DE102010015408A1

DE102010015408A1 - Schmelzklebstoffeinheit einer Klebeanordnung

Info

Publication number: DE102010015408A1
Application number: DE201010015408
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Jens Noak
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: CN102234486A; US9012002B2; US20120288658A1; CN102234486B; DE102010015408B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmelzklebstoffeinheit (1) einer Klebeanordnung zum Verkleben eines ersten Bauteils, z. B. einer Fahrzeugscheibe, mit einem zweiten Bauteil, z. B. einem Fahrzeugrahmen, wobei die Schmelzklebstoffeinheit (1) einen einen Basisbereich (3) und einen Kopfbereich (4) aufweisenden Schmelzklebstoffkörper (2) enthält und der Schmelzklebstoffkörper (2) in seinem Basisbereich (3) zumindest teilweise von einer Hülle (11) seitlich begrenzt ist und mit seinem die Verklebung bildenden Kopfbereich (4) über die Hülle (11) hinausragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmelzklebstoffeinheit einer Klebeanordnung zum Verkleben eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil.
Aus der EP 2 110 419 A1 ist eine gattungsgemäße Schmelzklebstoffeinheit bekannt geworden, die bei einem Verfahren zum Verkleben eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil verwendet wird. Bei diesem Verfahren weist das zweite Bauteil einen Randbereich auf, mit dem überlappend das erste Bauteil verklebt wird, wobei man

a) mindestens einen Körper aus einem Schmelzklebstoff ohne dessen Erwärmen mit Hilfe eines weiteren Klebstoffs so mit dem ersten Bauteil verklebt, dass er beim Verkleben des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil in Kontakt mit dem Randbereich kommt,
b) den Randbereich lokal an mindestens einer Stelle, an der beim Verkleben des ersten Bauteils der aufgebrachte Körper aus Schmelzklebstoff in Kontakt mit dem Randbereich kommt, mittelbar oder unmittelbar durch elektromagnetische Induktion auf eine Temperatur erwärmt, die oberhalb der Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffs liegt,
c) das erste Bauteil so mit dem Randbereich des zweiten Bauteils kontaktiert, dass der Körper des Schmelzklebstoffs in Kontakt mit der im Schritt b) erwärmten Stelle des Randbereichs kommt, so dass der Schmelzklebstoff an der Kontaktstelle mit dem Randbereich aufschmilzt und nach Abkühlen das erste Bauteil mit dem Randbereich des zweiten Bauteils verbindet,
d) wobei man zusätzlich vor dem Schritt b) oder nach dem Schritt c) einen reaktiven Klebstoff so zwischen das erste und das zweite Bauteil einbringt, dass er das erste Bauteil mit dem Randbereich des zweiten Bauteils verbindet, und
e) den reaktiven Klebstoff aushärtet oder aushärten lässt.

Der Körper aus einem Schmelzklebstoff ist beispielsweise so geformt, dass er zwei zumindest angenähert parallele Flächen aufweist, wobei die erste der parallelen Flächen mit dem ersten Bauteil und die zweite der parallelen Flächen mit dem Randbereich des zweiten Bauteils in Kontakt kommt. Das erste Bauteil ist beispielsweise eine Scheibe eines Fahrzeugs und das zweite Bauteil ist beispielsweise ein Rohbauteil oder Rahmenteil eines Fahrzeuges oder eines Fahrzeugdaches. Weitergehende Hinweise und Erläuterungen des Körpers aus Schmelzklebstoff und seiner Anwendung und Handhabung enthält die EP 2 110 419 A1 nicht. Die Handhabung eines solchen Schmelzklebstoffkörpers und die Herstellung der Verklebung erscheint jedoch vergleichsweise aufwändig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Schmelzklebstoffeinheit im Hinblick auf ihren Aufbau und ihre Anwendung zu verbessern.
Die Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Schmelzklebstoffeinheit erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schmelzklebstoffeinheit einen einen Basisbereich und einen Kopfbereich aufweisenden Schmelzklebstoffkörper enthält und dass der Schmelzklebstoffkörper in seinem Basisbereich zumindest teilweise von einer Hülle seitlich begrenzt ist und mit seinem die Verklebung bildenden Kopfbereich über die Hülle hinausragt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die feste Hülle begrenzt den Schmelzklebstoffkörper an seinem unteren Bereich oder Basisbereich und erhöht dessen Stabilität bei der Handhabung und der Verklebung. Der Schmelzklebstoffkörper enthält bevorzugt eine Spat- oder Quaderform mit einer Oberseite und einer Unterseite am Kopfbereich bzw. Basisbereich, die zueinander parallel sind und unmittelbar oder mittelbar zur Verklebung mit dem ersten bzw. dem zweiten Bauteil vorgesehen sind, wobei zumindest ein Abschnitt des Kopfbereichs durch Erwärmung mittels Induktion oder anderer Energiezufuhr schmilzt und eine Klebeverbindung herstellt. Sollte durch die Wärmezufuhr auch der Basisbereich erweichen, so bildet die Hülle eine Begrenzung gegen seitliches Ausweichen des Schmelzklebstoffes. Beim Herstellen der Verklebung z. B. einer Scheibe an einem Fahrzeugrahmen, z. B. mittels einer Klebeanordnung entsprechend der EP 1 403 108 A1 , dient die Schmelzklebstoffeinheit zur vorläufigen Fixierung der Scheibe an einzelnen Stellen, bis eine zweite Klebedichtmasse ausgehärtet ist und die dauerhafte Verklebung der Scheibe bereitstellt. Die Hülle, die den Basisbereich am Umfang zumindest teilweise umschließt und auch eine geschlossene Unterseite aufweisen kann, bildet sowohl bei der Herstellung der Schmelzklebstoffeinheit eine formende Begrenzung für den Schmelzklebstoff wie auch aufgrund ihrer definierten Höhe einen Abstandhalter für einen Mindestabstand zwischen dem ersten Bauteil, beispielsweise einer Fahrzeugscheibe, und dem zweiten Bauteil, beispielsweise einem Rahmen zur Aufnahme der Scheibe, wenn der Schmelzklebstoff am Kopfbereich des Schmelzklebstoffkörpers schmilzt. Als Hülle wird grundsätzlich jede Art einer geeigneten Begrenzung bezeichnet.
Bevorzugt ist daher die Hülle aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, dessen Schmelztemperatur höher ist als die Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffes. Ein solches Kunststoffmaterial ist z. B. ABS oder ein vergleichbarer Kunststoff. Beim Erwärmen und Schmelzen des Schmelzklebstoffes behält die feste Hülle ihre Form bei.
In bevorzugter Gestaltung ist der Schmelzklebstoffkörper mit seinem Basisbereich auf einer Trägerunterlage angeordnet. Damit kann die Schmelzklebstoffeinheit über die feste Trägerunterlage an dem ersten Bauteil befestigt oder verklebt werden, bevor der Schmelzklebstoff zum Herstellen der Klebeverbindung mit dem zweiten Bauteil geschmolzen wird. Die Trägerunterlage, z. B. eine Folie insbesondere aus Aluminium, bietet auch eine die Handhabung erleichternde Festigkeit. Zweckmäßigerweise ist der Schmelzklebstoff bzw. der Schmelzklebstoffkörper auf der Trägerunterlage anextrudiert, kann aber auch auf andere Weise daran angebracht sein. Vorzugsweise ist auch die Hülle auf der Trägerunterlage fest angebracht, so dass eine in sich feste Baueinheit bereitgestellt wird. Die Hülle kann ebenfalls an der Trägerunterlage extrudiert werden.
Zweckmäßigerweise hält die Hülle den Basisbereich des Schmelzklebstoffkörpers mittels eines Formschlusseingriffs an der Trägerunterlage. Dieser Formschlusseingriff unterstützt somit die Befestigung des Schmelzklebstoffkörpers an der Trägerunterlage und verhindert ein möglicherweise auftretendes Ablösen des Schmelzklebstoffkörpers von der Trägerunterlage bei mangelhafter Befestigung, z. B. durch die Extrusion, vor der Montage bzw. Schmelzverklebung. Ein solcher Formschlusseingriff kann z. B. dadurch gebildet werden, dass die Hülle ausgehend von der Trägerunterlage gegen den Basisbereich des Schmelzklebstoffkörpers geneigt ist und diesen gegen die Trägerunterlage geklemmt hält.
In bevorzugter Gestaltung begrenzt die Hülle den Basisbereich des Schmelzklebstoffkörpers ausschließlich an zwei sich gegenüberliegenden Seiten. Grundsätzlich kann der Schmelzklebstoffkörper eine weitgehend beliebige Form aufweisen, die auf den Einsatz hin abgestimmt ist, jedoch ist eine Spatform und insbesondere eine Quaderform bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Vorteile werden im wesentlichen auch schon bei dieser zweiseitigen Begrenzung erreicht. Die Herstellung der Schmelzklebstoffeinheit kann durch diese zweiseitige Hüllenanordnung vereinfacht werden, wenn beim Extrudieren ein leistenartiger Vorformkörper gebildet wird, von dem die einzelnen Schmelzklebstoffeinheiten abgetrennt oder abgeschnitten werden.
Wenn die Trägerunterlage auf ihrer dem Schmelzklebstoffkörper gegenüberliegenden Seite eine Klebeeinrichtung, insbesondere eine Klebeschicht oder ein Klebeband, aufweist, ist zum Befestigen der Schmelzklebstoffeinheit an dem ersten Bauteil kein zusätzlicher Klebstoffauftrag erforderlich. Diese Klebeeinrichtung ist zweckmäßigerweise mittels einer vor der Verwendung abziehbaren Folie abgedeckt und damit geschützt.
Die erfindungsgemäße Schmelzklebstoffeinheit, die zusätzlich zu einer Verklebung des Bauteils z. B. mittels einer Polyurethan-Kleberaupe erfolgt, kann somit in einfacher Weise eingesetzt werden, um die Zeit zum Erreichen der erforderlichen Handhabungsfestigkeit auf ein Minimum zu reduzieren. Beim Anordnen der Scheibe an dem Rahmen wird der Schmelzklebstoff der an der Scheibe angeklebten Schmelzklebstoffeinheit aufgeschmolzen, so dass er beim nachfolgenden Abkühlen am Rahmen haftet. Dabei kann ein Klebespalt zwischen den zu verklebenden Bauteilen entsprechend der Maß- und Montagetoleranzen der beiden Bauteile individuell eingestellt werden.
Bevorzugt wird der Schmelzklebstoff mittels an einem Stahlbauteil oder Stahlrahmen durch Induktion erzeugter Wärme geschmolzen, jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Wärmeerzeugung beschränkt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Schmelzklebstoffeinheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 in perspektivischer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schmelzklebstoffeinheit;
2 in seitlicher Draufsicht in vergrößerter Darstellung die Schmelzklebstoffeinheit der 1;
3 in perspektivischer Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schmelzklebstoffeinheit; und
4 in seitlicher Draufsicht in vergrößerter Darstellung die Schmelzklebstoffeinheit der 3.
Eine Schmelzklebstoffeinheit 1 (siehe 1 und 2) enthält einen Schmelzklebstoffkörper 2, der im wesentlichen quaderförmig gebildet ist, einen Basisbereich 3 und einen zu diesem gegenüberliegenden Kopfbereich 4 aufweist und mit dem Basisbereich 3 auf einer Trägerfolie 5 aufgebracht ist. Die Trägerfolie 5 steht an zwei sich gegenüberliegenden Seiten 6 des Schmelzklebstoffkörpers 2 jeweils mit einem Folienabschnitt 7 über den Basisbereich 3 des Schmelzklebstoffkörpers 2 in Breitenrichtung (x-Richtung gemäß 1) der Schmelzklebstoffeinheit 1 über. Der Basisbereich 3 des Schmelzklebstoffkörpers 2 erweitert sich an diesen beiden sich gegenüberliegenden Seiten 6 zur Trägerfolie 5 hin und ist demzufolge beispielsweise mit zwei geneigten Außenflächen 8 gebildet, die an einer jeweiligen Übergangslinie 9 zum Kopfbereich 4 beginnen und sich nach unten bis zur Trägerfolie 5 erstrecken oder an jeweiligen Ausnehmungen 10 enden, die sich in Längenrichtung (y-Richtung gemäß 1) über den gesamten Schmelzklebstoffkörper 2 erstrecken und den Basisbereich 3 angrenzend an die Trägerfolie 5 in Breitenrichtung schmälern.
An den beiden sich gegenüberliegenden Seiten 6 des Basisbereichs 3 des Schmelzklebstoffkörpers 2 grenzt jeweils eine Hülle 11 an. Die Hülle 11 enthält eine Befestigungsbasis 12, die auf dem vom Schmelzklebstoffkörper 2 überstehenden Folienabschnitt 7 der Trägerfolie 5 angebracht ist, und einen Begrenzungsschenkel 13, der die Außenfläche 8 abdeckt. Die beiden Begrenzungsschenkel 13 enden in gleicher Höhe über der Trägerfolie 5 und weisen insbesondere Oberflächen 14 auf, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, die insbesondere parallel zu der Trägerfolie 5 und der Oberseite 15 des Schmelzklebstoffkörpers 2 angeordnet ist und die beiden Übergangslinien 9 enthält.
Die Trägerfolie 5 weist an ihrer Unterseite eine Klebeschicht 16 auf (in 2 dargestellt), die von einer daran haftenden Abdeckfolie 17, beispielsweise einem Silikonpapier, abgedeckt ist. Die Abdeckfolie 17 steht in Breitenrichtung (x-Richtung) an einem Ende mit einem eine Abreißhilfe bildenden Abschnitt 18 über die Trägerfolie 5 hinaus.
Der Schmelzklebstoff ist beispielsweise ein von der Fa. Henkel angebotener Macromelt 6208. Die Hülle 11 ist aus einem Kunststoff, beispielsweise ABS, hergestellt, dessen Schmelzpunkt über demjenigen des Schmelzklebstoffs liegt. Die Trägerfolie 5 ist z. B. im wesentlichen aus Aluminium hergestellt.
Die Schmelzklebstoffeinheit 1 wird z. B. durch Extrusion der beiden Hüllen 11 an die Trägerfolie 5 hergestellt, wobei der Schmelzklebstoffkörper 2 bei diesem Extrusionsvorgang oder anschließend zwischen den Hüllen 11 auf die Trägerfolie 5 aufgebracht wird. Hierbei wird eine längliches leistenartiges Produkt hergestellt, an dessen Unterseite die Klebeschicht mit der Abdeckfolie 17 aufgebracht wird. Die einzelnen Schmelzklebstoffeinheiten 1 werden dann durch Abtrennen oder Abschneiden von diesem Produkt in Längsrichtung (y-Richtung) hergestellt. Die Größe der einzelnen Schmelzklebstoffeinheit 1 bzw. der Trägerfolie 5 beträgt z. B. etwa 20 mm × 11 mm, die Höhe der Schmelzklebstoffeinheit 1 z. B. etwa 6,5 mm und die Breite des Schmelzklebstoffkörpers 2 etwa 9 mm. Der Schmelzklebstoffkörper 2 ragt mit seinem Kopfbereich 4 z. B. etwa 3 mm über die Oberflächen 14 der Begrenzungsschenkel 13 der Hüllen 11 hinaus.
Die erfindungsgemäße Schmelzklebstoffeinheit 1 wird z. B. gemäß dem aus der EP 2 110 419 A1 bekannten Verfahren beim Verkleben von Bauteilen wie z. B. einer Glasscheibe an einem Stahlrahmen einer Fahrzeugdacheinheit zur anfänglichen Verklebung verwendet. Dabei werden mehrere Schmelzklebstoffeinheiten 1 nach dem Entfernen des Silikonpapiers mit der Klebeschicht auf die Glasscheibe aufgeklebt. Die Glasscheibe wird anschließend an dem Stahlrahmen in ihrer Klebestellung positioniert, wobei der Kopfbereich 4 der Schmelzklebstoffkörper 2 an dem Stahlrahmen anliegt. Beim Schmelzen des Kopfbereichs 4 des Schmelzklebstoffkörpers 2 aufgrund der durch Induktion an dem Stahlrahmen erzeugten Wärme bilden die Hüllen 11 bzw. deren Begrenzungsschenkel 13 jeder Schmelzklebstoffeinheit 1 einen Mindestabstandshalter, der einen Mindestabstand der Glasscheibe relativ zu dem Stahlrahmen aufrecht erhält. Nach dem Abkühlen fixiert der Schmelzklebstoff die Glasscheibe, bis eine Hauptverklebung z. B. mittels eines PU-Klebstoffes eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Die in den 3 und 4 dargestellte Schmelzklebstoffeinheit 1 für einen anderen Anwendungsfall bzw. für eine andere Klebeanordnung unterscheidet sich von dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch eine geringere Höhe des Schmelzklebstoffkörpers 2, wobei die Höhe z. B. 4,0 mm beträgt. Des weiteren begrenzt die Hülle 11 lediglich mit der Höhe ihrer Befestigungsbasis 12 die schräge Außenfläche 8 des Basisbereichs 3 des Schmelzklebstoffkörpers 2.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele enthalten eine im Grundriss rechteckförmige Gestalt insbesondere durch Abtrennen von einem leistenartigen Zwischenprodukt senkrecht zu dessen Längsachse. Die Trennschnitte können auch schräg zu der Längsachse erfolgen, so dass die einzelnen Schmelzklebstoffeinheiten 1 eine im Grundriss parallelogrammartige Gestalt aufweisen können. Diese Maßnahme kann eine einfache Unterscheidung unterschiedlicher Schmelzklebstoffeinheiten 1 erleichtern.
Die in der Beschreibung und anhand der Ausführungsbeispiele sowie der Figuren offenbarten einzelnen Merkmale können in beliebigen technisch zweckmäßigen Anordnungen und Gestaltungen mit dem jeweiligen Erfindungsgegenstand in seiner allgemeinen Form kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Schmelzklebstoffeinheit
2: Schmelzklebstoffkörper
3: Basisbereich
4: Kopfbereich
5: Trägerfolie
6: Seite
7: Folienabschnitt
8: Außenfläche
9: Übergangslinie
10: Ausnehmung
11: Hülle
12: Befestigungsbasis
13: Begrenzungsschenkel
14: Oberfläche
15: Oberseite
16: Klebeschicht
17: Abdeckfolie
18: Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2110419 A1 [0002, 0003, 0025]
EP 1403108 A1 [0007]

Claims

Schmelzklebstoffeinheit einer Klebeanordnung zum Verkleben eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzklebstoffeinheit (1) einen einen Basisbereich (3) und einen Kopfbereich (4) aufweisenden Schmelzklebstoffkörper (2) enthält und dass der Schmelzklebstoffkörper (2) in seinem Basisbereich (3) zumindest teilweise von einer Hülle (11) seitlich begrenzt ist und mit seinem die Verklebung bildenden Kopfbereich (4) über die Hülle (11) hinausragt.
Schmelzklebstoffeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (11) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, dessen Schmelztemperatur höher ist als die Schmelztemperatur des Schmelzklebstoffes des Schmelzklebstoffkörpers (2).
Schmelzklebstoffeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoffkörper (2) mit seinem Basisbereich (3) auf einer Trägerunterlage (5) angeordnet ist.
Schmelzklebstoffeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff bzw. der Schmelzklebstoffkörper (2) an die Trägerunterlage (5) extrudiert ist.
Schmelzklebstoffeinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (11) auf der Trägerunterlage (5) fest angebracht ist.
Schmelzklebstoffeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (11) den Basisbereich (3) des Schmelzklebstoffkörpers (2) mittels eines Formschlusseingriffs an der Trägerunterlage (5) hält.
Schmelzklebstoffeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (11) ausgehend von der Trägerunterlage (5) gegen den Basisbereich (3) des Schmelzklebstoffkörpers (2) geneigt ist.
Schmelzklebstoffeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (11) den Basisbereich (3) des Schmelzklebstoffkörpers (2) ausschließlich an zwei sich gegenüberliegenden Seiten (6) begrenzt.
Schmelzklebstoffeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerunterlage (5) auf ihrer dem Schmelzklebstoffkörper (2) gegenüberliegenden Seite eine Klebeeinrichtung (16), insbesondere eine Klebeschicht oder ein Klebeband, aufweist, die insbesondere mittels einer abziehbaren Abdeckung (17) abgedeckt ist.
Schmelzklebstoffeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schmelzklebstoffeinheiten (1) durch Abtrennen von einem als Schmelzklebstoffleiste mit Hülle hergestellten Zwischenprodukt gebildet sind.