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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fügeverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.
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Bei bekannten Fügeverfahren, die als Klebeverfahren ausgebildet sind, und dem Fügen von flächigen Bauteilen aneinander dienen, werden die Bauteile so gegeneinander angeordnet, dass sie einen Fügespalt teilweise umschließen. In den Fügespalt wird ein Kunststoff in Form eines Klebers oder Klebeschaums eingespritzt und der Fügespalt so aufgefüllt. Die Verbindung der Bauteile erfolgt mittels Adhäsion und gegebenenfalls zusätzlich durch einen Formschluss.
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Bekannte Verbundteile für eine Fahrzeugkarosserie werden mit einem solchen Verfahren hergestellt.
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Nachteilig an diesem bekannten Verfahren bzw. an diesen bekannten Verbundbauteilen ist die Notwendigkeit, eine Mehrzahl von Einspritzlöchern zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen vorzusehen, durch welche der Kunststoff in den Fügespalt eingespritzt werden kann. Weiterhin kann der Kunststoff nicht in beliebigen Lagen, d.h. Ausrichtungen der Bauteile, eingebracht werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. ein Verbundbauteil zu schaffen, welches diese Nachteile überwindet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 sowie durch ein Verbundbauteil für eine Fahrzeugkarosserie gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 12.
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Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren zum Einspritzen des Kunststoffs ein Dosierschlauch in den Fügespalt eingeführt, mittels dessen der Kunststoff in den Fügespalt eingespritzt wird. Dies bietet den Vorteil, dass die beiden flächigen Bauteile in beliebiger Orientierung mittels des Dosierschlauchs miteinander verklebt werden können. Eine Vielzahl von Einspritzöffnungen ist ebenso nicht mehr notwendig, sondern lediglich eine Öffnung zum Einschieben des Dosierschlauchs.
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Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist der Dosierschlauch ein erstes Ende auf, welches zu Beginn des Einspritzens außerhalb des Fügespalts mit einem Kunststoffvorratsbehälter in Verbindung steht. Über diesen Kunststoffvorratsbehälter kann der Schlauch vorteilhafterweise mit einer vorgegebenen Dosierleistung beaufschlagt werden. An dieses erste Ende des Schlauchs schließt sich ein Mittenabschnitt an, der zumindest zu Beginn des Einspritzens im Bereich eines ersten Endes des Fügespalts durch eine Öffnung in diesen eintritt und sich in Richtung eines gegenüberliegenden zweiten Endes des entlang des Fügespalts und durch diesen erstreckt. Damit ist der Dosierschlauch in seinem Mittenabschnitt durch den Fügespalt hindurch verlegt, wobei sich der Fügespalt zwischen den beiden flächigen Bauteilen entlang dieser erstreckt. Ein zweites Ende des Dosierschlauchs, welches sich an den Mittenabschnitt anschließt, und somit dem ersten Ende gegenüberliegt, ist zumindest zu Beginn des Einspritzens in einen Bereich des zweiten Endes des Fügespalts angeordnet.
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Bei einer ersten besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Dosierschlauch während des Einspritzens des Kunststoffs zum Verteilen des Kunststoffs durch den Fügespalt von dessen zweitem Ende zum ersten Ende des Fügespalts hin und aus dem Fügespalt heraus bewegt. Dies bietet den Vorteil, dass während des Verspritzens des Kunststoffs aus einer Öffnung des Dosierschlauchs heraus durch die Bewegung des Dosierschlauchs relativ zum Fügespalt, der Kunststoff im Fügespalt gezielt verteilt werden kann. Sowohl die Geschwindigkeit der Bewegung des Dosierschlauchs als auch die Dosierleistung des Ausspritzens (Volumen je Zeit) kann an einen vorgegebenen Dosierfortschritt angepasst werden. Zusammengefasst kann daher mittels einer einzigen Öffnung im Fügespalt der komplette Fügespalt, also der Hohlraum oder die Kavität zwischen den beiden flächigen Bauteilen, kontrolliert und gleichmäßig mit dem Kunststoff aufgefüllt werden.
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Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht alternativ oder ergänzend vor, dass der Dosierschlauch perforiert ausgebildet ist mit Perforationslöchern, aus denen der Kunststoff in den Fügespalt eingespritzt und verteilt werden kann. Ein Bewegen des Dosierschlauchs zur gleichmäßigen Verteilung ist daher nicht zwingend notwendig. Daher kann nach dem Einspritzen des Kunststoffs in den Fügespalt der perforierte Dosierschlauch vorzugsweise im Verbundteil dauerhaft verbleiben. Dies vereinfacht das Verfahren weiter, da keine Bewegungsvorrichtung und kein weiterer Verfahrensschritt zum Herausziehen des perforierten Dosierschlauchs aus dem Verbundteil vorgesehen werden muss.
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Daher wird vorteilhafterweise der Dosierschlauch während und nach dem Einspritzen des Kunststoffs nicht mehr wesentlich bewegt. Unter einer wesentlichen Bewegung soll dabei verstanden werden, dass der Dosierschlauch mit einer entsprechenden Vorrichtung gezielt bewegt wird. Soll der perforierte Dosierschlauch nach dem Einspritzen des Kunststoffs in dem Verbundteil dauerhaft verbleiben, so wird er nach dem vollständigen Einspritzen des Kunststoffs von einem Kunststoffvorratsbehälter abgetrennt, durch den er vorher mit dem flüssigen Kunststoff beaufschlagt wurde. Die Abtrennung kann dabei im Bereich der oben erwähnten Öffnung vorgenommen werden, durch welche der Kunststoffschlauch in den Fügespalt eintritt.
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Bei dem bisher erläuterten Verfahren können zwischen den Bauteilen ein oder mehrere Dichtelemente vorgesehen sein, welche den Fügespalt begrenzen bzw. abdichten. Damit ist gewährleistet, dass nicht die flächigen Bauteile alleine den Fügespalt abdichten müssen, sondern insbesondere in den Bereichen, in denen die beiden flächigen Bauteile in ihren Randbereichen aufeinandertreffen, kann die Dichtwirkung dieser flächigen Bauteile gegeneinander über die Dichtelemente verbessert werden, wodurch verhindert wird, dass Kunststoff aus dem Fügespalt während des Spritzverfahrens austritt, und die flächigen Bauteile in später sichtbaren Bereichen verschmutzt.
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Das entsprechend hergestellte Verbundteil kann zu einer Anordnung an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sein. Beispiele hierfür sind Blenden, die auf einen Rahmen aufgesetzt werden und diese beiden Teile die flächigen Bauteile darstellen, die zu einem Verbundteil gefügt werden. Entsprechende Rahmen finden beispielsweise Verwendung, um Öffnungen in einem Fahrzeugdach zu umgeben und verlagerbare oder fest angeordnete Deckel zum Verschließen der Öffnung an die Fahrzeugkarosserie anzubinden. Insbesondere bei einem solchen Verbundbauteil, das an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet wird, können zunächst die zwei flächigen Bauteile an der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden und erst dann (in Einbaulage) mit dem Kunststoff miteinander verklebt werden. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil der vorliegenden Erfindung dar, da die Bauteile somit in der Einbaulage an der Fahrzeugkarosserie gefügt werden können. Da sehr schnelle Klebe- oder Vergusssysteme zum Einsatz kommen können, die über den Dosierschlauch verspritzt werden, kann ein solches Verbundbauteil durch das Verkleben der flächigen Bauteile noch innerhalb eines im Fahrzeugbau üblichen Montagetaktes von ca. 1 bis 3 Minuten generiert werden.
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Vorzugsweise ist der Kunststoff als aushärtender Kleber oder als aushärtender Kunststoffschaum ausgebildet, um im flüssigen Zustand verspritzt zu werden, bevor er aushärtet.
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Statt nur einem Dosierschlauch können auch mehrere Dosierschläuche in dem Fügespalt angeordnet werden. Diese können perforiert ausgeführt sein und nach dem Spritzvorgang in dem Verbundbauteil verbleiben oder während des Spritzens durch den Fügespalt bewegt und danach aus dem Verbundbauteil herausgezogen werden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Figur beispielhaft näher erläutert.
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Dabei zeigt die:
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1 einen Querschnitt durch zwei flächige Bauteile, die mittels des erfindungsgemäßen Fügeverfahrens zu einem Verbundbauteil gefügt werden.
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1 zeigt eine Blende in Form einer Abdeckung 10, die auf einen Rahmen 12 aufgesetzt ist. Sowohl die Abdeckung 10 als auch der Rahmen 12 sind zwei flächige Bauteile, die mittels des erfindungsgemäßen Fügeverfahrens zu einem Verbundbauteil verbunden werden, wobei das Verbundbauteil selbstverständlich noch weitere Elemente aufweisen kann. Nach dem Aufsetzen der Abdeckung 10 auf den Rahmen 12 wird in einen Fügespalt 28, der so zwischen der Abdeckung 10 und dem Rahmen 12 entsteht, ein Kunststoff 14 eingespritzt, um die Abdeckung 10 mit dem Rahmen 12 zu fügen, hier zu verkleben. Zum Einspritzen des Kunststoffs 14 dient ein Dosierschlauch 16, der durch eine Öffnung 24 in den Fügespalt 28 eingeführt ist. Im Zuge des Verfahrens wird der Fügespalt 28 mit dem Kunststoff 14 zum Fügen des Rahmens 12 mit der Abdeckung 10 mindestens teilweise aufgefüllt. Der Dosierschlauch 16 weist ein erstes Ende 30 auf, welches zwischen einem Mischkopf 22 und einer Öffnung 24 angeordnet ist, durch welche der Dosierschlauch 16 in den Fügespalt 28 eintritt. Die Öffnung 24 kann dabei sowohl am Rahmen 12 als auch an der Abdeckung 10 angeordnet sein oder durch Rahmen 12 und Abdeckung 10 gemeinsam ausgebildet werden. Ein Mittenabschnitt 34 des Dosierschlauchs 16 ist zunächst zwischen einem ersten Ende 36 des Fügespalts 28 und einem diesem gegenüberliegenden zweiten Ende 38 des Fügespalts 28 angeordnet. Das erste Ende 36 des Fügespalts 28 ist das Ende des Fügespalts 28, welches in einem Randbereich der Abdeckung 10 und des Rahmens 12 in der Nähe der Öffnung 24 angeordnet ist. Das zweite Ende 38 des Fügespalts 28 liegt dem ersten Ende 36 gegenüber. Beide Enden 36 und 38 des Fügespalts 28 liegen somit an gegenüberliegenden Randbereichen des Verbundbauteils, welches in seiner wesentlichen Form durch die Abdeckung 10 und den Rahmen 12 gebildet wird. Um nun den kompletten Fügespalt 28 in gleichmäßiger Form mit dem Kunststoff 14 zu verfüllen, können zwei alternative Ausgestaltungen der Erfindung zum Einsatz kommen.
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Bei der ersten Variante weist der Dosierschlauch 16 an seinem zweiten Ende 32 eine Öffnung 17 auf, durch welche der Kunststoff 14 aus dem Dosierschlauch 16 ausgespritzt wird, und den Fügespalt 28 verfüllt. Dabei wird der Dosierschlauch 16 mit der Ausspritzöffnung im Bereich seines zweiten Endes 32 mit einer definierten Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile A aus dem Fügespalt 28 in Richtung der Öffnung 24 gezogen, während ständig Kunststoff 14 aus der Öffnung 17 des Dosierschlauchs 16 ausgespritzt wird. Durch eine Kontrolle der Geschwindigkeit der Bewegung des Dosierschlauchs 16 einerseits, und andererseits der Dosierleistung, die durch den Mischkopf 22 einstellbar ist, kann ein vorgegebener Dosierfortschritt festgelegt werden. Somit wird der Fügespalt 28 definiert von seinem zweiten Ende 38 an beginnend zu seinem ersten Ende 36 hin mit dem Kunststoff 14 aufgefüllt, wobei das erste Ende 36 im Bereich der Öffnung 24 liegt. Obwohl nur eine Öffnung 24 vorgesehen sein muss, kann eine gleichmäßige Verfüllung des Fügespalts 28 mit dem Kunststoff 14 erzielt werden.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Dosierschlauch 16, sobald er einmal in den Fügespalt 28 eingeführt ist, nicht mehr bewegt. Er entspricht bezüglich seiner Lage der ersten Lage des Dosierschlauchs 16, wie er weiter oben in der ersten alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert wurde. Bei dieser zweiten Alternative weist der Dichtschlauch 16 Perforationslöcher 40 entlang einer definierten Länge auf, die innerhalb des Fügespalts 28 angeordnet ist. Wird nun der Dosierschlauch 16 durch den Mischkopf 22 mit Kunststoff 14 beaufschlagt, so tritt dieser aus den Perforationslöchern 40 aus, und durch eine vorgegebene Verteilung der Perforationslöcher 40 ist auch hier gewährleistet, dass der Kunststoff 14 gleichmäßig im Fügespalt 28 verspritzt wird. Auch hier braucht selbstverständlich nur eine Öffnung 24 vorgesehen zu sein, über die der Dosierschlauch 26 in den Fügespalt 28 eingeführt ist. Bei der Verwendung dieses perforierten Dosierschlauchs 26 braucht dieser am Ende des Spritzverfahrens nicht mehr aus dem Fügespalt 28 entfernt, also herausgezogen werden. Da der perforierte Dosierschlauch 16 für das Spritzverfahren nicht bewegt werden muss, kann er vorzugsweise im Bereich der Öffnung 24 abgetrennt, beispielsweise abgeschnitten werden, und kann dauerhaft im Fügespalt 28 zwischen Abdeckung 10 und Rahmen 12 verbleiben.
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Beide alternative Verfahren können auch zusammen verwendet werden. So kann der Dosierschlauch 16 die Perforationslöcher 40 aufweisen und zusätzlich entlang der Richtung A bewegt werden.
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In der Darstellung der 1 ist der Kunststoff 14 zum dargestellten Zeitpunkt erst in einem Bereich des zweiten Endes 38 des Fügespalts 28 eingespritzt. Wie der 1 zu entnehmen ist, bilden Abdeckung 10 und Rahmen 12 im Wesentlichen den Fügespalt 28 aus. Im Bereich der Enden 36 und 38 sind ergänzend noch zusätzliche Dichtelemente 18 und 20 vorgesehen, welche den Fügespalt 28 in den Bereichen, in denen Ränder der Abdeckung 10 und des Rahmens 12 aufeinandertreffen, weiter abdichten. Daher bilden die Abdeckung 10 und der Rahmen 12 in ihren innenliegenden Bereichen die flächigen Begrenzungen des Fügespalts 28 aus, während die Randbereiche des Fügespaltes 28 zusätzlich über die Dichtelemente 18 und 20 abgedichtet werden. Damit wird verhindert, dass in Randbereichen von Abdeckung 10 oder Rahmen 12 Kunststoff 14 aus dem Fügespalt 28 austreten und Abdeckung 10 oder Rahmen 12 verschmutzen können. Um diese Dichtelemente 18 und 20 abzudecken, weist die Abdeckung 10 im Bereich der Dichtelemente 18 und 20 jeweils einen Knick 26 zum Rahmen 12 hinauf, sodass von außen betrachtet lediglich die Abdeckung 10 und eventuell ein Randbereich des Rahmens 12, nicht aber die Dichtelemente 18 und 20 zu sehen sind. Dies dient der Verbesserung der Optik des Verbundelements, welches die Abdeckung 10, den Rahmen 12, die Dichtelemente 18 und 20 sowie den Kunststoff 14 und gegebenenfalls den im Verbundbauteil dauerhaft verbleibenden Dosierschlauch 16 aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abdeckung
- 12
- Rahmen
- 14
- Kunststoff
- 16
- Dosierschlauch
- 17
- Öffnung von 16
- 18
- Dichtelement
- 20
- Dichtelement
- 22
- Mischkopf
- 24
- Öffnung
- 26
- Knick
- 28
- Fügespalt
- 30
- erstes Ende von 16
- 32
- zweites Ende von 16
- 34
- Mittenabschnitt
- 36
- erstes Ende von 28
- 38
- zweites Ende von 28
- 40
- Perforationslöcher
