DE102015203795B4 - Verfahren zum Fügen von Fügeteilen einer Karosseriestruktur für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Fügen von Fügeteilen (5, 7) einer Karosseriestruktur für ein Fahrzeug, mit einem ersten Fügeteil, insbesondere Blechteil (5), und einem zweiten Fügeteil, insbesondere Blechteil (7), die unter Bildung einer, in einer Fügerichtung (F) ineinander geschachtelten Anordnung miteinander in Klebverbindung sind, in welcher Anordnung das erste Fügeteil (5) eine entgegen der Fügerichtung (F) offene Aufnahmekontur aufweist, in der das zweite Fügeteil (7) in der Fügerichtung (F) mit einer Fügetiefe (f) eingeschoben ist, welche Aufnahmekontur zumindest eine, zur Fügerichtung (F) um einen Fügewinkel (β) schräggestellte seitliche Führungsflanke (13) aufweist, die einen Bewegungsanschlag für eine korrespondierende Führungsflanke (17) des zweiten Fügeteils (7) bildet und mit dieser verklebt ist, wobei die Klebverbindung zwischen den beiden Führungsflanken (13, 17) der Fügeteile (5, 7) durch ein Klebeband (21) ausgeführt ist, in welchem Verfahren in einem ersten Prozessschritt das Klebeband (21) mit seiner ersten Klebschicht (25) auf die Führungsflanke (17) des zweiten Fügeteils (7) geklebt wird, und in einem zweiten Prozessschritt das zweite Fügeteil (7) bis in Anlage mit dem ersten Fügeteil (5) zusammengefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine, der Führungsflanke (13) des ersten Fügeteils (5) zugewandte zweite Klebschicht (26) des Klebebands (21) aktivierbar ist, das heißt bei normaler Prozessumgebung nicht haftklebrig, sondern glattflächig sowie ohne Haftfähigkeit ist und erst bei einer Erwärmung oder einer beliebig anderen Aktivierung in einen Aktivierungszustand überführbar ist, und dass nach erfolgtem zweiten Prozessschritt in einem dritten Prozessschritt die zweite Klebschicht (26) des Klebebands (21) in einen haftklebrigen Aktivierungszustand mit hoher Haftfähigkeit überführt wird und nachfolgend ausgehärtet wird, um die Klebverbindung mit dem anderen Fügeteil (5) herzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Fügeteilen einer Karosseriestruktur für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Im Karosseriebau ist der Einsatz von Klebeverbindungen gängige Praxis. Mittels solcher Klebeverbindungen kann die Verwindungssteifigkeit der Karosserie erhöht werden. Zudem können die Klebverbindungen zwischen den zusammengefügten Blechteilen eine erhöhte Dichtigkeit bewirken, wobei auch weitere Anwendungen denkbar sind.
  • Aus der DE 10 2013 000 629 A1 ist eine Karosseriestruktur bekannt, bei der ein erstes Blechteil und ein zweites Blechteil unter Bildung einer, in einer Fügerichtung ineinander geschachtelten Anordnung miteinander in Klebverbindung sind. Das erste Blechteil weist eine entgegen der Fügerichtung offene Aufnahmekontur auf, in der das zweite Blechteil in der Fügerichtung mit einer Fügetiefe eingeschoben ist. Die Aufnahmekontur des ersten Blechteils weist zumindest eine, zur Fügerichtung um einen Fügewinkel schräggestellte seitliche Führungsflanke auf. Diese bildet quer zur Fügerichtung einen Bewegungsanschlag für eine korrespondierende Führungsflanke des Fügepartners, das heißt dem zweiten Blechteil, und ist mit dieser verklebt.
  • Der Fügevorgang erfolgt in der obigen DE 10 2013 000 629 A1 mittels einer haftklebrigen Kleberaupe. Diese ist während des Fügevorgangs einer Scherbeanspruchung ausgesetzt. Eine solche Scherbeanspruchung kann beim Fügevorgang an den einander zugewandten Kontaktflächen der Führungsflanken der beiden Blechteile zu einem Klebstoffabstreifen führen. Um ein solches Klebstoffabstreifen zu vermeiden, ist im Stand der Technik der zur Fügerichtung aufgespannte Fügewinkel ausreichend groß, das heißt mindestens 15° auszulegen, um eine fertigungstechnisch einwandfreie Klebverbindung zwischen den Führungsflanken der beiden Blechteile zu gewährleisten. Ein solcher Fügewinkel begrenzt jedoch zwangsläufig auch die Bauteil-Geometrien der zusammengefügten Blechteile.
  • Aus der DE 10 2004 056 102 A1 ist eine gattungsgemäße Karosseriestruktur bekannt, bei der ein erstes Fügeteil über eine Klebverbindung mit einem zweiten Fügeteil verbunden ist. Die Klebverbindung zwischen den beiden Fügeteilen ist durch ein Klebeband realisiert. Aus der DE 697 20 438 T2 , aus der DE 10 2012 217 959 A1 und aus der EP 1 386 828 A2 sind ebenfalls Karosseriestrukturen mit Verbindungen über Klebebänder bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Fügen von Fügeteilen in einer Karosseriestruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem trotz eines, im Vergleich zum Stand der Technik reduzierten Fügewinkels eine einwandfreie Klebverbindung gewährleistet ist.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Die Erfindung geht von dem Sachverhalt aus, dass es beim Einsatz von pastösen Klebstoffraupen beim tangentialen Aufschieben der zu fügenden Führungsflanken der Blechteile zu einem Klebstoffabstreifen kommt. Vor diesem Hintergrund wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Klebverbindung zwischen den beiden Führungsflanken der Blechteile nicht mehr durch eine pastöse Klebstoffraupe, sondern vielmehr durch ein Klebeband bewerkstelligt. Unter Klebeband im Sinne der Erfindung ist beispielhaft ein doppelseitiges Klebeband, ein Klebefilm, ein Klebepad oder dergleichen zu verstehen
  • Der Kerngedanke der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Aufbringen des Klebebands, zum Schachteln der Fügeteile und zum Klebeband-Aktivieren, wodurch Fixierverfahren ersetzt werden können. Nach der Klebeband-Aktivierung erfolgt eine Vernetzung im Zeitverlauf oder durch weitere Prozesseinflüsse (wie zum Beispiel die Wärme im KTL-Prozess). Das Klebeband/Klebefilm/Klebepad, das von der Rolle oder als Stanzteil vorliegen kann, kann die folgenden Merkmale aufweisen: So kann es mit einer nicht haftklebrigen Seite ausgebildet sein, mit der das reibungsarme bis -reibungslose Fügen von Profilen mit kleineren Flanschabstellwinkeln (Flanke des U-Profils) ermöglicht wird. Zudem kann eine nachträgliche Aktivierung im geschachtelten Zustand, durch zum Beispiel Wärme, Druck, andere Strahlung, Wasser, anderer Medien oder Luft (es gibt anaerob vernetztende Klebstoffe oder Klebstoffe, die durch Feuchtigkeit aushärten). Es ist hervorzuheben, dass die Erfindung beliebige Aktivierungs-/Aushärtemechanismen mit umfasst. Außerdem kann das Klebeband in hybrider Ausführung bereitgestellt sein, und zwar durch direkte Herstellung oder durch nachträgliche Kombination der Bänder. Hervorzuheben ist auch, dass an einer Kante des Klebebandes(nicht Oberfläche) eine andere Funktion erfüllt werden kann als an der anderen Kante des Bandes. Zum Beispiel kann bevorzugt nur eine Kante des Bandes expandierend ausgelegt sein oder einen abdichtenden Klebstoff oder sogar nur ein Abdichtmittel enthalten. Die hybride Ausführung betrifft also nicht nur die Ober- und Unterseite des Klebebandes, sondern auch die linke und rechte Kante, bzw. die Mitte (mit zum Beispiel einem expandierenden Kern, o.ä.).
  • Eine komplette Vernetzung im prozesstechnisch nachgeschalteten KTL-Ofen ist optimal. Es kann auch durch die Aktivierung oder zweikomponentige Auslegung zu einer vollständigen Vernetzung kommen, die direkt nach der Aktivierung oder im weiteren Prozessverlauf geschieht, ohne dass etwas dazugetan werden muss.
  • Nachfolgend werden weitere Aspekte der Erfindung im Detail beschrieben:
    • Das Klebeband kann beispielhaft einteilig ausgeführt sein, und zwar vergleichbar mit einem Wachsmaterial in Bandform. Die Seiten können beide nicht haftklebrig sein. Durch eine Vorbehandlung kann zumindest eine Klebeband-Seite klebrig (wenn auch nur temporär) gemacht werden. Ähnlich dem Kerzenwachs, welches durch Wärmeeinbringung klebrig wird und wenn es wieder abgekühlt ist, klebt es nicht mehr.
  • Alternativ dazu kann das Klebeband als ein Klebefilm ausgeführt sein. Solche Klebefilme weisen eine Dicke von 50 Mikrometer oder mehr auf. Aufgrund der theoretisch höchsten Festigkeit sollten jedoch 0,2 - 0,3 mm Klebespalt eingestellt werden. Nach oben hin sind aber keine Grenzen zu setzen, da auch Spalte von mehreren Millimetern mit Klebeband fügbar sind. Das Klebeband/-pad oder der Klebefilm können, müssen aber nicht mit einem Trägermaterial ausgestattet sein.
  • Bevorzugt kann auch ein doppelseitiges Klebeband verwendet werden. Das doppelseitige Klebeband kann zumindest dreilagig aufgebaut sein, und zwar mit einer mittleren Trägerschicht sowie beidseitig darauf aufgebrachten Klebeschichten. Im Unterschied zu einer pastösen Klebstoffraupe, deren Materialstärke bei mehreren Millimetern liegt, kann ein solches doppelseitiges Klebeband eine Materialstärke von nur wenigen Zehntel-Millimetern aufweisen. Bevorzugt kann die Dicke des Klebebands bei etwa 0,2 mm liegen. Zudem kann zumindest eine der Klebschichten des doppelseitigen Klebebandes aktivierbar sein. Das heißt die Klebschicht ist bei einer normalen Prozessumgebungstemperatur nicht haftklebrig, sondern vielmehr glattflächig sowie ohne Haftfähigkeit. Bei einer Erwärmung oder einer beliebigen anderen, zum Beispiel chemischen Aktivierung des Klebebands auf einen Aktivierungszustand kann die aktivierbare Klebschicht in einen haftklebrigen Zustand mit hoher Haftfähigkeit überführt werden, um eine Klebverbindung herzustellen.
  • Der Einsatz eines Klebebandes führt zu den im Folgenden aufgelisteten Vorteilen: So kann durch die örtlich begrenzte Einbringung von Wärme oder sonstiger Strahlung nach dem Fügen der Bauteile die nichtklebrige, zum Beispiel chemisch oder durch Wärme aktivierbare Seite des Klebebands aktiviert werden und Adhäsionskräfte zum zweiten Fügeteil ausbilden. Die Ausbildung einer Verbundfestigkeit durch punktuelle Aktivierung der zweiten Seite und Beginn der Vernetzung des Klebstoffs erfolgt durch minimale einseitige oder zweiseitige Wärmeeinbringung in die Fügezone innerhalb weniger Sekunden. Dadurch kann eine Bauteil-Fixierung durch Schweißpunkte, Stanznieten oder Ähnliches wegfallen. Die Bauteile müssen zudem nicht mehr mit tiefen Verprägungen versehen werden, nur um die bislang erforderliche 15°-Schräge zum Fügen zu erzeugen. Dadurch wird die Herstellbarkeit von Einzelteilen einfacher gestaltet, im Einzelfall können Werkzeugoperationen eingespart werden. Weiterhin können Abdichtfunktionen an schwer zugänglichen Stellen mit den Klebebändern realisiert werden. Bislang sind dazu Zusatzbauteile erforderlich oder die Konstruktion muss umgestaltet werden, um die Abdichtfunktion zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird das Klebeband in einem ersten Prozessschritt mit einer ersten Klebschicht auf die Führungsflanke des ersten Blechteils aufgeklebt. Im zweiten Prozessschritt werden die beiden Führungsflanken der beiden Blechteile bis in Anlage zusammengefügt. Die aktivierbare Klebschicht ist während des zweiten Prozessschrittes noch nicht haftklebrig, wodurch auch ein tangentiales Verschieben der beiden Führungsflanken (die einen Winkel kleiner 15° aufweisen können) mit reduzierter Gleitreibung ermöglicht ist, ohne dass Klebstoff abgestriffen wird. Erst bei einer anschließenden Erwärmung oder einer beliebig anderen Aktivierung des Klebebands bis auf die Aktivierungstemperatur wird die wärmeaktivierbare Klebschicht in einen haftklebrigen Zustand verbracht, und nachfolgend ausgehärtet, um eine Klebverbindung mit dem zweiten Blechteil herzustellen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die aktivierbare Klebschicht des Klebebands bei Erwärmung bis auf die Aktivierungstemperatur (zum Beispiel durch Aufschäumen) expandierbar sein. Dadurch können eventuelle Toleranzen zwischen den Kontaktflächen der zu fügenden Führungsflanken der beiden Bauteile ausgeglichen werden.
  • Nach erfolgter Aushärtung kann eine Fügevorrichtung, mit der der Fügeprozess stattgefunden hat, geöffnet und der Bauteilverbund aus den verklebten Bauteilen weiter im Karosseriebau verarbeitet werden. Eine vollständige Endaushärtung des Klebebands kann bevorzugt im KTL-Trocknungsofen erfolgen, bei dem Temperaturen von bis zu 200°C für über 20 Minuten herrschen und den Klebstoff vollständig aushärten.
  • Das Klebeband kann beispielhaft als ein hybrides Klebeband ausgeführt sein, bei dem die beiden Oberflächen in unterschiedlicher Klebebandtechnologie ausgeführt sind, zum Beispiel eine wärmeaktivierbare Schicht und eine haftklebrige Schicht. Alternativ dazu können gegebenenfalls auch die beiden Klebschichten des Klebebands nicht haftklebrig sein, das heißt bei normaler Prozessumgebungstemperatur glattflächig sowie ohne Haftfähigkeit sein. In diesem Fall ist im oben erwähnten ersten Prozessschritt die Führungsflanke des ersten Blechteils oder die eine Seite des Klebebandes vorzuwärmen, um eine ausreichende Anhaftung des Klebebands zu gewährleisten. Nach erfolgter Aushärtung/Abkühlung haftet das Klebeband mit seiner einen Seite an der Führungsflanke des ersten Blechteils an. Die andere Seite des Klebebands ist dagegen weiterhin bzw. nicht mehr haftklebrig, so dass im Anschluss daran der oben erwähnte zweite Prozessschritt ausgeführt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante weisen die beiden ineinander verschachtelten Blechteile konturangepasste Hutprofile auf, das heißt jeweils ein im Querschnitt offenes U-Profil mit einem Profilgrund sowie mit davon hochgezogenen seitlichen Führungsflanken (bzw. Flankenflächen). Derartige Blechteile werden in einem vorgelagerten Tiefziehvorgang umgeformt, wodurch es erforderlich ist, dass die beiden seitlichen Führungsflanken (bzw. Flankenflächen) nicht senkrecht zum Profilgrund ausgerichtet sind, sondern vielmehr unter Bildung von Entformungsschrägen um einen geringfügigen Winkel im Bereich von 3° bis 7° seitlich nach außen geneigt sind. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Klebebands sind derartige Entformungsschrägen mit einem Fügewinkel zwischen 3° und 7° ausreichend, um einen einwandfreien Fügevorgang zu gewährleisten. Im Unterschied dazu würde es beim Einsatz von Klebstoffraupen erforderlich sein, zusätzliche Verprägungen im Flanschbereich vorzusehen oder die gesamte Flankenfläche auf einen Entformwinkel von 15° zu gestalten, dies wäre jedoch mit einem Funktionsverlust bzw. einem Verlust von Verwindungssteifigkeit verbunden und erhöht oftmals die Komplexität in der Einzelteilherstellung.
  • In der Zusammenbaulage ist somit das zweite Blechteil in einem, vom ersten Blechteil gebildeten Profilraum eingesetzt und die einander zugewandten Führungsflanken der beiden Blechteile sind miteinander verklebt. Aufgrund der im Vergleich zum Stand der Technik reduzierten Fügewinkel der Führungsflanken der beiden Blechteile weist der Profilraum einen größeren Profilquerschnitt auf, und zwar im Vergleich zu einer Konstruktion für den Einsatz von pastösem Klebstoff, deren Fügewinkel in einer Größenordnung von 15° liegen, was im Hinblick auf einen Fahrzeug-Leichtbau vorteilhaft ist. Zudem kann die Steifigkeit des Blechteil-Verbunds mit sehr gewichtseffizienten Maßnahmen erhöht sein, da das Gewicht der Klebebänder sehr gering ist. Der Steifigkeitsverlust, der bei einer Konstruktion für pastösen Klebstoff eintritt, müsste ansonsten durch zusätzliche Versteifungsmaßnahmen (zum Beispiel Schottteile) kompensiert werden. Diese Zusatzbauteile würden im Gegensatz zum Klebeband mit einem deutlichen Mehrgewicht zu Buche schlagen.
  • Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 in einer Schnittdarstellung eine als geschlossenes Hohlprofil ausgeführte Karosseriestruktur;
    • 2 bis 4 Prozessschritte zur Herstellung eines U-förmigen Trägers der in der 1 gezeigten Karosseriestruktur;
    • 5 den grundsätzlichen Materialaufbau eines doppelseitigen Klebebands;
    • 6 in einer Ansicht entsprechend der 1 eine Karosseriestruktur gemäß dem Stand der Technik; und
    • 7 eine Ansicht, die das Verfahren zur Herstellung des einen U-förmigen Trägers für die in der 6 gezeigte Karosseriestruktur veranschaulicht.
  • In der 1 ist in einer Schnittdarstellung eine als geschlossenes Hohlprofil ausgeführte Karosseriestruktur gezeigt, wie sie beispielhaft im Bereich eines oberen A-Säulenknotens einer Fahrzeug-Karosserie eines zweispurigen Fahrzeugs zu finden ist. Die Karosseriestruktur weist ein schalenförmiges Deckblech 1 sowie einen im Profil schalenförmigen oder U-förmigen Träger 3 auf, die über seitliche Flanschverbindungen 4 miteinander zum Beispiel durch Punktschweißung oder dergleichen verbunden sind. Der hier exemplarisch U-förmige Träger 3 ist zur Erhöhung der Bauteilsteifigkeit zweilagig ausgeführt, und zwar mit einem äußeren Blechteil 5 sowie einem inneren Blechteil 7, die über eine später beschriebene Klebverbindung 9 miteinander verbunden sind. Neben der in den Figuren gezeigten U-förmigen Gestaltung des Trägers 3 sind auch L-förmige, bogenförmige oder sonstwie gestaltete Profile denkbar, bei denen es einen Flankenbereich gibt, der einen geringen Winkel zur Fügerichtung aufweist.
  • Die beiden Blechteile 5, 7 sind zueinander konturangepasst ausgebildet und zu einer ineinander geschachtelten Anordnung zusammengefügt. Entsprechend weist das äußere Blechteil 5 einen Profilgrund 11 mit davon hochgezogenen Führungsflanken 13 auf. In gleicher Weise ist das innere Blechteil 7 mit einem Profilgrund 15 sowie davon seitlich hochgezogenen Führungsflanken 17 ausgebildet. Die beiden Blechteile 5, 7 werden in einem vorgelagerten Tiefziehprozess profiliert und abgekantet. Entsprechend sind die Führungsflanken 13, 17 der beiden Blechteile 5, 7 nicht rechtwinklig zum Profilgrund, sondern mit einem Entformungswinkel α in der Größenordnung von 3° bis 7° seitlich nach außen schräggestellt, um Entformungsschrägen bereitzustellen. Das in der 1 gezeigte geschlossene Hohlprofil begrenzt einen Profilraum 19.
  • In der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur ist die Klebverbindung zwischen den beiden Blechteilen 5, 7 nicht durch eine pastöse, haftklebrige Klebstoffraupe bewerkstelligt, sondern vielmehr durch ein Klebeband 21 realisiert, wie es in Alleinstellung in der 5 angedeutet ist. Das Klebeband 21 ist in der 5 exemplarisch dreilagig aufgebaut, und zwar mit einer mittleren Trägerschicht 23 sowie beidseitig auf der Trägerschicht 23 aufgebrachten Klebschichten 25, 26. Exemplarisch ist die untere Klebschicht 25 haftklebrig ausgeführt, das heißt ohne zusätzliche thermische oder chemische Aktivierung mit großer Haftfähigkeit ausgeführt. Demgegenüber ist die obere Klebschicht 26 thermisch aktivierbar, das heißt bei normaler Prozessumgebungstemperatur nicht haftklebrig, sondern vielmehr glattflächig sowie ohne Haftfähigkeit ausgeführt. Erst bei Erwärmung des Klebebands 21 bis auf eine Aktivierungstemperatur wird die zweite Klebschicht 26 in einen haftklebrigen Zustand mit entsprechend hoher Haftfähigkeit überführt.
  • Zudem kann die wärmeaktivierbare Klebschicht 26 des doppelseitigen Klebebands 21 bei Erwärmung auf die Aktivierungstemperatur expandierbar sein, so dass die Materialstärke m des Klebebands 21 im applizierten Zustand ansteigt. Beispielhaft kann die wärmeaktivierbare Klebschicht 26 eine Ausgangskomponente eines Schaummaterials aufweisen, das bei Wärmebeaufschlagung aufschäumt.
  • Es gibt Klebebänder mit einheitlicher Zusammensatzung, die wachsartig sind. Diese sind, wie Wachs, nicht klebrig. Es ist machbar, diese an eines der Fügeteile zu kleben, wenn das Fügeteil erwärmt ist. Dann schmilzt das Wachs einseitig an und klebt (nicht stark, da noch nicht ausreichend vernetzt) am Fügeteil. Nach dem Abkühlen ist das Klebeband wieder nicht haftklebrig (wie Wachs). Nun kann eine Schachtelung erfolgen und eine weitere Erwärmung bindet es an das zweite Fügeteil an. Es ist aber genauso möglich, dieses nicht haftende Klebeband auf ein anderes Klebeband aufzubringen, wodurch ein hybrides Klebeband entsteht. Die haftklebrige Seite wird auf das kalte Fügeteil aufgebracht, über die nicht haftklebrige andere Seite wird das weitere Bauteil geschoben und in Position gebracht. Die Reibung ist gering, so dass das Klebeband die vorgesehene Stelle nicht verlässt. Jetzt werden die Bauteile entweder anders fixiert (Schweißen oder Ähnliches) oder es erfolgt eine örtlich begrenzte Wärmeaktivierung des Klebebands (der Fügezone), so dass das Klebeband Kräfte überträgt und die Fixierung der Bauteile übernimmt (Endaushärtung kann weiterhin im KTL-Ofen erfolgen).
  • Nachfolgend wird anhand der 2 bis 4 exemplarisch ein Verfahren zum Fügen der beiden Blechteile 5, 7 zum U-förmigen Trägerteil 3 beschrieben: So wird in einem ersten Prozessschritt (2) das Klebeband 21 mit seiner unteren, haftklebrigen ersten Klebschicht 25 seitlich außen auf die beiden Führungsflanken 17 des inneren zweiten Bauteils 7 appliziert. Anschließend wird das zweite Profilteil 7 unter Bildung einer geschachtelten Anordnung in das erste Blechteil 5 eingesetzt, und zwar in einer Fügerichtung I bis zu einer Fügetiefe f (4). Die beiden Führungsflanken 13 des ersten Blechteils 5 bilden zusammen mit dem Profilgrund 11 eine Aufnahmekontur, in der das zweite Blechteil 7 eingesetzt wird. Beim Einsetzvorgang werden die Führungsflanken 17 mit den darauf applizierten Klebebändern 21 entlang der Innenseiten der Führungsflanken 13 des ersten Bauteils 5 verschoben. Trotz des geringen Fügewinkels β1 von 3° bis 7° erfolgt dabei kein Klebstoffabstreifen, da die noch freigelegte Klebschicht 26 des applizierten Klebebandes 21 noch nicht wärmeaktiviert ist und daher nach wie vor glattflächig sowie ohne Haftfähigkeit gegenüber dem ersten Blechteil 5 ist.
  • In der 4 ist das zweite Blechteil 7 mit der vordefinierten Fügetiefe f in das erste Blechteil 5 verschachtelt eingesetzt. In einem anschließenden Prozessschritt wird die wärmeaktivierbare Klebeschicht 26 bis auf ihre Aktivierungstemperatur erwärmt und nachfolgend ausgehärtet, um eine verbindungssteife Klebverbindung zwischen den beiden Blechteilen 5, 7 zu erzielen. Hierzu wird in der 4 eine Führungsflanke 13 des ersten Blechteils mittels einer Heizpistole erwärmt, wodurch die noch nicht aktivierte Klebschicht 26 aktiviert wird, bzw. sich deren Klebstoff vernetzen kann, so dass Adhäsionskräfte zum inneren Blechteil 7 ausgebildet werden. Nach erfolgter Aushärtung ist eine Kraftübertragung zwischen den beiden Blechteilen 5, 7 ermöglicht und kann der Blechteilverbund im weiteren Produktionsprozess sicher gehandhabt werden. Eine zusätzliche Fixierung, wie etwa durch Klemmen, Widerstandspunktschweißen oder dergleichen, kann gegebenenfalls zusätzlich vorgenommen werden, um die Blechteile 5, 7 in Position zu halten, bis im prozesstechnisch nachgelagerten KTL-Trockungsofen eine vollständige Endaushärtung des Klebebands 21 erfolgt, bei dem Temperaturen von bis zu 200°C für über 20 Minuten herrschen, und den Klebstoff vollständig aushärten.
  • In der 6 ist ein U-förmiger Träger 3 gezeigt, der im Unterschied zur Erfindung nicht durch Einsatz eines doppelseitigen Klebebands 21 hergestellt ist, sondern durch Einsatz einer herkömmlichen Kleberaupe 31, wie es in der 7 angedeutet ist. Die Prozessschritte zur Herstellung des U-förmigen Trägers 3 (6) sind identisch mit den anhand der 2 bis 4 beschriebenen Prozessschritte. Im zweiten Prozessschritt, bei dem die Führungsflanken 17 des zweiten Blechteils 7 tangential auf die Führungsflanken 13 des ersten Blechteils 5 aufgeschoben werden, besteht hier jedoch die Gefahr, dass Klebstoff abgestriffen wird. Um diese Gefahr zu reduzieren, ist es gängige Praxis, den Fügewinkel β ausreichend groß, das heißt etwa 15°, auszulegen. Auf diese Weise werden jedoch bei im Wesentlicher identischer Außenkontur der Karosseriestruktur der Profilraum 19 des U-förmigen Trägers 3 reduziert, was mit einer Reduzierung der Verwindungssteifigkeit der Karosseriestruktur einhergeht. Auch die Biegesteifigkeiten nehmen mit dem einsetzenden Profilverlust ab, sodass die Funktion der Karosseriestruktur in vielerlei Lastfällen gemindert wird, unter anderem im Fahrkomfort und in der Fahrzeugsicherheit (Überrollversuch unter anderem).

Claims (8)

  1. Verfahren zum Fügen von Fügeteilen (5, 7) einer Karosseriestruktur für ein Fahrzeug, mit einem ersten Fügeteil, insbesondere Blechteil (5), und einem zweiten Fügeteil, insbesondere Blechteil (7), die unter Bildung einer, in einer Fügerichtung (F) ineinander geschachtelten Anordnung miteinander in Klebverbindung sind, in welcher Anordnung das erste Fügeteil (5) eine entgegen der Fügerichtung (F) offene Aufnahmekontur aufweist, in der das zweite Fügeteil (7) in der Fügerichtung (F) mit einer Fügetiefe (f) eingeschoben ist, welche Aufnahmekontur zumindest eine, zur Fügerichtung (F) um einen Fügewinkel (β) schräggestellte seitliche Führungsflanke (13) aufweist, die einen Bewegungsanschlag für eine korrespondierende Führungsflanke (17) des zweiten Fügeteils (7) bildet und mit dieser verklebt ist, wobei die Klebverbindung zwischen den beiden Führungsflanken (13, 17) der Fügeteile (5, 7) durch ein Klebeband (21) ausgeführt ist, in welchem Verfahren in einem ersten Prozessschritt das Klebeband (21) mit seiner ersten Klebschicht (25) auf die Führungsflanke (17) des zweiten Fügeteils (7) geklebt wird, und in einem zweiten Prozessschritt das zweite Fügeteil (7) bis in Anlage mit dem ersten Fügeteil (5) zusammengefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine, der Führungsflanke (13) des ersten Fügeteils (5) zugewandte zweite Klebschicht (26) des Klebebands (21) aktivierbar ist, das heißt bei normaler Prozessumgebung nicht haftklebrig, sondern glattflächig sowie ohne Haftfähigkeit ist und erst bei einer Erwärmung oder einer beliebig anderen Aktivierung in einen Aktivierungszustand überführbar ist, und dass nach erfolgtem zweiten Prozessschritt in einem dritten Prozessschritt die zweite Klebschicht (26) des Klebebands (21) in einen haftklebrigen Aktivierungszustand mit hoher Haftfähigkeit überführt wird und nachfolgend ausgehärtet wird, um die Klebverbindung mit dem anderen Fügeteil (5) herzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Fügerichtung (F) aufgespannte Fügewinkel (β) der Führungsflanken (13, 17) der beiden Fügeteile (5, 7) kleiner als 15° ist, insbesondere zwischen 3° und 7° ist oder aber auch bei 0 liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Klebebands (21) 0,05 mm oder größer ist und insbesondere in einem Bereich von 0,2-0,3 mm und mehr liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekontur des ersten Fügeteils (5) im Querschnitt ein offenes U-Profil mit einem Profilgrund (11) und davon hochgezogenen seitlichen Führungsflanken (13) ist, und dass insbesondere das zweite Fügeteil (7) in den vom ersten Fügeteil (5) definierten Profilraum (19) verschachtelt eingesetzt ist, und dass insbesondere das zweite Fügeteil (7), konturangepasst zum ersten Fügeteil (5), ebenfalls ein U-Profil aufweist, dessen Führungsflanken (17) sowie Profilgrund (15) in Anlage und/oder Klebverbindung mit den Führungsflanken (13) und dem Profilgrund (11) des ersten Fügeteils (5) ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (21) einteilig ausgeführt ist, und zwar insbesondere aus einem Wachsmaterial in Bandform, bei dem die Seiten nicht haftklebrig sind, wobei durch eine Vorbehandlung zumindest eine Klebeband-Seite zumindest temporär klebrig wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband ein doppelseitiges Klebeband (21) ist, das zumindest dreilagig aufgebaut ist, und zwar mit einer mittleren Trägerschicht (23) und beidseitig auf der Trägerschicht (23) aufgebrachten Klebschichten (25, 26).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Führungsflanke (13) des anderen Fügeteils (5) zugewandte zweite Klebschicht (26) des Klebebands (21) chemisch oder thermisch aktivierbar ist, das heißt bei normaler Prozessumgebung nicht haftklebrig ist und erst bei einer Erwärmung bis auf die Aktivierungstemperatur in einen haftklebrigen Zustand bringbar ist, und dass nach erfolgtem zweiten Prozessschritt in einem dritten Prozessschritt die zweite Klebeschicht (26) des Klebebands (21) bis auf die Aktivierungstemperatur erwärmt und nachfolgend ausgehärtet wird, um eine Klebverbindung mit dem anderen Fügeteil (5) herzustellen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierbare Klebschicht (26) des Klebebands (21) bei Erwärmung auf die Aktivierungstemperatur expandierbar, zum Beispiel aufschäumbar ist, und zwar von einer reduzierten Klebeband-Dicke (m) vor der Applikation bis auf eine aufgedickte Klebeband-Dicke nach Fertigstellung der Klebeverbindung.
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