerpartikel bezogen auf ihre Oberfläche
mindestens 0,00001 mmol·m–2 vernetzend
wirkende funktionelle Gruppen aufweisen. Außerdem ist es
vorteilhaft, dass die Füllstoffpartikel oberflächenmodifiziert
sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die
Füllstoffpartikel aus der Gruppe bestehend aus Eisen, Eisenlegierung
und eisenhaltigen Metalloxiden ausgewählt.
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Die
Füllstoffpartikel weisen bevorzugterweise eine Kern-Schalestruktur
auf, und sie werden über Sol-Gel-Prozesse oder aus der
Reaktion von nanoskaligem Eisenoxid mit Natronwasserglas hergestellt.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Füllstoffpartikel flammpyrolytisch
hergestellte superparamagnetische Eisenoxid-Siliciumdioxid-Kompositpartikel
sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die thermisch labile Gruppe
ein Azogruppe, eine Carbonatgruppe oder eine Ethylengruppe mit sterisch
anspruchsvollen Substituenten ist. Die thermisch labile Substanz
kann dabei durchschnittliche Partikelgrößen zwischen
2 nm und 100 μm bevorzugt zwischen 2 nm und 1 μm und
besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 200 nm aufweisen.
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In
einem besonderen Ausführungsbeispiel ist die thermisch
labile Substanz ein Treibmittel, das unter Wärmeeinwirkung
ein Gas bildet, wobei die Gasbildungstemperatur höher ist
als die Temperatur, bei der die Vernetzung der Klebstoffzusammensetzung
einsetzt. Vorteilhafterweise wird das Treibmittel dabei ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Azodicarbonamid und den Sulfohydraziden,
insbesondere Toluol, Sulfohydrazid und Oxi-bis(benzosulfohydrazid).
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Es
ist von Vorteil, wenn Kollektivpartikel enthalten sind, die das
Treibmittel und die Füllstoffpartikel enthalten und durch
Fällen, Pressen, Mikroverkapseln oder Binden von Treibmitteln
und Füllstoffpartikeln in einem Polymer erhältlich
sind. Es ist außerdem von Vorteil, wenn das Polymer zur
Bildung der Kollektivpartikel aufschäumbares Polystyrol
ist.
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In
einem besonderen Ausführungsbeispiel sind die beiden Bauteile 10, 12 ein
Schaltgestänge 16 sowie eine Schaltgabel 18 (2).
Man erkennt in 2, dass die Schaltgabel 18 über
eine Stiftverbindung 20 an dem Schaltgestänge 16 angeordnet
ist. Die Klebstoffverbindung 14 ist an der Kontaktfläche 22 zwischen
dem Schaltgestänge 16 und der Schaltgabel 18 angeordnet.
Auf diese Weise sind die beiden Bauteile 10, 12 also
in diesem Fall die Schaltgabel 18 und das Schaltgestänge 16 mittels
der Klebstoffverbindung 14 einfach und stabil miteinander verklebt.
Dabei ist die Klebstoffverbindung 14 derart gewählt,
dass die Schaltgabel 18 von dem Schaltgestänge 16 durch
induktive Erwärmung der Klebstoffverbindung 14 im
Wesentlichen zerstörungsfrei lösbar ist.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel von Schaltgestänge
und Schaltgabel ist jedoch nur eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten
in einem Kraftfahrzeug. Beispielsweise kann es sich bei den Bauteilen 10, 12 auch
um ein Fahrzeugdach und einen Rückspiegel, eine Windschutzscheibe
und einen Windschutzscheibenrahmen, ein Getriebegehäuse und
einen Getriebedeckel, oder um andere reversible Verbindungen und/oder
Abdichtungen von Gehäuseteilen, Deckeln, Wannen, Schalen,
Abdeckungen, Glas, Haltern und Profilen aller Art handeln. Insbesondere
kann die Klebstoffverbindung 14 auch zur Abdichtung zwischen
zwei Bauteilen 10, 12 eingesetzt werden. Die zwei
Bauteile 10, 12 können des Weiteren Bauteile
des Achsgehäuses oder der Ölwanne sein. Außerdem
können verschiedenste Sensoren, beispielsweise zur Messung
der Drehzahl, einer Temperatur, eines Ölstands usw., anstelle
des Einsatzes von Gewinden verklebt sein, soweit dies die zur zerstörungsfreien
Lösung anzulegende Spannung und Temperatur zulassen. Auch
kann u. a. ein Schaltfinger mit einer Welle verbunden werden oder ein
Kabelbaumhalter an einem Gehäuse angebracht sein.
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Prinzipiell
stellen alle Bauteile in den Bereichen der Antriebstechnik, der
Getriebe, von Windkraft, Turbinen, Generatoren und auch im Karosseriebau
bei Kraftfahrzeugen bevorzugte Ausführungsbeispiele für
die beiden Bauteile 10, 12 dar.
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Hierdurch
sind im beispielsweise Bereich der Karosserie Demontagen von Bauteilen 10, 12 zerstörungsfrei
möglich. Man braucht weniger Schrauben, Fixierungsstifte
und Nieten. In manchen Fällen kann die Klebstoffverbindung 14 auch
zusätzlich zu bereits vorhandenen mechanischen Bearbeitungen
angewendet werden.
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- 10,
12
- Bauteile
- 14
- Klebstoffverbindung
- 16
- Schaltgestänge
- 18
- Schaltgabel
- 20
- Stiftverbindung
- 22
- Kontaktfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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