DE102015109483B4

DE102015109483B4 - Faserverbundbauteil

Info

Publication number: DE102015109483B4
Application number: DE102015109483.5A
Authority: DE
Inventors: Marian Badau
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: DE102015109483A1

Abstract

Verfahren zum Verbinden eines verpressten Faserverbundbauteils (1; 21) mit einem thermoplastischen Kunststoff als Matrixmaterial, das an seiner Oberfläche (4) mindestens einen Vorsprung (5; 15) ausbildet, der aus dem thermoplastischen Kunststoff besteht, mit einem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22), bei dem das Faserverbundbauteil (1; 21) mit seinem mindestens einen Vorsprung (5; 15) in Kontakt mit dem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22) gebracht wird und dort mit dem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22), einen Kontaktbereich ausbildet, und verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, wird, wobei mindestens der Kontaktbereich des Faserverbundbauteils (1; 21) und/oder des kunststoffhaltigen Bauteils (2; 12; 22) zum Ultraschallschweißen durch Heißluft (H) erwärmt wird und mittels des Kontaktbereichs ein Heißluftkanal (7) gebildet wird, durch den die Heißluft (H) geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Faserverbundbauteils mit einem thermoplastischen Kunststoff als Matrixmaterial. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verbinden eines solchen Faserverbundbauteils mit einem kunststoffhaltigen Bauteil. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeug-Baugruppe mit mindestens einem Faserverbundbauteil, das gemäß einem solchen Verfahren verbunden worden ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, das mindestens eine Fahrzeug-Baugruppe aufweist. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Baugruppen von Fahrzeugen wie Personenkraftwagen, Lastkraftwägen, Bussen usw. und von Flugzeugen oder Hubschraubern.
Im Bereich des Zusammenfügens von zwei oder mehr Kunststoffbauteilen ist es bekannt, diese zu verkleben oder zu verschweißen. Als Schweißmethoden sind z.B. das Heißnietschweißen, das Ultraschallschweißen, das Infrarotschweißen oder das Reibschweißen bekannt. Bei dem Heißnietschweißen ist es nachteilig, dass Schweißdome auf einem der Bauteile sowie Durchbrüche in dem anderen Bauteil benötigt werden, um eine formschlüssige, nietenartige Verbindung zu erzeugen. Dies macht das Heißnietschweißen insbesondere ungeeignet oder aufwändig zum Verbinden von Faserverbundbauteilen, insbesondere Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteilen, bei denen Naturfasern von einer Kunststoffmatrix umgeben sind. Zum sicheren Ultraschallschweißen sind Energierichtungsgeber in einem der Bauteile vorteilhaft, die aber an einem Faserverbundteil nur aufwändig anbringbar sind. So muss dazu bisher eine Naturfasermatte in eine Spritzgussform eingegeben und dort mit dem Kunststoff verspritzt werden, wobei die Energierichtungsgeber dabei mit angespritzt werden. Bei dem Infrarotschweißen müssen die Bauteile beabstandet werden, dann bestimmte Bereiche erwärmt und in einem nächsten Schritt sehr genau zueinander positioniert werden. Diese Vorgehensweise bringt hohe Maschineninvestitionen und eine gegebenenfalls ungenaue Positionierung der Bauteile zueinander mit sich. Bei dem Reibschweißen werden die Bauteile relativ zueinander bewegt, um eine Reibwärme zu erzeugen. Dieser Prozess kommt nur für relativ flache Bauteile zur Anwendung, die eine Relativbewegung zulassen. Dies ist jedoch selten der Fall.
In der DE 10 2012 009 327 A1 wird eine Aufnahmehülse für Zugmittel beschrieben, die aus einer Mehrzahl von einstückig und gelenkig miteinander verbundenen Aufnahmeschalen besteht, die miteinander in Eingriff bringbar sind unter Bildung eines Aufnahmeraumes für zumindest einen Abschnitt wenigstens eines Zugmittels. Die Aufnahmehülse kann hierbei mit einer Energie-Konzentrationsstruktur in Verbindung mit dem Aufnahmeraum für die Festlegung des Zugmittels in der Aufnahmehülse und/oder einer Haftverbindung der Aufnahmeschalen und/ oder des Zugmittels, z. B. in einem Energiefeld, versehen sein.
Die DE 600 14 525 T2 offenbart des Weiteren ein Verfahren zum Verbinden eines Kunststoff-Halteclips, z.B. eines Befestigungsteils, mit einem porösen Bauteil auf Naturfaserbasis, z.B. einer Türverkleidung für Kraftfahrzeuge, durch Schweißen, und einen Kunststoff-Halteclip zur Verwendung in dem Verbindungsverfahren. Der Halteclip kann Vorsprünge aufweisen, um die Verbindung mittels Verschweißen zu begünstigen.
Die DE 2 136 567 A offenbart Verbindungsausführungen und insbesondere auf Verbindungen für orientiertes, thermoplastisches Material in Form von Lagen, Blättern, Streifen oder dgl., welches schallverschweißt werden kann, um eine Verbindung zu bilden, die im wesentlichen die gleiche Dicke aufweist, wie das Ausgangsmaterial. Im Verbindungsbereich können als Energierichtungsgeber Vorsprünge vorgesehen sein.
Darüber hinaus offenbart die DE 10 2012 012 470 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Innenverkleidungsteils mit einem Trägerbauteil aus einem Faserformstoff und einer Dekorfolie, wobei die Dekorschicht in einem ersten Presswerkzeug mit einem Halbzeug, dass zur Ausbildung des Trägerbauteils vorgesehen ist, verpresst wird und anschließend in einem zweiten Presswerkzeug das verpresste Halbzeug zum Endprodukt verformt wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zum Verschweißen von Faserverbundbauteilen, insbesondere von Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteilen, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1, 5 und 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Faserverbundbauteils mit einem thermoplastischen Kunststoff als Matrixmaterial, bei dem das Faserverbundbauteil derart verpresst wird, dass an seiner Oberfläche mindestens ein Vorsprung gebildet wird, der aus dem thermoplastischen Kunststoff besteht. Ein einfach vorgefertigtes Faserverbundbauteil wird also nochmals so gepresst - beispielsweise in einer Pressform - dass an vorbestimmten Stellen des Verbundteils der Kunststoff der Matrix oberflächlich lokal herausgedrückt wird und so den mindestens einen Vorsprung bildet. Der mindestens eine Vorsprung besteht ganz aus dem Kunststoff oder weist nur eine praktisch vernachlässigbar geringe Menge an Fasern auf.
Dieses Verfahren ergibt den Vorteil, dass so auf einfache und preiswerte Weise oberflächliche Kunststoffbereiche an Faserverbundbauteilen erzeugt werden können, wodurch diese einfacher verschweißbar werden, insbesondere ultraschallverschweißbar werden.
Das Pressen kann unter Wärmezugabe bzw. bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden (beispielsweise in einer heizbaren Pressform), um eine Fließfähigkeit des thermoplastischen Kunststoffs zur Bildung des mindestens einen (Kunststoff-) Vorsprungs zu erhöhen.
Das Faserverbundbauteil kann z.B. Glasfasern als Fasermaterial aufweisen. Es ist eine andere Ausgestaltung, dass das Faserverbundbauteil ein Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil ist. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft auf ein Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil anwendbar, da sich ein solches Verbundbauteil besonders schwierig verbinden lässt und sich Schweißgeometrien (Energierichtungsgeber, Dome usw.) bisher nicht oder nur sehr aufwendig daran anbringen ließen. Ein mögliches Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil kann einen Kunststoffanteil von 50% aus Polypropylen (Kurzzeichen PP) aufweisen („NF-PP“). Es können aber auch andere thermoplastische Kunststoffe verwendet werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass zumindest einer der Vorsprünge als ein Energierichtungsgeber zum Ultraschallschweißen ausgebildet ist. So kann eine gut definierte und sichere Ultraschall-Schweißverbindung auch bei einem Faserverbundbauteil auf einfache Weise bereitgestellt werden. Aber auch ein Vorsprung, der nicht als ein Energierichtungsgeber ausgebildet ist, lässt sich zum Ultraschallschweißen nutzen, z.B. als Gegen- oder Kontaktstück für einen Energierichtungsgeber eines daran anzuschweißenden Bauteils.
Mindestens ein Kunststoff-Vorsprung kann als Energierichtungsgeber beispielsweise eine pyramidenartige oder rippenartige Form annehmen. Eine Höhe und/oder eine Schräge der Energierichtungsgeber kann an die gewünschte Schweißverbindung angepasst werden.
Solche Vorsprünge oder Erhöhungen können auch für andere Schweißarten verwendet werden, z.B. für das Heißnietschweißen, und dafür geeignete Formen wie eine domartige Form aufweisen.
Zumindest das eine Sichtfläche aufweisende Bauteil kann plattenförmig ausgebildet sein.
Das oben beschriebene Faserverbundbauteil wird in einem Verfahren mit einem kunststoffhaltigen Bauteil verbunden, bei dem das Faserverbundbauteil mit seinem mindestens einen Vorsprung in Kontakt mit dem kunststoffhaltigen Bauteil gebracht wird und dort (d.h., an einem Kontaktbereich) mit dem kunststoffhaltigen Bauteil verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, wird.
Mindestens ein Kontaktbereich des Faserverbundbauteils und/oder des kunststoffhaltigen Bauteils wird zum Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, erwärmt. Dadurch wird eine Verformbarkeit im Kontaktbereich während des Schweißens verbessert, was eine Güte der Schweißverbindung noch weiter erhöht. Es können die dem Kontaktbereich zugehörigen Teilbereiche nur eines der Bauteile oder beider Bauteile erwärmt werden.
Der Kontaktbereich wird durch Heißluft erwärmt. Dies ergibt den Vorteil, dass die beiden Bauteile auch dann erwärmt werden können, wenn sie sich in Kontakt befinden, insbesondere auch in engem Kontakt. Dabei kann die Heißluft insbesondere in einen Spalt zwischen den beiden Bauteilen geleitet werden, so dass sie den Kontaktbereich umströmt und dadurch erwärmt.
Darüber hinaus bildet der Kontaktbereich ein Heißluftkanal aus, durch den die Heißluft geleitet wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Heißluft in einem Spalt zwischen den beiden zu verschweißenden Bauteilen geleitet wird, die eine Oberseite und eine Unterseite des Heißluftkanals bilden und der mindestens eine Vorsprung mindestens eine Seitenwand des Heißluftkanals bildet. Die Heißluft kann beispielsweise durch offene Enden des Heißluftkanals gedrückt werden. Die Heißluft kann auch durch Durchbrüche in den Vorsprüngen oder über Luftkanäle zwischen den Bauteilen ein- oder austreten. Eine Möglichkeit für eine Zufuhr und/oder Abfuhr der Heißluft besteht ggf. auch darin, dass die Heißluft durch einen Durchbruch in einem der Bauteile zuströmt und durch offene Enden des Heißluftkanals wieder austritt.
Dieses Verfahren ergibt die gleichen Vorteile wie das Verfahren zum Bearbeiten des Faserverbundbauteils wie oben beschrieben und kann analog ausgebildet sein. Durch den Kontakt von Kunststoff zu Kunststoff (ohne oder mit nur wenigen Fasern) der beiden Bauteile ist ein besonders einfaches Verschweißen möglich. Die beiden verbundenen Bauteile können Teile einer Baugruppe sein. Die Baugruppe kann auch mehr als zwei solche Bauteile aufweisen.
Es kann z.B. genau ein Faserverbundbauteil mit genau einem kunststoffhaltigen Bauteil verschweißt sein, es kann genau ein Faserverbundbauteil mit mehreren kunststoffhaltigen Bauteilen verschweißt sein, es können mehrere Faserverbundbauteile mit genau einem kunststoffhaltigen Bauteil verschweißt sein und/oder es können mehrere Faserverbundbauteile mit mehreren kunststoffhaltigen Bauteilen verschweißt sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Kunststoff des kunststoffhaltigen Bauteils ein thermoplastischer Kunststoff ist, was dessen Schweißbarkeit verbessert. Eine besonders gute Verbindung wird erreicht, wenn der Kunststoff des Kunststoffbauteils dem Kunststoff-Matrixmaterial des Faserverbundbauteils entspricht, z.B. Polypropylen ist oder aufweist.
Das Ultraschallverschweißen kann beispielsweise mittels eines Ansetzens einer Sonotrode durchgeführt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein kunststoffhaltiges Bauteil ein weiteres Faserverbundbauteil wie oben beschrieben ist und die beiden Verbundteile an sich kontaktierenden Vorsprüngen aus thermoplastischem Kunststoff verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, werden. Dadurch lässt sich auf einfache und preiswerte Weise eine genaue und sichere Verschweißung auch zweier Faserverbundbauteile (insbesondere auch von Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteilen) erreichen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein kunststoffhaltiges Bauteil ein Kunststoff(bau)teil ist (und also kein Faserverbundbauteil ist bzw. keine Fasern aufweist) und die beiden Bauteile an den Vorsprüngen des Faserverbundbauteils ultraschallverschweißt werden. Auch hierdurch lässt sich auf einfache und preiswerte Weise eine genaue und sichere Verschweißung auch eines Faserverbundbauteils (insbesondere auch eines Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteils) mit einem herkömmlichen Kunststoffbauteil erreichen. Das Kunststoffbauteil kann beispielsweise ein Spritzgussbauteil sein.
Insbesondere das kunststoffhaltige Bauteil braucht keine Vorsprünge aufzuweisen, um verschweißt zu werden, insbesondere falls es keine Energierichtungsgeber aufweist.
Für eine besonders feste Verbindung werden vorteilhafterweise Bauteile mit gleichem oder ähnlichem Kunststoff verwendet. Sind beide Bauteile Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteile, können diese beispielsweise den gleichen Kunststoff aufweisen, während die Art der Fasern keinen oder einen nur geringen Einfluss auf die Güte der Schweißverbindung besitzt.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der mindestens eine Kontaktbereich durch Infrarotbestrahlung erwärmt wird. Dies ist mit einem besonders geringen apparativen Aufwand und praktisch unabhängig von einer Form des Kontaktbereichs möglich. Zudem ergibt sich der Vorteil einer besonders kurzen Aufwärmzeit, wodurch die Wärme sich nicht so schnell im Bauteil bzw. in den Bauteilen verteilen kann.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Fahrzeug-Baugruppe mit mindestens einem Faserverbundbauteil, das gemäß einem Verfahren wie oben beschrieben verbunden oder montiert worden ist. Die Fahrzeug-Baugruppe ergibt die gleichen Vorteile wie das Verfahren und kann analog ausgebildet werden. Die Fahrzeug-Baugruppe kann also mindestens ein Faserverbundbauteil mit einem thermoplastischen Kunststoff als Matrixmaterial aufweisen, das wie oben beschrieben bearbeitet worden ist.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug wie ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Bus usw., ein Luftfahrzeug wie ein Flugzeug oder ein Hubschrauber oder ein Wasserfahrzeug wie ein Schiff usw. sein.
Die Baugruppe kann eine Türverkleidung, eine Mittelkonsole, eine Instrumententafel usw. oder ein Teil davon sein. Zumindest eines der Faserverbundbauteile - insbesondere mindestens eines der Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteile - wie oben beschrieben kann ein Sichtteil sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Faserverbundbauteil seinen mindestens einen Vorsprung an einer Befestigungsseite aufweist, die einer Sichtfläche abgewandt ist. Es kann also insbesondere an seiner der Sichtfläche abgewandten Befestigungsseite mit mindestens einem kunststoffhaltigen Bauteil verschweißt sein oder werden, so dass die Verschweißung nicht sichtbar ist.
Die Erfindung wird zudem gelöst durch ein Fahrzeug, das mindestens eine Fahrzeug-Baugruppe wie oben beschrieben aufweist.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Faserverbundbauteil und ein kunststoffhaltiges Bauteil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vor ihrer Montage;
2 zeigt das Faserverbundbauteil und das kunststoffhaltige Bauteil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Kontakt zueinander, um mittels einer Sonotrode ultraschallverschweißt zu werden;
3 zeigt in Draufsicht die Bauteile aus 2 in einer möglichen Variante;
4 zeigt in Draufsicht die Bauteile aus 2 in einer weiteren möglichen Variante;
5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Faserverbundbauteil und ein kunststoffhaltiges Bauteil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vor ihrer Montage; und
6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Faserverbundbauteil und ein kunststoffhaltiges Bauteil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vor ihrer Montage.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Faserverbundbauteil in Form eines Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteils 1 und ein kunststoffhaltiges Bauteil 2 vor ihrer Montage. Das kunststoffhaltige Bauteil 2 kann ganz aus Kunststoff bestehen oder ebenfalls ein Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil sein. Das Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 kann z.B. einen Anteil von ca. 50% an thermoplastischem Kunststoff, z.B. PP, aufweisen, das als Matrixmaterial für eine Naturfasermatte dient. Das kunststoffhaltige Bauteil 2 weist vorzugsweise den gleichen Kunststoff auf.
Das Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 weist eine plattenartige (gekrümmte und/oder ebene) Grundform mit einer Sichtseite oder Sichtfläche 3 und einer dazu abgewandten Befestigungsfläche 4 auf. Während die Sichtfläche 3 nach einer Montage der beiden Bauteile 1 und 2 zur Ansicht durch einen Nutzer vorgesehen ist, ist die Befestigungsfläche 4 für einen Nutzer typischerweise nicht sichtbar.
Das Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 weist an seiner Befestigungsfläche 4 mehrere Erhebungen oder Vorsprünge 5 auf, die praktisch nur aus dem Kunststoff bestehen. Die Vorsprünge 5 können z.B. rippenartig mit einer im Querschnitt dreieckigen Form ausgebildet sein.
Die Vorsprünge 5 sind so hergestellt worden, dass das Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 zunächst auf einfache Weise ohne die Vorsprünge 5 hergestellt worden ist (und dann z.B. ein Halbzeug darstellen kann) und folgend unter erhöhter Temperatur gepresst worden ist. Durch das Pressen in einer Pressform ist der thermoplastische Kunststoff lokal so aus den Naturfasermatten herausgepresst worden, dass er die Vorsprünge 5 bildet. Nach Abkühlen ist das Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 fertig. Dies ergibt also eine einfache und preiswerte Möglichkeit, lokale oberflächliche Kunststoffvolumina an dem Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 zu bilden.
Die Vorsprünge 5 sind so angeordnet, dass sie auf eine in Richtung des Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteils 1 gerichtete Verprägung 6 o.ä. weisen. Sie sind so geformt, dass sie beispielsweise als Energierichtungsgeber zum Ultraschallschweißen genutzt werden können.
2 zeigt die beiden Bauteile 1 und 2 in Kontakt miteinander, um folgend mittels einer Sonotrode S ultraschallverschweißt zu werden. Dabei kontaktieren die auch als Energierichtungsgeber dienenden Vorsprünge 5 die Verprägung 6, wobei an der dem Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 abgewandten Seite des kunststoffhaltigen Bauteils 2 die Sonotrode S angesetzt werden kann, um Ultraschallenergie auf den Kontakt bzw. den Kontaktbereich der beiden Bauteile 1 und 2 aufzubringen, wie durch den breiten Pfeil angedeutet. Dadurch wird an dem Kontaktbereich eine stoffschlüssige Schweißverbindung zwischen den beiden Bauteilen 1 und 2 geschaffen.
Um eine Güte der Ultraschallverschweißung zu erhöhen, kann vor oder während des Verschweißens Heißluft H an den Kontaktbereich geleitet werden, um die Verformbarkeit des thermoplastischen Kunststoffs zu verbessern. Dazu kann z.B. die Heißluft H durch einen als Heißluftkanal 7 dienenden Spalt zwischen den beiden Bauteilen 1 und 2 geleitet werden. Die Bauteile 1 und 2 bilden eine Oberseite und eine Unterseite des Heißluftkanals 7, während die beiden Vorsprünge 5 die Seitenwände des Heißluftkanals 7 bilden.
3 zeigt in Draufsicht eine mögliche Ausbildung des Heißluftkanals 7 als endseitig offener Kanal, bei dem die Heißluft H an einem offenen Ende eingeblasen wird und an dem anderen offenen Ende wieder austritt.
4 zeigt in Draufsicht eine weitere mögliche Ausbildung des Heißluftkanals 7. Dieser ist nun als ein an beiden Endseiten offener Kanal gebildet, der mittig in einem der Vorsprünge 5 einen Durchbruch 8 aufweist. Die Heißluft H kann durch den Durchbruch 8 in den Heißluftkanal 7 eingeblasen werden und an beiden offenen Enden wieder austreten. Dadurch wird eine gleichmäßigere Erwärmung des Kontaktbereichs erreicht.
5 zeigt in einer zu 1 analogen Ansicht das Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 1 und ein ebenfalls als Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 12 ausgebildetes kunststoffhaltiges Bauteil vor ihrer Montage.
Um eine sichere stoffschlüssige Verbindung, z.B. durch Ultraschallverschweißen, zwischen den Bauteilen 1 und 12 auf einfache Weise zu erhalten, sind nun auch an dem Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 12 Vorsprünge 15 vorhanden. Die Vorsprünge 15 sind flach ausgebildet und auch durch ein Pressen eines vorgefertigten Naturfaser/Kunststoff-Teils unter erhöhter Temperatur erzeugt worden. Die Vorsprünge 15 sind in dem Sinne analog zu den als Energierichtungsgebern dienenden Vorsprüngen 5 ausgebildet und angeordnet, dass sich die Vorsprünge 5 und 15 zur Verschweißung berühren und den Kontaktbereich bilden. Die beiden Bauteile 1 und 12 können also durch Ultraschallverschweißung an den Vorsprüngen 5 und 15 miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Dies kann analog zu 2 geschehen.
6 zeigt in einer zu 1 analogen Ansicht ein Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil 21 und ein kunststoffhaltiges Bauteil 22 vor ihrer Montage. Das kunststoffhaltige Bauteil 22 kann ein Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil oder ein reines Kunststoffteil aus insbesondere thermoplastischem Kunststoff sein. Die beiden Bauteile 21 und 22 sind ähnlich zu den Bauteilen 1 und 12 aus 5 geformt, außer dass sich nun die Vorsprünge 5 und 15 an den Bauteilen 22 bzw. 21 befinden. Dies kann eine bessere Güte der Schweißverbindung bewirken, da die als Energierichtungsgeber ausgebildeten Vorsprünge 5 sich dann an dem gleichen Bauteil 22 befinden, an dem auch die Sonotrode S ansetzt.
Nach ihrer Verschweißung können die dann verbundenen Bauteile 1 und 2, 1 und 12 oder 21 und 22 eine Baugruppe oder einen Teil einer Baugruppe bilden, insbesondere für ein Fahrzeug. Die Baugruppe kann beispielsweise eine Türverkleidung, eine Mittelkonsole, eine Instrumententafel usw. oder einen Teil davon darstellen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So mag eine Erwärmung zum Verschweißen auch mittels einer Infrarotbestrahlung durchgeführt werden.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil
2: Kunststoffhaltiges Bauteil
3: Sichtfläche
4: Befestigungsfläche
5: Vorsprung
6: Verprägung
7: Heißluftkanal
8: Durchbruch
12: Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil
15: Vorsprung
21: Naturfaser/Kunststoff-Verbundbauteil
22: Kunststoffhaltiges Bauteil
H: Heißluft
S: Sonotrode

Claims

Verfahren zum Verbinden eines verpressten Faserverbundbauteils (1; 21) mit einem thermoplastischen Kunststoff als Matrixmaterial, das an seiner Oberfläche (4) mindestens einen Vorsprung (5; 15) ausbildet, der aus dem thermoplastischen Kunststoff besteht, mit einem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22), bei dem das Faserverbundbauteil (1; 21) mit seinem mindestens einen Vorsprung (5; 15) in Kontakt mit dem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22) gebracht wird und dort mit dem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22), einen Kontaktbereich ausbildet, und verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, wird, wobei mindestens der Kontaktbereich des Faserverbundbauteils (1; 21) und/oder des kunststoffhaltigen Bauteils (2; 12; 22) zum Ultraschallschweißen durch Heißluft (H) erwärmt wird und mittels des Kontaktbereichs ein Heißluftkanal (7) gebildet wird, durch den die Heißluft (H) geleitet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das mindestens eine kunststoffhaltige Bauteil (12; 22) ein weiteres Faserverbundbauteil, das gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist, ist und die beiden Verbundbauteile (1, 12; 21, 22) an sich kontaktierenden Vorsprüngen (5; 15) verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine kunststoffhaltige Bauteil (2) ein Kunststoffteil ist und die beiden Bauteile (1, 2) an den Vorsprüngen (5) des Faserverbundbauteils (1) verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt, werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Kontaktbereich durch Infrarotbestrahlung erwärmt wird.
Fahrzeug-Baugruppe (1, 2; 1, 12; 21, 22) mit mindestens einem Faserverbundbauteil (1; 21), das gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mindestens einem kunststoffhaltigen Bauteil (2; 12; 22) verbunden worden ist.
Fahrzeug-Baugruppe (1, 2; 1, 12; 21, 22) nach Anspruch 5, bei dem das Faserverbundbauteil (1; 21) seinen mindestens einen Vorsprung (5; 15) an einer Befestigungsfläche (4) aufweist, die einer Sichtfläche (3) abgewandt ist.
Fahrzeug, aufweisend mindestens eine Fahrzeug-Baugruppe (1, 2; 1, 12; 21, 22) nach einem der Ansprüche 5 bis 6.