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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen wenigstens eines Endbereichs eines Pultrusionsbauteils mit einem Bauteil, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der
EP 1 036 680 B1 bekannt. Bei dem dort gezeigten Verfahren wird ein Endbereich eines Pultrusionsbauteils in einen korrespondierenden, im Wesentlichen nutförmigen Aufnahmebereich des Bauteils geschoben und mittels eines Klebstoffs mit dem Aufnahmebereich verbunden. Gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird der Endbereich des Pultrusionsbauteils zunächst in den nutförmigen Aufnahmebereich geschoben, wonach anschließend der Klebstoff in entsprechend vorhandene Fügespalte durch dafür vorgesehene Bohrungen eingebracht wird. Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird der Klebstoff zunächst auf eine oder beide Fügeflächen des Pultrusionsbauteils bzw. des Aufnahmebereichs aufgetragen, wonach anschließend der Endbereich in den Aufnahmebereich eingesetzt wird. Anschließend wird das Spiel zwischen dem Endbereich des Pultrusionsbauteils und des Aufnahmebereichs durch einen Umformvorgang minimiert.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welchem eine verbesserte Verklebung eines Endbereichs eines Pultrusionsbauteils in einem entsprechenden Aufnahmebereich eines korrespondierenden Bauteils erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Fügen wenigstens eines Endbereichs eines Pultrusionsbauteils mit einem Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zum verbesserten Fügen des wenigstens einen Endbereichs des Pultrusionsbauteils mit dem Bauteil ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Aufnahmebereich vor dem Einschieben des Endbereichs des Pultrusionsbauteils mit einer vorgegebenen Menge des Klebstoffs versehen wird. Durch das Einschieben des Endbereichs wird dabei der Klebstoff in einen entsprechenden Spalt zwischen den beiden Bauteilen eingepresst. Der Endbereich des Pultrusionsbauteils wird beidseitig bzw. auf seiner vollen Umfangsfläche benetzt. Dadurch wird eine entsprechende Fügefläche maximiert und eine besonders hohe Festigkeit der Fügeverbindung erreicht. Bei dem Pultrusionsbauteil kann es sich beispielsweise um ein Profilrohr- oder ein plattenförmiges Bauteil handeln, welches durch Pultrusion bzw. durch Strangpressen hergestellt ist. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Verbindungsknoten oder auch um ein Karosserieteil eines Kraftwagens handeln.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Aufnahmebereich wenigstens ein Führungselement zum Ausrichten des Pultrusionsbauteils zu dem Bauteil vorgesehen ist. Dieses Führungselement kann beispielsweise als eine Führungsnase ausgebildet sein, welche in den nutförmigen Aufnahmebereich eingebracht ist, so dass durch die Zentrierung der beiden Bauteile zueinander ein gleichmäßiger Klebespalt zwischen allen Seiten des Endbereichs und dem Aufnahmebereich eingestellt wird. Vorzugsweise kann das Führungselement dabei konisch, insbesondere einseitig konisch, ausgebildet sein, wodurch der Endbereich des Pultrusionsbauteils beim Einschieben in den Aufnahmebereich mehr und mehr in eine entsprechend gewünschte Position bewegt wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, das Führungselement derart angeordnet wird, dass der Endbereich beim Einschieben gegenüber dem Aufnahmebereich auf vorgegebene Weise zentriert ist, bevor der Endbereich in den mit dem Klebstoff versehenen Teil des Aufnahmebereichs gelangt. Dadurch kann eine besonders exakte Verklebung des Endbereichs innerhalb des Aufnahmebereichs erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Aufnahmebereich ein derartiges, in Abhängigkeit von dem verwendeten Klebstoff, insbesondere von dessen Viskosität, vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Endbereich aufweist, das zumindest zwei Fügespalte in vorgegebener Breite ausgebildet werden. Durch die Anpassung des Übermaßes in Abhängigkeit des jeweils verwendeten Klebstoffs, können die Fügespalte entsprechend angepasst ausgestaltet werden, so dass eine besonders gute Verklebung zwischen den Bauteilen erzielt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass als Material für das Pultrusionsbauteil und/oder das Bauteil Aluminium, Stahl oder ein Faserverbundmaterial, insbesondere ein kohlefaserverstärkter Kunststoff, verwendet werden. Mit anderen Worten ist das Verfahren im Wesentlichen für sämtliche Materialkombinationen des Pultrusionsbauteils und des anderen Bauteils geeignet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass mehrere Endbereiche des Pultrusionsbauteils in jeweilige korrespondierende, im Wesentlichen nutförmige Aufnahmebereiche des Bauteils eingeschoben werden, welche vorher mit einer jeweils vorgegebenen Menge des Klebstoffs versehen werden. Mit anderen Worten ist das Verfahren insbesondere auch für Mehrkammer-Bauteile geeignet, die in ein entsprechendes Gegenstück mit mehreren, beispielsweise als Rohrenden ausgebildeten Endbereichen eingesteckt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in nur einem oder zwei der Aufnahmebereiche wenigstens eines der Führungselemente zum Ausrichten des Pultrusionsbauteils gegenüber dem weiteren Bauteil vorgesehen wird. Beispielsweise können die Führungselemente nur in den äußeren Aufnahmebereichen vorgesehen werden, wobei die jeweiligen Endbereiche des Pultrusionsbauteils dabei automatisch derart zentriert werden, dass in sämtlichen Aufnahmebereichen, also auch in den Aufnahmebereichen, in welchen keine Führungselemente vorgesehen sind, ideale Spaltverhältnisse für eine optimale Verklebung der Bauteile erzielt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Endbereichs eines Pultrusionsbauteils, bevor dieses in einen im Wesentlichen nutförmigen Aufnahmebereich eines Bauteils geschoben wird, wobei der Aufnahmebereich bereits mit einem Klebstoff zum Fügen der beiden Bauteile versehen ist;
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2 eine weitere schematische Seitenansicht, in welcher das Einschieben des Endbereichs des Pultrusionsbauteils in den nutförmigen Aufnahmebereich dargestellt ist;
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3 eine schematische Seitenansicht des nutförmigen Aufnahmebereichs, in welcher ebenfalls das Einschieben des Endbereichs des Pultrusionsbauteils in den nutförmigen Aufnahmebereich dargestellt ist, wobei innerhalb des Aufnahmebereichs zwei Führungselemente zum Ausrichten des Pultrusionsbauteils zu dem Bauteil angeordnet sind;
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4 eine schematische Seitenansicht des Endbereichs des Pultrusionsbauteils und des Aufnahmebereichs des Bauteils, wobei diese in der gefügten Position gezeigt sind;
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5 drei schematische Darstellungen, in denen unterschiedliche Querschnittsformen des Endbereichs des Pultrusionsbauteils dargestellt sind; und
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6 eine schematische Darstellung einer möglichen Querschnittsform des Bauteils, welches eine Mehrzahl von Aufnahmebereichen zur Aufnahme mehrerer Endbereiche des Pultrusionsbauteils aufweist.
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Ein Endbereich 10 eines Pultrusionsbauteils 12 sowie ein weiteres Bauteil 14 mit einem im Wesentlichen nutförmigen Aufnahmebereich 16 sind in einer schematischen Seitenansicht in 1 gezeigt. Sowohl das Pultrusionsbauteil 12 als auch das Bauteil 14 können beispielsweise aus Aluminium, Stahl oder aus einem Faserverbundmaterial, insbesondere aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Verkleben des Endbereichs 10 des Pultrusionsbauteils 12 mit dem Aufnahmebereich 16 des Bauteils 14 erläutert. Zunächst wird der Aufnahmebereich 16 mit einer vorgegebenen Menge eines Klebstoffs 18 versehen. Anschließend wird der Endbereich 10 des Pultrusionsbauteils 12 in der mit dem Pfeil 20 gekennzeichneten Einschieberichtung in den Aufnahmebereich 16 eingeschoben.
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In 2 ist in einer weiteren schematischen Seitenansicht der Einschiebevorgang des Endbereichs 10 des Pultrusionsbauteils 12 in den Aufnahmebereich 16 dargestellt. Wie zu erkennen, wird durch das Einschieben des Endbereichs 10 in den Aufnahmebereich 16 der Klebstoff 18 entsprechend verdrängt, so dass dieser in entsprechende Fügespalte 22 verdrängt wird bzw. in diese fließt. Der Aufnahmebereich 16 weist dabei ein derartiges, in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Klebstoff 18, insbesondere von dessen Viskosität, vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Endbereich 10 auf, so dass zumindest die zwei hier dargestellten Fügespalte 22 mit einer vorgegebenen Breite ausgebildet werden. Eine Tiefe t des Aufnahmebereichs 16 ist dabei auf eine entsprechend notwendige zu verklebende Fläche angepasst, wobei eine Breite b des Aufnahmebereichs 16 der Dicke des Endbereichs 10 und zusätzlich der Breite der beiden Fügespalte 22 entspricht.
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In 3 ist eine weitere schematische Seitenansicht des Endbereichs 10 und des Aufnahmebereichs 16 dargestellt. Im vorliegend gezeigten Fall sind in dem Aufnahmebereich 16 zwei einseitig konisch ausgebildete Führungselemente 24 zum Ausrichten des Pultrusionsbauteils 12 zu dem Bauteil 14 vorgesehen. Die beiden Führungselemente 22 sind dabei in Einschieberichtung 20 derart angeordnet, dass beim Einschieben des Endbereichs 12 dieser noch bevor er mit dem Klebstoff 18 in Berührung kommt, auf gewünschte Weise gegenüber dem Bauteil 14 bzw. dem Aufnahmebereich 16 zentriert ist.
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Darüber hinaus dienen die Führungselemente 24 auch dazu, einen entsprechenden Längenausgleich zwischen dem Endbereich 10 des Pultrusionsbauteils 12 und dem Aufnahmebereich 18 zu ermöglichen. Mit anderen Worten wird also durch das Vorsehen der Führungselemente 24 eine optimale Positionierung des Endbereichs 10 des Pultrusionsbauteils 12 gegenüber dem Aufnahmebereich 16 ermöglicht. Dadurch kann ein besonders guter Setzvorgang beim Verkleben der beiden Bauteils 12, 14 miteinander erfolgen.
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In 4 sind in einer weiteren schematischen Seitenansicht der Endbereich 10 des Pultrusionsbauteils 12 und der Aufnahmebereich 16 des Bauteils 10 gezeigt, wobei diese in ihrer endgültigen und gefügten Position dargestellt sind. Im vorliegend gezeigten Fall sind die Führungselemente 24 nicht dargestellt.
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Durch das erläuterte Verfahren wird ein sicheres und reproduzierbares Befüllen der als Klebespalte dienenden Fügespalte 22 ermöglicht, wobei jeweils erforderliche Breiten der Fügespalte 22 unter Zuhilfenahme entsprechend dimensionierter Führungselemente 22 eingestellt werden können. Die Verklebung des Endbereichs 10 des Pultrusionsbauteils 12 mit dem Aufnahmebereich 16 des Bauteils 14 kann dabei auch durch eine automatisierbare Verklebung erfolgen.
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In 5 sind unterschiedliche Querschnittsformen des Endbereichs 10 des Pultrusionsbauteils 12 dargestellt. Es kann sich bei dem Endbereich 10 also sowohl um geschlossene Profile als auch um offene Profile handeln, welche auf die erläuterte Weise in dem Aufnahmebereich 18 positioniert und mit diesem verklebt werden können. Entsprechend nicht dargestellte Aufnahmebereiche 18 sind dabei auf die entsprechende Querschnittsform des Endbereichs 10 des Pultrusionsbauteils 12 angepasst.
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In 6 ist in einer schematischen Querschnittsansicht eine mögliche Ausführungsform des Bauteils 14 gezeigt, wobei dieses im vorliegend gezeigten Fall mehrere Aufnahmebereiche 16 umfasst. Es können somit auch mehrere hier nicht dargestellte Endbereiche 10 des Pultrusionsbauteils 12 in die jeweils korrespondierenden, im Wesentlichen nutförmigen Aufnahmebereiche 16 des Bauteils 14 eingeschoben werden, welche vorher ebenfalls mit einer jeweils vorgegebenen Menge des Klebstoffs 18, welcher hier nicht dargestellt ist, versehen werden.
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Vorzugsweise werden dabei in nur einem oder zwei der Aufnahmebereiche 16 eines oder mehrere der Führungselemente 22 zum Ausrichten des Pultrusionsbauteils 12 gegenüber dem Bauteil 14 vorgesehen. Beispielsweise werden nur in den äußeren Aufnahmebereichen 16 die Führungselemente 24 vorgesehen, da dadurch schon sichergestellt werden kann, dass eine entsprechende Zentrierung der jeweiligen Endbereiche 10 zu den jeweils korrespondierenden Aufnahmebereichen 16 erzielt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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