DE102012216282A1

DE102012216282A1 - Injektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012216282A1
Application number: DE201210216282
Authority: DE
Inventors: Sascha Nagel; Dennis Schuler; Christoph Kunert; Michael Heisler; Mario Ernst
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-06-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung (10) für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile (110, 120), aufweisend eine mechanische Schnittstelle (20), welche für die mechanische Festlegung in einer Injektionsöffnung (112) in einem der beiden Bauteile (110) ausgebildet ist, weiter aufweisend eine Eintrittsöffnung (30) für das Einbringen von Klebstoff und zumindest eine Austrittsöffnung (40) für das Austreten des Klebstoffs zwischen die beiden Bauteile (110, 120), wobei für das Austreten des Klebstoffs zumindest ein Rückschlagventil (50) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile, ein entsprechendes Injektionssystem für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile sowie ein Verfahren für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile.
Injektionssysteme sowie zugehörige Verfahren für Injektionen von Klebstoff zwischen zwei Bauteile sind grundsätzlich bekannt. So ist es bereits üblich, dass zur Verstärkung von Karosseriebauteilen von Fahrzeugen verschiedene Materialien zum Einsatz kommen. Bei der A-, B- und/oder C-Säule eines Fahrzeugs wird zu diesem Zweck eine Verbindung zwischen einem Stahlbauteil und einem nichtmetallischen Bauteil, insbesondere einem CFK-Bauteil, hergestellt. Auf diese Weise wird die Stabilität dieser Struktur verbessert. Bei bekannten Verfahren wird zwischen den beiden unterschiedlichen Materialien Klebstoff eingebracht, um die gewünschte Stabilisierung durch die Verbindung der beiden Bauteile zu erreichen. Aufgrund der Tatsache, dass diese Struktur während der Fertigung des Fahrzeugs lackiert werden muss, wird der Klebstoff erst nach dem Lackiervorgang eingebracht. Andernfalls würde die Temperatur während des Lackierprozesses möglicherweise zur Reduktion der Klebekraft des Klebstoffes bzw. zur Degenerierung des Klebstoffs führen. Durch die hohen Temperaturen während des Lackierprozesses kommt es zu hohen thermischen Ausdehnungen der zufügenden Materialien, so dass die Gefahr des Überdehnens der Klebeverbindung dazwischen besteht.
Nachteilhaft bei bekannten Verfahren und bei bekannten Injektionssystemen ist es, dass beim nachträglichen Einbringen des Klebstoffs zwischen die Bauteile eine Verschmutzungsgefahr für die Bauteile besteht. So wird durch das Einbringen zumindest teilweise Volumen zwischen den Bauteilen, also Spaltvolumen zwischen den beiden Bauteilen, reduziert. Auf diese Weise wird durch die Kompression des Gases in diesem reduzierten Volumen Druck aufgebaut, welcher sich durch Herausdrücken von Klebstoff nach Beendigung der Injektionsphase verringert. Auch führt dies zu einer Verschmutzung der Düse welche zu weiteren Injektionsöffnung getragen werden kann. Das Herausdrücken kann zur Verschmutzung des frisch lackierten Strukturbauteils des Fahrzeugs führen, und damit Ausschuss bei der Fertigung erzeugen. Auch nachteilhaft ist es, dass für sauberes Einspritzen eine möglichst große Eindringtiefe der Injektionsdüse notwendig ist. Dies erfordert eine hohe Genauigkeit bzw. Präzision bei der Ansteuerung mit Hilfe eines Roboterarms für die Injektion selbst. Abschließend muss bei bekannten Injektionssystemen noch ein Verblenden der Injektionsöffnungen über separate Stopfen erfolgen. Alternativ wird eine Nachbearbeitung des injizierten Klebstoffes durchgeführt, so dass ein sauberer Abschluss an der Injektionsöffnung entsteht. Auch die Verteilung des Klebstoffs ist abhängig von der tatsächlichen geometrischen Situation hinter der Injektionsöffnung. Aufgrund der Tatsache, dass ein und dieselbe Injektionsdüse für alle Injektionsöffnungen verwendet werden soll, kann eine Anpassung an die entsprechenden geometrischen Bedürfnisse jeder einzelnen Injektionsöffnung durch die Injektionsdüse nicht vorgegeben werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Injektionsvorrichtung, ein Injektionssystem sowie ein Verfahren für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger und einfacher Weise ein Einbringen des Klebstoffs ohne Verschmutzungsgefahr für das entsprechende Bauteil erlauben.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Injektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Injektionssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Injektionssystem sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung dient der Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile. Eine solche Injektionsvorrichtung weist eine mechanische Schnittstelle auf, welche ausgebildet ist für die mechanische Festlegung in einer Injektionsöffnung in einem der beiden Bauteile. Weiter weist eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung eine Eintrittsöffnung für das Einbringen von Klebstoff und zumindest eine Austrittsöffnung für das Austreten des Klebstoffs zwischen die beiden Bauteile auf. Dabei ist für das Austreten des Klebstoffs zumindest ein Rückschlagventil vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung ist also ein Bauteil, welches mit Bezug auf bekannte Injektionssysteme und bekannte Verfahren zusätzlich eingesetzt wird. Es wird über die mechanische Schnittstelle in der Injektionsöffnung festgelegt und dementsprechend dort angeordnet, um anschließend dort auch nach dem Injektionsvorgang zu verbleiben. Es erfolgt über diese Injektionsvorrichtung eine Assistenz des tatsächlichen Injektionsvorgangs. Der Klebstoff wird nicht mehr direkt in die Injektionsöffnung und damit direkt zwischen die Bauteile eingespritzt, sondern vielmehr die Injektionsvorrichtung als Vermittler eingesetzt. Es erfolgt also ein Einbringen des Klebstoffs aus der Injektionsdüse nicht mehr direkt in die Injektionsöffnung, sondern vielmehr in die Eintrittsöffnung der Injektionsvorrichtung.
Durch das Vorsehen des Rückschlagventils wird sichergestellt, dass ausschließlich ein Austretendes Klebstoffs in den Spalt zwischen den beiden Bauteilen hinein, nicht jedoch ein Zurückdrücken des unter Druck stehenden Klebstoffs möglich wird. Wird also beim Einbringen des Klebstoffs ein Überdruck innerhalb einzelner Gasvolumen im Spalt zwischen den beiden Bauteilen erzeugt, so verhindert das Rückschlagventil wirksam ein unerwünschtes Herausdrücken aus der Eintrittsöffnung. Ein weiterer Vorteil wird durch die erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung dahingehend erzielt, dass eine definierte Einspritzsituation für den Klebstoff durch die Injektionsdüse vorgesehen wird. Unabhängig von der tatsächlichen Positionierung und Ausprägung jeder Injektionsöffnung kann die Eintrittsöffnung an die entsprechende einheitliche Injektionsdüse angepasst sein.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei einem einzigen Strukturbauteil mit zwei oder mehr Injektionsöffnungen für zwei oder mehr Injektionsöffnungen unterschiedlich ausgebildete Injektionsvorrichtungen eingesetzt werden. Auf diese Weise kann ein und dieselbe Injektionsdüse universell für unterschiedlichste Injektionssituationen und unterschiedlichste Injektionsöffnungen eingesetzt werden. Die Anpassung an die entsprechende geometrische Situation an der jeweiligen Injektionsöffnung erfolgt ausschließlich durch die kostengünstige und einfach ausgebildete Injektionsvorrichtung.
Unter einem Rückschlagventil im Sinne der vorliegenden Erfindung, welche für das Austreten des Klebstoffs vorgesehen ist, ist also eine Anordnung dieses Bauteils dahingehend zu verstehen, dass die Sperrrichtung dieses Rückschlagventils nach innen von dem Spalt zwischen den Bauteilen weggerichtet ist. Ein Zurückdrücken von Klebstoff durch die Austrittsöffnung und aus der Eintrittsöffnung der Injektionsvorrichtung wieder hinaus wird auf diese Weise also verhindert. Eine Öffnungsrichtung des Rückschlagventils ist also in Einbringrichtung zu sehen, wobei diese nicht zwangsläufig mit der Abgaberichtung aus der Injektionsdüse übereinstimmen muss. Auch wird darauf hingewiesen, dass das Rückschlagventil im Wesentlichen beliebig zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung oder sogar direkt in der Eintrittsöffnung oder in der Austrittsöffnung angeordnet sein kann. Selbstverständlich sind auch mehrere Austrittsöffnungen und dementsprechend mehrere Rückschlagventile denkbar. Auch ist es möglich, dass ein gemeinsames Rückschlagventil für zwei oder mehr Austrittsöffnungen eingesetzt wird. Vorzugsweise befindet sich also für die fluidkommunizierende Verbindung zwischen der Eintrittsöffnung und der zumindest einen Austrittsöffnung zumindest ein Fluidkanal in der Injektionsvorrichtung angeordnet. Dieser dient dazu, dass der Klebstoff, welcher in die Eintrittsöffnung eingebracht worden ist, zur Austrittsöffnung zum Austreten aus derselben gelangt.
Die mechanische Schnittstelle ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Lagermittel, welches die mechanische Lagerung bzw. die mechanische Festlegung an bzw. in der Injektionsöffnung erlaubt. So kann ein Festklemmen oder Festclipsen durch die mechanische Festlegung bzw. die mechanische Schnittstelle erfolgen. Selbstverständlich können auch Schnittstellenmittel vorgesehen sein, welche durch Schrauben oder Nieten eine Verbindung der Injektionsvorrichtung und dementsprechend eine Anordnung in der Injektionsöffnung ermöglichen. Auch haftvermittelnde Substanzen, wie zum Beispiel Klebstoffe, sind denkbar, um die Injektionsvorrichtung in der Injektionsöffnung mechanisch festzulegen. Eine besonders einfache und kostengünstige Variante ist es, wenn bei der mechanischen Schnittstelle eine Festlegung über die geometrische Ausprägung bzw. die geometrische Korrelation zwischen der Injektionsvorrichtung und der Injektionsöffnung zur Verfügung gestellt wird.
Eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung weist ein Rückschlagventil insbesondere dahingehend auf, dass es für sich alleine unabhängig von der Injektionsdüse und ausschließlich aufgrund von Druckunterschieden die Öffnungsfunktion bzw. die Sperrfunktion zur Verfügung stellt. Jedoch ist es auch möglich, dass durch geometrische Korrelation zwischen der Injektionsdüse und der Injektionsvorrichtung sozusagen ein Durchstechen bzw. eine Aufstoßen des Rückschlagventils durch die Injektionsdüse erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, das Rückschlagventil noch einfacher und kostengünstiger auszugestalten.
Eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung kann dahingehend weitergebildet sein, dass das Rückschlagventil in der Austrittsöffnung angeordnet ist und/oder die Austrittsöffnung als Rückschlagventil ausgebildet ist. Damit wird Totraumvolumen reduziert. So erfolgt eine Sperre erst direkt in der Austrittsöffnung selbst, so dass hinter dem Rückschlagventil kein Restkanal innerhalb der Injektionsvorrichtung mehr vorliegt. Damit kann insbesondere auch die Größe des Stopfens reduziert werden, so dass Kosten und Material bei der Herstellung der Injektionsvorrichtung eingespart werden können. Ist der fluidkommunizierende Weg zwischen der Eintrittsöffnung und der zumindest einen Austrittsöffnung als Fluidkanal ausgebildet, so befindet sich das Rückschlagventil dieser Ausführungsform also am Ende dieses Kanals angeordnet bzw. an einem oder mehreren Enden dieses Kanals.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung das Rückschlagventil als zumindest ein Schlitz im Material in der Injektionsvorrichtung ausgebildet ist, wobei durch den Schlitz elastisch bewegbare Ventilklappen ausgebildet sind. Dies bringt eine besonders kostengünstige und einfache Ausführungsform des Rückschlagventils mit sich. Insbesondere kann die Injektionsvorrichtung selbst durch ein kostengünstiges und einfaches Spritzgussverfahren hergestellt sein. Anschließend kann durch ein Aufschneiden entsprechender Bereiche zur Herstellung eines Schlitzes das Rückschlagventil mit den elastisch bewegbaren Ventilklappen erzeugt werden. Hinsichtlich Kosten und Aufwand einzelner Injektionsvorrichtungen erfolgt auf diese Weise eine gute Optimierungsmöglichkeit. Dies ist insbesondere von Vorteil, da besonders kostengünstig hergestellte Injektionsvorrichtungen in dem Bauteil und damit in einem fertiggestellten Fahrzeug verbleiben können. Somit kann auch eine große notwendige Anzahl von Injektionsöffnungen mit erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtungen versehen werden, ohne dass die Kosten hierfür zu hoch ansteigen. Die Ausbildung des Rückschlagventils durch einen Schlitz wird insbesondere bei der Ausführungsform einer Injektionsvorrichtung aus einem elastischen Material, insbesondere aus Elastomer, eingesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil kann dann erzielt werden, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung im Bereich der Eintrittsöffnung ein wenigstens abschnittsweise umlaufender Reinigungswulst zur Reinigung einer Injektionsdüse einer Düsenvorrichtung beim Entfernen aus der Eintrittsöffnung angeordnet ist. Der Reinigungswulst kann auch einzelne Reinigungswulstabschnitt bzw. einzelne Reinigungswulstnoppen aufweisen, welche die Mitnahme von Klebstoff beim Herausziehen der Injektionsdüse aus der Eintrittsöffnung reduzieren. Auf diese Weise wird die Verschmutzung der Injektionsdüse reduziert, da der Restklebstoff, welcher noch an der Injektionsdüse hängt, innerhalb der Eintrittsöffnung bzw. innerhalb des Kanals zwischen der Eintrittsöffnung und der zumindest einen Austrittsöffnung verbleibt. Ein Aushärten und Verstopfen bzw. teilweises Verstopfen der Injektionsdüse kann auf diese Weise vermieden werden. Selbstverständlich kann der Reinigungswulst auch zum Teil durch Bestandteile des Rückschlagventils ausgebildet sein. Erfolgt also zum Beispiel ein Hindurchstecken der Injektionsdüse durch das Rückschlagventil, so kann dadurch das Zurückziehen aus dem Rückschlagventil heraus, zum Beispiel an den elastisch bewegbaren Ventilkappen eines entsprechenden Schlitzes entlang, ein Abstreifen von überschüssigem Klebstoff erfolgen. Damit wird besonders kostengünstig und einfach eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung weitergebildet.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung die mechanische Schnittstelle zumindest eine Hinterschneidung aufweist, welche hinter den Rand der Injektionsöffnung greift, um die mechanische Schnittstelle in der Injektionsöffnung festzulegen. Eine Hinterschneidung ermöglicht insbesondere ein Festklemmen bzw. Festclipsen der Injektionsvorrichtung in der Injektionsöffnung. Dabei korrelieren die geometrischen Ausprägungen der mechanischen Schnittstelle einerseits und der Injektionsöffnung andererseits. Diese hineinclipbare Ausführungsform der mechanischen Schnittstelle erlaubt insbesondere eine automatisierte, vorzugsweise eine robotisch durchgeführte Anordnung der Injektionsvorrichtung in der Injektionsöffnung. Damit kann die Durchführung eines Injektionsverfahrens noch weiter hinsichtlich des Kostenaufwands verbessert werden.
Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung diese eine axiale Erstreckung aufweist, welcher größer oder gleich der entsprechenden Breite des Spaltes zwischen den beiden Bauteilen ist. Unter der Breite des Spaltes ist dabei der freie Querschnitt zwischen den beiden Bauteilen zu verstehen, welcher im Bereich der Injektionsöffnung mit Klebstoff ausgefüllt werden soll. Die axiale Erstreckung der Injektionsvorrichtung ist insbesondere auf die Achse der Eintrittsrichtung bzw. die Achse der Eintrittsöffnung zu verstehen. Durch diese Ausführungsform erstreckt sich die Injektionsvorrichtung also vorzugsweise durch den gesamten Spalt bis im Wesentlichen genau auf die gegenüberliegende Seite des zweiten Bauteils. Mit anderen Worten, stößt die Injektionsvorrichtung zumindest abschnittsweise auf der gegenüberliegenden Seite des zweiten Bauteils an. Damit ist insbesondere eine besonders tiefe Einbringung des Klebstoffs möglich. Auch eine entsprechende bessere Verteilung des Klebstoffs durch das tiefe Einbringen ist in Bezug auf eine radiale Richtung hinsichtlich der Einbringrichtung möglich. Auch erfolgt eine genauer definierte Positionierung der beiden Bauteile zueinander, so dass durch die Injektionsvorrichtung auch die finale Abstandssituation zwischen den beiden Bauteilen im Bereich der Injektionsöffnung vordefiniert werden kann.
Ein weiterer Vorteil wird damit erzielt, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung zumindest eine Austrittsöffnung eine Austrittsrichtung aufweist, welche mit der Eintrittsrichtung der Eintrittsöffnung einen Winkel zwischen ca. 5° und ca. 175° einschließt. Mit anderen Worten ist die Austrittsrichtung nicht parallel bzw. verläuft nicht entlang der Eintrittsrichtung. Ein Klebstoff, welcher durch die Eintrittsöffnung eingebracht wird, wird also auf dem Weg zur Austrittsöffnung oder in der Austrittsöffnung selbst zumindest abschnittsweise bzw. teilweise umgelenkt und dementsprechend zu einer seitlichen Verteilung geführt. Vorzugsweise ist der Bereich, den der Winkel zwischen Austrittsrichtung und Eintrittsrichtung einnehmen kann, reduziert auf einen Bereich zwischen ca. 15° bis ca. 160°, insbesondere zwischen ca. 30° und ca. 120° und besonders bevorzugt zwischen ca. 50° und ca. 100°. Unter einer Eintrittsrichtung ist dabei vorzugsweise eine Eintrittsrichtung zu verstehen, welche entlang der Achse der Eintrittsöffnung ausgerichtet ist. In gleicher Weise ist unter Austrittsrichtung eine Austrittsrichtung zu verstehen, welche entlang der Achse der Austrittsöffnung ausgerichtet ist.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung zumindest eine Austrittsöffnung, bezogen auf eine axiale Eintrittsrichtung der Eintrittsöffnung eine radiale oder im Wesentlichen radiale Austrittsrichtung aufweist. Das bedeutet mit Bezug auf die Anordnung der Injektionsvorrichtung in der Injektionsöffnung sozusagen ein seitliches Ausbringen aus der Injektionsvorrichtung. Es erfolgt also ein Umlenken um im Wesentlichen 90° vom axialen Eintritt zum radialen Austritt des Klebstoffs. Damit erfolgt eine verbesserte Verteilung des Klebstoffs, so dass vorzugsweise eine verbesserte Haftwirkung zwischen den beiden Bauteilen beim Einsatz einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung die Folge ist. Auch kann bei dem Vorsehen von zumindest zwei oder mehr Austrittsöffnungen die Austrittsgeschwindigkeit bzw. der austretende Volumenstrom des Klebstoffs vergrößert werden, so dass die Geschwindigkeit des Einbringens des Klebstoffs für jede Injektionsöffnung durch eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung erhöht werden kann. Die einzelnen Austrittsöffnungen sind dabei vorzugsweise gleichmäßig, insbesondere sternförmig radial umlaufend, an der Injektionsvorrichtung verteilt.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung zumindest eine Austrittsöffnung eine Austrittsrichtung aufweist, welche entlang oder im Wesentlichen entlang der Eintrittsrichtung der Eintrittsöffnung ausgerichtet ist. Mit anderen Worten sind Eintrittsrichtung und Austrittsrichtung zueinander parallel bzw. sogar zueinander koaxial ausgebildet. Dafür kann eine einfache Sacklochbohrung innerhalb der Injektionsvorrichtung angeordnet werden, welche an ihrem Boden mit dem bereits beschriebenen Schlitz zur Ausbildung von elastischen Ventilklappen ausgebildet ist. Der zurückzulegende Weg des Klebstoffs wird auf diese Weise reduziert und der Druckverlust durch die Reduktion von Umlenkstellen zwischen Eintrittsöffnung und Austrittsöffnung ebenfalls reduziert. Mit anderen Worten bildet die Injektionsvorrichtung damit einen Fortsatz eines Kanals zur Einleitung des Klebstoffs von der Injektionsdüse in den Spalt zwischen den Bauteilen aus.
Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung diese zumindest abschnittsweise aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Elastomer, hergestellt ist. Damit kann vorzugsweise eine Ausführungsform zur Verfügung gestellt werden, welche durch die Elastizität des Materials auch die Funktionalität des Rückschlagventils zur Verfügung stellt. Somit wird diese Ausführungsform insbesondere mit einer Ausführungsform kombiniert ausgeführt sein, welche das Rückschlagventil mit einem oder mehreren Schlitzen ausbildet, wie es bereits weiter voranstehend erläutert worden ist. Ein weiterer Vorteil eines derartigen elastischen Materials ist die Dichtwirkung gegen die Klebedüse.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Injektionssystem für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile, aufweisend eine Düsenvorrichtung mit einer Injektionsdüse für Klebstoff und wenigstens eine Injektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei ist die Injektionsdüse ausgebildet, um in die Eintrittsöffnung der Injektionsvorrichtung Klebstoff einzubringen. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Injektionssystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung erläutert worden sind. Unter dem Einbringen von Klebstoff in die Eintrittsöffnung ist insbesondere zu verstehen, dass Klebstoff in die Eintrittsöffnung hineinfließt. Selbstverständlich ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Injektionsdüse durch die Eintrittsöffnung hindurch in den zugehörigen Kanal hinter der Eintrittsöffnung ragt. Somit erfolgt das Einbringen durch die Eintrittsöffnung noch geführt durch diesen Abschnitt der Injektionsdüse, wobei der Klebstoff die Injektionsdüse erst nach der Eintrittsöffnung, also innerhalb des Eintrittskanals nach der Eintrittsöffnung, verlässt.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile, aufweisend die folgenden Schritte:

– Mechanisches Festlegen einer Injektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Injektionsöffnung eines der beiden Bauteile,
– Anordnen einer Injektionsdüse in der Eintrittsöffnung der Injektionsvorrichtung,
– Einbringen von Klebstoff in die Eintrittsöffnung mittels der Injektionsdüse,
– Entfernen der Injektionsdüse aus der Eintrittsöffnung.

Durch das Verwenden einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung erläutert worden sind. Bei zwei Bauteilen kann für das Verkleben vorzugsweise eine Vielzahl von Injektionsöffnungen vorgesehen sein, für welche jeweils einzeln für alle Injektionsöffnungen dieses erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Dabei kann selbstverständlich zuerst jede Injektionsöffnung separat mit einer Injektionsvorrichtung ausgestattet werden, so dass anschließend nacheinander in jede Injektionsvorrichtung und damit in jede Injektionsöffnung in gewünschter und erfindungsgemäßer Weise der Klebstoff eingebracht wird. Dabei kann die Düse bis in den Kanal hinter der Eintrittsöffnung hineinragen, um in bereits beschriebener Weise den Klebstoff in die Eintrittsöffnung einzubringen. Hinsichtlich der Funktionalität eines Rückschlagventils der Injektionsvorrichtung kann, wie bereits ebenfalls erläutert worden ist, ein Durchstecken bzw. Durchschieben der Injektionsdüse durch jedes Rückschlagventil jeder Injektionsvorrichtung erfolgen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dahingehend weitergebildet werden, dass als erster Schritt die Injektionsdüse die Injektionsvorrichtung aus einem Magazin aufnimmt, um sie anschließend in der Injektionsöffnung mechanisch festzulegen. Ein Magazin ist also die Aufbewahrungsstelle von einer Vielzahl von Injektionsvorrichtungen. Das Aufnehmen erfolgt vorzugsweise über reversible Fixiermittel, welche eine temporäre mechanische Festlegung der Injektionsvorrichtung an der Injektionsdüse erlauben. Insbesondere ist ein umlaufender Wulst, vorzugsweise der bereits vorhandene Reinigungswulst, derart ausgebildet, dass ein temporäres Verklemmen zwischen der Injektionsdüse und der aufgenommenen Injektionsvorrichtung erfolgt. Beim Einsetzen, insbesondere beim Einclipsen der Injektionsvorrichtung in die Injektionsöffnung, kann eine erhöhte mechanische Festlegekraft zur Verfügung gestellt werden, so dass durch einfaches Zurückziehen der Injektionsdüse sich die reversiblen Fixiermittel und damit die Verbindung zwischen Injektionsdüse und Injektionsvorrichtung löst. Dies erfolgt vorzugsweise nachdem bereits der Einbringvorgang des Klebstoffes abgeschlossen ist. Damit kann dieses reversible Fixiermittel gleichzeitig als Reinigungswulst zur Verfügung gestellt sein, welcher in bereits beschriebener Weise ein Abstreifen von überschüssigem Klebstoff ermöglicht und damit die Verschmutzung der Injektionsdüse reduziert.
1 im schematischen Querschnitt die Situation eines Spaltes zwischen zwei Bauteilen,
2 die Ausführungsform der 1 mit im Spalt angeordnetem Klebstoff,
3 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Injektionssystems,
4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung sowie eines erfindungsgemäßen Injektionssystems,
5 eine Ausführungsform eines Rückschlagventils und
6 eine schematische Darstellung von zwei Bauteilen, welche mit Klebstoff miteinander verbunden sind.
Die 1 und 2 zeigen grundsätzlich die Start- und Endsituation für ein erfindungsgemäßes Verfahren. So befinden sich zwei Bauteile 110 und 120 über einen Spalt 130 getrennt nebeneinander angeordnet. Dieser Spalt soll mittels Klebstoff 140 ausgefüllt werden, so dass die beiden Bauteile 110 und 120 aneinander festgelegt sind. Das Einbringen des Klebstoffs 140 erfolgt hierfür durch eine Injektionsöffnung 112, welche im oberen der beiden Bauteile 110 und 120 angeordnet ist. Die 6 zeigt, wie die beiden Bauteile 110 und 120 in größerer Struktur zueinander ausgebildet sein können. So können sie ineinander angeordnet werden, so dass in dem Spalt der Klebstoff 140 nur abschnittsweise eingebracht worden ist.
Für das Einbringen des Klebstoffs kann eine Injektionsvorrichtung 10 verwendet werden, wie sie zum Beispiel die 3 zeigt. Dabei handelt es sich um einen Stopfen, welcher die Injektionsvorrichtung 10 im Wesentlichen ausbildet. Diese Injektionsvorrichtung 10 ist in die Injektionsöffnung 112 eingesteckt und über die mechanische Schnittstelle 20, welche hier als Hinterschneidung 22 ausgebildet ist, in derselben festgelegt. Mit anderen Worten ist die Injektionsvorrichtung 10 auf diese Weise in der Injektionsöffnung 112 eingeklemmt bzw. bzw. eingeclipst und damit mechanisch stabil gelagert.
In der Situation, wie sie die 3 zeigt, ist bereits die Injektionsdüse 210 einer Düsenvorrichtung 200 innerhalb der Eintrittsöffnung 30 angeordnet. Gegenüber der Eintrittsöffnung 30 ist eine Austrittsöffnung 40 in der Injektionsvorrichtung 10 angeordnet, wobei die Eintrittsrichtung ER und die Austrittsrichtung AR im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial verlaufen. In dieser Situation kann dadurch die Injektionsdüse 210 Klebstoff durch die Eintrittsöffnung 30 in den Kanal zwischen Eintrittsöffnung 30 und Austrittsöffnung 40 eingebracht werden, und durch den Überdruck öffnet sich das Rückschlagventil 50. Das Rückschlagventil 50 ist bei dieser Ausführungsform durch einen Schlitz 52 und eine entsprechend ausgebildete elastische Ventilklappe 54 ausgebildet. Eine mögliche Ausführungsform zeigt hierfür 5.
In 3 ist ebenfalls zu erkennen, dass ein umlaufender Reinigungswulst 32 für eine Abdichtung zwischen der Injektionsdüse 210 und dem Kanal zwischen Eintrittsöffnung 30 und Austrittsöffnung 40 angeordnet ist. Dieser Reinigungswulst 32 dient neben dem Abdichten im Laufe des Injektionsprozesses auch einem Abstreifen von überschüssigem Klebstoff nach Beendigung des Injektionsprozesses. Somit kann eine Reinigung der Injektionsdüse 210 beim Herausziehen erfolgen, um eine Verschmutzung derselben zu vermeiden.
4 zeigt eine Variante zur Ausführungsform der 3. Auch hier ist eine Injektionsvorrichtung 10 über eine mechanische Schnittstelle 200 in der Injektionsöffnung 112 festgelegt. Jedoch erstreckt sich die Injektionsvorrichtung 10 hier vollständig bis zur gegenüberliegenden Bauteilseite des Bauteils 120 innerhalb des Spalts 130. Der Spalt 130 weist eine Breite B auf, wobei die Gesamterstreckung A der Injektionsvorrichtung 10 in der gleichen Richtung größer als B ist. Auf diese Weise wird der Stoß bzw. das Anfahren auf Block am gegenüberliegenden Bauteil 120 möglich.
Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist darüber hinaus zu erkennen, dass zumindest zwei Austrittsöffnungen 50 angeordnet sind. Die Ausrichtung dieser Austrittsöffnungen 50 ist derart, dass die Austrittsrichtungen AR im Wesentlichen senkrecht zur Eintrittsrichtung ER verlaufen. Die Eintrittsrichtung ER folgt also einem axialen Verlauf der Injektionsvorrichtung 10, während die Austrittsrichtungen AR im Wesentlichen dem radialen Verlauf der Injektionsvorrichtung 10 folgen. Damit kann ein besonders gutes seitliches Verteilen und damit schnelles Einbringen und gute Klebewirkung durch eine erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung 10 zur Verfügung gestellt werden.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Injektionsvorrichtung
20: mechanische Schnittstelle
22: Hinterschneidung
30: Eintrittsöffnung
32: Reinigungswulst
40: Austrittsöffnung
50: Rückschlagventil
52: Schlitz
54: Ventilklappe
100: Injektionssystem
110: Bauteil
112: Injektionsöffnung
120: Bauteil
130: Spalt zwischen den beiden Bauteilen
140: Klebstoff
200: Düsenvorrichtung
210: Injektionsdüse
A: axiale Erstreckung der Injektionsvorrichtung
B: Breite des Spaltes
AR: Austrittsrichtung
ER: Eintrittsrichtung

Claims

Injektionsvorrichtung (10) für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile (110, 120), aufweisend eine mechanische Schnittstelle (20), welche für die mechanische Festlegung in einer Injektionsöffnung (112) in einem der beiden Bauteile (110) ausgebildet ist, weiter aufweisend eine Eintrittsöffnung (30) für das Einbringen von Klebstoff und zumindest eine Austrittsöffnung (40) für das Austreten des Klebstoffs zwischen die beiden Bauteile (110, 120), wobei für das Austreten des Klebstoffs zumindest ein Rückschlagventil (50) vorgesehen ist.
Injektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (50) in der Austrittsöffnung (40) angeordnet ist und/oder die Austrittsöffnung (40) als Rückschlagventil (50) ausgebildet ist.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (50) als zumindest ein Schlitz (52) im Material der Injektionsvorrichtung (10) ausgebildet ist, wobei durch den Schlitz (52) elastisch bewegbare Ventilklappen (54) ausgebildet sind.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Eintrittsöffnung (30) ein wenigstens abschnittsweise umlaufender Reinigungswulst (32) zur Reinigung einer Injektionsdüse (210) einer Düsenvorrichtung (200) beim Entfernen aus der Eintrittsöffnung (30) angeordnet ist.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schnittstelle (20) zumindest eine Hinterschneidung (22) aufweist, welche hinter den Rand der Injektionsöffnung (112) greift, um die mechanische Schnittstelle (20) in der Injektionsöffnung (112) festzulegen.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine axiale Erstreckung (A) aufweist, welche größer oder gleich der entsprechenden Breite (B) des Spaltes (130) zwischen den beiden Bauteilen (110, 120) ist.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Austrittsöffnung (40) eine Austrittsrichtung (AR) aufweist, welche mit der Eintrittsrichtung (ER) der Eintrittsöffnung (30) einen Winkel zwischen ca. 5° und ca. 175° einschließt.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Austrittsöffnung (40) bezogen auf eine axiale Eintrittsrichtung (ER) der Eintrittsöffnung (30) eine radiale oder im Wesentlichen radiale Austrittsrichtung (AR) aufweist.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Austrittsöffnung (40) eine Austrittsrichtung (AR) aufweist, welche entlang oder in Wesentlichen entlang der Eintrittsrichtung (ER) der Eintrittsöffnung (30) ausgerichtet ist.
Injektionsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest abschnittsweise aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Elastomer, hergestellt ist.
Injektionssystem (100) für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile (110, 120), aufweisend eine Düsenvorrichtung (200) mit einer Injektionsdüse (210) für Klebstoff und wenigstens eine Injektionsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Injektionsdüse (210) ausgebildet ist, um Klebstoff in die Eintrittsöffnung (30) der Injektionsvorrichtung (10) einzubringen.
Verfahren für die Injektion von Klebstoff zwischen zwei Bauteile (110, 120), aufweisend die folgenden Schritte: – Mechanisches Festlegen einer Injektionsvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 10 in einer Injektionsöffnung (112) eines der beiden Bauteile (110), – Anordnen einer Injektionsdüse (210) in der Eintrittsöffnung (30) der Injektionsvorrichtung (10), – Einbringen von Klebstoff in die Eintrittsöffnung (30) mittels der Injektionsdüse (210), – Entfernen der Injektionsdüse (210) aus der Eintrittsöffnung (30).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Schritt die Injektionsdüse (210) die Injektionsvorrichtung (10) aus einem Magazin aufnimmt, um sie anschließend in der Injektionsöffnung (112) mechanisch festzulegen.