DE102012107002A1

DE102012107002A1 - Verfahren zum haftenden Verbinden von Bauteilen

Info

Publication number: DE102012107002A1
Application number: DE201210107002
Authority: DE
Inventors: Thomas Brüning
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-06

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum haftenden Verbinden von Bauteilen, insbesondere zum Verbinden eines Trägerbauteils aus einem relativ steifen Material mit einem auf dem Trägerbauteil aufzubringenden Belag aus relativ flexiblem Material, bei dem Bereiche des Trägerbauteils belagfrei bleiben, wobei mittels eines programmgesteuerten Roboters beim Aufbringen von Vorbehandlungs- und/oder Haftschichten die belagfreien Bereiche des Trägerbauteils konturenscharf aussparbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum haftenden Verbinden von Bauteilen, insbesondere zum Verbinden eines Trägerbauteils aus einem relativ steifen Material mit einem auf diesem Trägerbauteil aufzubringenden Belag aus relativ flexiblem Material, bei dem Bereiche des Trägerbauteils belagfrei bleiben.
Beispielsweise Schalttafelträger („Armaturenbretter“) für Kraftfahrzeuge bestehen aus einem Trägerbauteil relativ steifen Materials, vorzugsweise aus Polyolefinen, z.B. Polypropylen, und einem auf dieses Trägerbauteil aufzubringenden Belag aus nicht-olefinischem Werkstoff, z.B. Leder.
Beim Aufbringen des Belags auf das Trägerbauteil sind fertigungstechnische Schwierigkeiten zu überwinden, die einerseits aus den Materialbeschaffenheiten der zu verbindenden Werkstoffe resultieren und andererseits auf den jeweiligen Verbindungsverfahren beruhen. So muss z.B. Polypropylen einer Vorbehandlung unterzogen werden, da das Material über eine sehr geringe Oberflächenspannung verfügt und somit der aufzubringende Belag ohne Vorbehandlung schlecht haften würde. Andererseits zeigt der aufzubringende Belag aus relativ flexiblem Material, z.B. Leder, relativ geringe Form- bzw. Kontur-Beständigkeit. Bei Vorbehandlung bzw. Haftschichtaufbringung wird in aller Regel durch Bestrahlung oder Beflammung bzw. durch die Verwendung vorerwärmter Haftstoffe Wärme zugeführt, was zu Materialausdehnung und damit möglicherweise zu Ungenauigkeiten in den Übergangsbereichen zwischen belagfreien und mit Belag versehenen Bereichen des Trägerbauteils führen kann.
Zur Lösung der fertigungstechnischen Probleme sind aus dem Stand der Technik verschiedene Lösungswege bekannt geworden. In der DE 199 41 996 A1 wird eine bereichsweise Erwärmung bzw. Aktivierung der Haftstoffe entlang einer vorgegebenen Bahn vorgeschlagen. Eine ähnliche Lösung schlägt die US 5,804,018 vor. Aus der DE 24 11 503 A ist ein selektives Verkleben mittels Bestrahlung bekannt. Die DE 195 09 083 A1 offenbart die lokal begrenzte Erwärmung des Kunststoff-Träger-Bauteils bis zur Plastifizierung der Oberfläche und die anschließende Aufbringung des textilen Materials unter Druck.
In aller Regel werden Bereiche des Trägerbauteils, die belagfrei bleiben sollen, mit Schablonen oder Masken abgedeckt (siehe z.B. DE 24 11 503 A ). Bei allen vorerwähnten Verfahren besteht aber bei dieser Maskierung die Gefahr, dass aufgrund der Materialeigenschaften der zu verbindenden Materialien und aufgrund des Behandlungs- bzw. Verbindungsprozesses die Übergangsbereiche zwischen belagfreiem und mit Belag versehenem Trägermaterial verschwimmen. Außerdem ist eine solche Kaschierung zur Vorbehandlung bzw. zum Aufbringen der Haftschicht aufwendig; die Kosten für die Herstellung, das Aufbringen, das Entfernen und das Reinigen der Schablone sind beachtlich.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mittels eines programmgesteuerten Roboters beim Aufbringen von Vorbehandlungs- und/oder Haftschicht die belagfreien Bereiche des Trägerbauteils konturenscharf aussparbar sind.
In bevorzugter Weise kann das Trägerbauteil aus einem polyolefinen Material, insbesondere Polypropylen, und der Belag aus nicht-olefinischem Werkstoff, insbesondere Leder, bestehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zum Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt.
Der Einsatz von programmgesteuerten Maschinen = Robotern hat gerade auch in der Fertigung von aus mehreren Komponenten zusammengesetzten Bauteilen in der Kraftfahrzeugindustrie zu einer Beschleunigung der Abläufe und vor allem zur Erhöhung von Qualität und Passgenauigkeit geführt. Bei dem hier angesprochenen Verfahren zum Haften und Verbinden von Bauteilen unterschiedlicher Materialien war nach den bekannten Methoden ein relativ hoher Vorbereitungsaufwand zu leisten: Zuschneiden der Schablonen, Aufbringen der Schablonen...usw.
In der Zeichnung ist als Beispiel ein Schalttafelträger 1 („Armaturenbrett“) für ein Kraftfahrzeug vor der Beschichtung und vor der Komplettierung/Endmontage skizziert. In diesen Schalttafelträger müssen im komplettierten Zustand eine Vielzahl von Funktionsteile, wie z.B. Verschlussklappen, Instrumente/Armarturen, Schalter, Displays, Air-Bag-Einheit u.ä. in dafür vorzusehende bzw. vorgesehene Öffnungen, Aussparungen, Vertiefungen passgenau und funktionsgerecht eingesetzt werden. Die entsprechenden Bereiche 2, 3, 4, 5.1, 5.2 und 6 dafür sind beim Aufbringen eines Belags auf den Schalttafelträger 1 passgenau und konturenscharf auszusparen, um ein präzises Einsetzen und im Betrieb eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten. Die Bereiche 2, 3, 4, 5.1, 5.2 und 6 werden bei der Vorbereitung des Trägers zum Aufbringen eines Belags konturengenau vom Roboter nicht angefahren, so dass eine Vorbehandlung nur auf den Flächen B1, B2, B3 stattfindet und damit auch eine Haftung – auch von überstehenden Rändern oder verschwimmenden Randbereichen – eines Belags auf den auszusparenden Bereichen 2, 3, 4, 5.1, 5.2 und 6 wirkungsvoll verhinderbar ist.
Ebenso war bei der Verwendung von Schablonen zum Abdecken der auszusparenden Bereiche nach dem Verbindungsvorgang ein aufwendiges Abrüsten notwendig: Entfernen der Schablonen, Reinigen der Oberfläche des Trägermaterials und Reinigen der Schablone... Außerdem konnte die geforderte präzise Verbindungs- bzw. Fertigungsqualität nur mit besonders hohem Aufwand sichergestellt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung unter Verwendung eines Roboters, der in an sich bekannter Weise mit einem Steuerungsprogramm führbar ist, wird die präzise Wiederholbarkeit der Arbeitsgänge garantiert. Unabhängig von den eingesetzten Materialien und unabhängig von Vorbehandlungs- und/oder Haft-Materialien wird erreicht, dass die geforderten Konturen für die nicht mit Belägen versehenen Bereiche des Trägerbauteils absolut passgenau eingehalten werden können. Das ist für die Fertigungs- bzw. Montageabläufe von hoher Bedeutung: es muss keine Nachbearbeitung erfolgen. Der Einsatz der entsprechenden Bauteile in diese Bereiche (Anzeige-Instrumente, Bedienelemente, Funktionselemente wie Airbageinheit usw.) kann einfach und mit höchster Präzision erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19941996 A1 [0004]
US 5804018 [0004]
DE 2411503 A [0004, 0005]
DE 19509083 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum haftenden Verbinden von Bauteilen, insbesondere zum Verbinden eines Trägerbauteils aus einem relativ steifen Material mit einem auf dem Trägerbauteil aufzubringenden Belag aus relativ flexiblem Material, bei dem Bereiche des Trägerbauteils belagfrei bleiben, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines programmgesteuerten Roboters beim Aufbringen von Vorbehandlungs- und/oder Haftschichten die belagfreien Bereiche des Trägerbauteils konturenscharf aussparbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerbauteil aus polyolefinem Material, insbesondere Polypropylen, und der Belag aus nicht-olefinischem Werkstoff, insbesondere Leder, besteht.