DE102017220985A1

DE102017220985A1 - Verfahren und Anordnung zum Fügen von Bauteilen

Info

Publication number: DE102017220985A1
Application number: DE102017220985.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fricke; Paul Stefan Kreling
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-05-23
Also published as: CN109822924B; CN109822924A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen (200), bei welchem ein Klebstoffmaterial (12) in Form eines Strangprofils mittels einer Auftragseinheit (10) auf ein Bauteil (200) aufgebracht wird, wobei das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial (12) in einer Erwärmungseinheit (14) der Auftragseinheit (10) aufgeschmolzen wird und im aufgeschmolzenen Zustand auf das Bauteil (200) aufgebracht wird, und wobei in einer der Auftragseinheit (10) nachgelagerten Vernetzungseinrichtung (11) das auf das Bauteil (200) aufgebrachte Klebstoffmaterial (12) durch Zufuhr von Energie in einen vernetzten Zustand überführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Bauteilen. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Fügen von Bauteilen.
Verfahren zum Fügen von Bauteilen sind beispielsweise aus der EP 312 496 B1 und aus der EP 3 098 276 A1 bekannt. Dabei werden zum Fügen von Bauteilen, beispielsweise von Fahrzeugbauteilen, in einem viskosen Zustand vorliegende Klebstoffmaterialien verwendet. Innerhalb einer Auftragseinheit zum Aufbringen des Klebstoffmaterials auf ein Bauteil erfolgt die Förderung des viskosen Klebstoffmaterials meist durch Förderschläuche hindurch, welche beheizt ausgebildet sein müssen, da die Klebstoffmaterialien bei Raumtemperatur eine sehr hohe Viskosität aufweisen und in diesem Zustand nicht durch die Schläuche transportierbar sind. Das Beheizen der Schläuche erfordert neben einem hohen Energieaufwand auch einen vergleichsweise konstruktiv aufwendigen Aufbau einer derartigen Anlage. Bei dem Einsatz von beheizten Förderschläuchen besteht zudem die Gefahr einer möglichen thermischen Degradation des Polymers, falls sich dieses, zum Beispiel wegen eines kurzzeitigen Produktionsstillstandes oder Schichtwechsels, für längere Zeit im beheizten Förderschlauch befindet. Dieses veränderte Klebstoffmaterial kann dann nicht weiter verwendet werden, was zu einem erhöhten Materialausschuss führen kann. Kommt es zu einer Härtung des Klebstoffmaterials in dem Förderschlauch, ist dieser nicht weiter einsetzbar und muss ersetzt werden, was kostenaufwendig ist.
Aus der WO 2016/079 288 A1 ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein wärmeaktivierbarer Klebstoff auf ein Substrat aufgebracht wird, wobei der Klebstoff bei Umgebungstemperatur fest ist und bei einer Temperatur unter seiner Wärmeaktivierungstemperatur geschmolzen werden kann, wobei die Klebstoffzubereitung einem Heißschmelzapplikator zugeführt wird, wo sie auf über ihren Schmelzpunkt und unter ihre Aktivierungstemperatur erhitzt wird und die Schmelzviskosität des geschmolzenen Klebstoffs so gesteuert wird, dass er aus dem Heißschmelzapplikator auf ein Substrat ausgestoßen werden kann, um ein kohärentes Kügelchen bereitzustellen, das an dem Substrat haftet und sich beim Abkühlen trocken anfühlt, und wobei sich der Klebstoff bei Aktivierung mit einer Volumenexpansion von mehr als etwa 250% ausdehnen kann.
Die DE 199 36 760 A1 schlägt eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Kunststoffstrangs auf eine Unterlage vor. Die Vorrichtung umfasst einen am Endglied einer Roboteranordnung befestigbaren, relativ zur Unterlage entlang einer vorgegebenen Bahn bewegbaren Düsenkopf, der mit einem aushärtbaren flüssigen oder pastösen Kunststoff unter Druck beaufschlagbar ist, und der eine vorzugsweise mit einer Ventilnadel verschließbare Auftragsdüse
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Fügen von Bauteilen zur Verfügung zu stellen, bei welchen Materialausschuss reduziert und der Aufbau sowie das Verfahren vereinfacht werden können.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Klebstoffmaterial in Form eines Strangprofils mittels einer Auftragseinheit auf ein Bauteil aufgebracht wird, wobei das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial in einer Erwärmungseinheit der Auftragseinheit aufgeschmolzen wird und im aufgeschmolzenen Zustand auf das Bauteil aufgebracht wird, und wobei in einer der Auftragseinheit nachgelagerten Vernetzungseinrichtung das auf das Bauteil aufgebrachte Klebstoffmaterial durch Zufuhr von Energie in einen vernetzten Zustand überführt wird.
Die Anordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine Auftragseinheit und eine der Auftragseinheit nachgelagerte Vernetzungseinrichtung aufweist, wobei mittels der Auftragseinheit ein Klebstoffmaterial in Form eines Strangprofils auf ein Bauteil aufbringbar ist, wobei die Auftragseinheit eine Erwärmungseinheit aufweist, in welcher das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial vor dem Aufbringen aufschmelzbar ist, und wobei mittels der Vernetzungseinrichtung das auf das Bauteil aufgebrachte Klebstoffmaterial durch Zufuhr von Energie in einen vernetzten Zustand überführbar ist.
Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass das Klebstoffmaterial im Ausgangszustand nicht mehr als viskoses Material vorliegt und in einer Auftragseinheit auch nicht mehr über beheizte Schläuche transportiert werden muss, sondern das Klebstoffmaterial liegt im Ausgangszustand nunmehr in einem festen Zustand als ein vorzugsweise kontinuierliches Strangprofil vor, welches erst kurz vor dem Aufbringen auf das Bauteil aufgeschmolzen und damit in einen schmelzflüssigen bzw. plastifizierten Zustand überführt wird. Das Strangprofil kann unterschiedliche Querschnittformen und Dicken aufweisen. Beispielsweise kann das Strangprofil einen runden, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Weiter kann das Strangprofil beispielsweise auch als ein Faden oder Filament ausgebildet sein. Der Transport des Klebstoffmaterials innerhalb der Auftragseinheit kann dadurch ohne beheizte Schläuche erfolgen. An einem Ende der Auftragseinheit, wo das Klebstoffmaterial auf das Bauteil aufgebracht wird, ist die Erwärmungseinheit positioniert, durch welche das als Strangprofil ausgebildete Klebstoffmaterial hindurchgeführt wird und dabei unmittelbar vor dem Auftrag auf das Bauteil und damit unmittelbar vor einem Verlassen der Auftragseinheit aufgeschmolzen wird. Das Aufschmelzen des Klebstoffmaterials erfolgt unmittelbar in der Auftragseinheit, so dass eine der Auftragseinheit vorgeschaltete Einheit zum Aufschmelzen des Klebstoffmaterials nicht notwendig ist. Zum Auftragen auf das Bauteil kann die Auftragseinheit an ihrem Ende eine Auftragsdüse aufweisen, wobei in oder benachbart zu dieser Auftragsdüse die Erwärmungseinheit positioniert sein kann, mittels welcher das Klebstoffmaterial erwärmt wird und damit von dem festen Zustand in einen aufgeschmolzenen Zustand überführt wird. Das Klebstoffmaterial ist vorzugsweise ein zweistufig abbindendes Klebstoffmaterial. Durch die Erwärmungseinheit wird das Klebstoffmaterial nur so stark erwärmt, dass es sich noch unter seiner Reaktionstemperatur befindet. Das Klebstoffmaterial wird damit mittels der Erwärmungseinheit in einen plastifizierten, thermoplastischen Zustand überführt und in diesem Zustand auf das Bauteil aufgebracht. Nach dem Aufbringen auf das Bauteil wird das Klebstoffmaterial vorzugsweise zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und damit von dem aufgeschmolzenen Zustand wieder in einen festen Zustand überführt, bevor es in eine der Auftragseinheit nachgelagerten Vernetzungseinrichtung eingebracht wird. In dieser Vernetzungseinrichtung wird das Klebstoffmaterial durch Zufuhr von Energie von dem thermoplastischen Zustand in einen vernetzten, duroplastischen Zustand überführt. Die Vernetzungseinrichtung kann beispielsweise ein Trocknungsofen, beispielsweise ein KTL-Trockner, oder aber auch ein Induktions- oder Strahlungsofen sein. Vor Einbringen des Bauteils mit dem darauf angeordneten Klebstoffmaterial in die Vernetzungseinrichtung erfolgt das Aufbringen und damit das Verbinden des Bauteils mit einem zweiten Bauteil, wobei das Verbinden bzw. das Fügen der beiden Bauteile mittels des Klebstoffmaterials erfolgt.
Bevorzugt weist die Auftragseinheit eine Rolle auf, auf welcher das als Strangprofil ausgebildete Klebstoffmaterial aufgerollt ist und von welcher das als Strangprofil ausgebildete Klebstoffmaterial zum Transport zur Erwärmungseinheit abwickelbar ist. Im Ausgangszustand, in welchem das Klebstoffmaterial in einem festen Zustand vorliegt, kann dieses damit auf der Rolle aufgewickelt vorliegen. Während eines Fügevorgangs kann dann das Klebstoffmaterial als kontinuierlicher Strang innerhalb der Auftragseinheit von der Rolle abgewickelt werden und zu der Erwärmungseinheit geführt werden. Ist das Klebstoffmaterial von der Rolle vollständig abgewickelt, kann die Rolle durch eine neue mit aufgewickeltem Klebstoffmaterial bestückte Rolle ersetzt werden. Durch das Abwickeln des Klebstoffmaterials von einer Rolle ist ein sehr sauberer, kontinuierlicher Prozess möglich. Das Klebstoffmaterial liegt in seinem Ausgangszustand als thermoplastisches, nicht quervernetztes, festes Strangprofil vor, wobei der Durchmesser des Strangprofils vorzugsweise wenige Millimeter, bevorzugt zwischen 2 und 4 mm, beträgt. Dadurch und durch die mechanischen Eigenschaften des Klebstoffmaterials kann dieses auf eine Rolle aufgewickelt sein, welche vorzugsweise einen minimalen Biegeradius kleiner 10 cm aufweist. Dadurch kann ein kompakter Transport des Klebstoffmaterials auf der Rolle ermöglicht werden und gleichzeitig eine vereinfachte Bereitstellung des Klebstoffmaterials für den Fügeprozess erfolgen.
Zum Transportieren des Klebstoffmaterials innerhalb der Auftragseinheit hin zu der Erwärmungseinheit weist die Auftragseinheit vorzugsweise eine Vorschubeinheit auf. Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass das Klebstoffmaterial mittels der Vorschubeinheit der Auftragseinheit zu der Erwärmungseinheit transportiert wird. Die Förderung des Klebstoffmaterials erfolgt dadurch im Vergleich zu einem viskosen Klebstoffmaterial nicht durch beheizte Schläuche, sondern rein mechanisch mittels der Vorschubeinheit, wodurch der konstruktive Aufwand zum Transport des Klebstoffmaterials wesentlich reduziert werden kann. Die Vorschubeinheit kann das Klebstoffmaterial in Abhängigkeit des Durchmessers des Strangprofils vorzugsweise mit einem Volumenstrom zwischen 0,5 cm³/s und 5 cm³/s fördern.
Die Vorschubeinheit kann jeweils paarweise angeordnete Antriebs- und/oder Führungsrollen aufweisen, und das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial kann durch die paarweise angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen hindurchgeführt werden, wobei der Abstand zwischen den jeweils als ein Paar angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen veränderbar sein kann. Über den Abstand der paarweise angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen zueinander kann eine mögliche Abweichung des Durchmessers des Strangprofils des Klebstoffmaterials bestimmt werden und anhand dessen dynamisch die Vorschubgeschwindigkeit für das Klebstoffmaterial beim Transport durch die Auftragseinheit angepasst werden, um eine möglichst konstante Zufuhr des Klebstoffmaterials zu der Erwärmungseinheit erreichen zu können. Zudem kann über den Abstand der Antriebs- und/oder Führungsrollen zueinander sichergestellt werden, dass das Klebstoffmaterial eingelegt ist und entsprechend zugeführt wird.
Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Erwärmungseinheit eine Vorwärmeinheit, in welcher das Klebstoffmaterial vorgewärmt werden kann, und eine der Vorwärmeinheit nachgelagerte Aufschmelzeinheit, in welcher das Klebstoffmaterial aufgeschmolzen werden kann, aufweist. Innerhalb der Erwärmungseinheit durchläuft dann das Klebstoffmaterial zunächst die Vorwärmeinheit und danach die Aufschmelzeinheit. Innerhalb der Vorwärmeinheit kann das Klebstoffmaterial beispielsweise mittels Heißluft, Infrarotstrahlung oder beheizter Rollen auf eine Temperatur unterhalb seiner Aufschmelztemperatur vorgewärmt werden. Durch das Vorwärmen können schwankende Temperaturen in der Produktionsumgebung ausgeglichen werden. In der nachfolgenden Aufschmelzeinheit kann das Klebstoffmaterial weiter erwärmt werden und zwar bis auf eine Temperatur oberhalb seiner Schmelztemperatur, aber noch unter seiner Reaktionstemperatur. Vorzugsweise wird das Klebstoffmaterial so stark erwärmt, bis es eine Viskosität zwischen 10 und 10⁵ Pa s aufweist. Die Erwärmung in der Aufschmelzeinheit kann mittels Heißluft, Infrarotstrahlung oder im direkten Kontakt mit der Wand der Aufschmelzeinheit, welche wiederum durch Heizelemente oder induktiv erwärmt sein kann, erfolgen.
Um die Flexibilität der Auftragseinheit und damit bei dem Verfahren zu erhöhen, kann insbesondere die Erwärmungseinheit und damit insbesondere auch das Ende der Auftragseinheit, welche die Auftragsdüse umfasst, an einer Robotereinheit angeordnet sein. Zum Auftragen des Klebstoffmaterials auf das Bauteil kann damit zumindest ein Teil der Auftragseinheit mittels der Robotereinheit hin zu dem Bauteil geführt werden.
Die Anordnung kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zudem eine Mischeinrichtung aufweisen, welcher der Erwärmungseinheit nachgelagert sein kann, wobei in der Mischeinrichtung das aufgeschmolzene Klebstoffmaterial vor dem Aufbringen auf das Bauteil mit mindestens einem zweiten Klebstoffmaterial gemischt werden kann. Die Mischung kann auch mit mehr als einem weiteren Klebstoffmaterial erfolgen. Durch die Mischung des Klebstoffmaterials können die Eigenschaften, beispielsweise die mechanischen Eigenschaften, des auf das Bauteil aufgebrachten Klebstoffmaterials eingestellt werden.
Als Klebstoffmaterial kann vorzugsweise ein thermoplastisches Polymer mit einem Schmelzbereich zwischen 50°C und 100°C eingesetzt werden, welches zusätzlich zu einer thermoplastischen Basiskomponente mindestens ein Härtungsmaterial aufweisen kann, durch welches erreicht werden kann, dass bei Temperaturen oberhalb von 150°C Quervernetzungen zwischen Polymerketten des Polymers ausgebildet werden können, durch welche das Polymer in der Vernetzungseinrichtung von dem thermoplastischen Zustand in einen duroplastischen Zustand überführt werden kann. In Abhängigkeit des eingesetzten Härtungsmaterials sowie durch Variation der thermoplastischen Basiskomponente kann ein Elastizitätsmodul von 150 MPa bis 2GPa eingestellt werden, so dass Bruchdehnungen des Klebstoffmaterials zwischen 2 und mehreren 100 % erreicht werden können, wodurch das Klebstoffmaterial in seinem Ausgangszustand besonders steif und hochfest ausgebildet sein kann.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Auftragseinheit mit einer Vernetzungseinrichtung gemäß der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung einer Auftragseinheit gemäß der Erfindung, bei welcher die Erwärmungseinheit eine Vorwärmeinheit und eine Aufschmelzeinheit aufweist, und
3 eine weitere schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Auftragseinheit mit einer Vernetzungseinrichtung gemäß der Erfindung.

1 zeigt eine Anordnung 100 zum Fügen von Bauteilen 200, indem diese über eine Klebstoffverbindung miteinander verbunden werden.
Die Anordnung 100 weist eine Auftragseinheit 10 und eine der Auftragseinheit 10 nachgelagerte Vernetzungseinrichtung 11 auf, so dass das zum Fügen verwendete Klebstoffmaterial 12 in zwei Stufen verarbeitet wird. Das Klebstoffmaterial 12 ist ein zweistufig abbindendes Klebstoffmaterial 12.
Im Ausgangszustand weist das Klebstoffmaterial 12 einen festen Zustand auf und liegt in Form eines Strangprofils vor. In diesem Zustand ist das Klebstoffmaterial 12 auf einer Rolle 13 der Auftragseinheit 10 aufgewickelt, von welcher es während des Prozesses bzw. des Verfahrens abgewickelt wird.
Das von der Rolle 13 abgewickelte Klebstoffmaterial 12 wird als Strangprofil kontinuierlich einer Erwärmungseinheit 14 der Auftragseinheit 10 zugeführt. Diese Erwärmungseinheit 14 ist an einem Ende der Auftragseinheit 10 angeordnet, so dass unmittelbar nach dem Erwärmen des Klebstoffmaterials 12 dieses auf das zu fügende Bauteil 200 aufgetragen werden kann.
Bei der in 1 gezeigten Ausgestaltung ist die Erwärmungseinheit 14 in eine Auftragsdüse 15 der Auftragseinheit 10 integriert, mittels welcher das Auftragen des Klebstoffmaterials 12 auf das Bauteil 200 erfolgt. Es ist aber auch möglich, dass die Erwärmungseinheit 14 außerhalb der Auftragsdüse 15 positioniert ist, bevorzugt in der Art, dass die Erwärmungseinheit 14 der Auftragsdüse 15 unmittelbar vorgelagert ist, so dass das aufgeschmolzene Klebstoffmaterial 12 nach Verlassen der Erwärmungseinheit 14 unmittelbar in die Auftragsdüse 15 eingeführt werden kann und von der Auftragsdüse 15 auf das Bauteil 200 aufgebracht werden kann.
Beim Passieren der Erwärmungseinheit 14 wird das in einem festen Zustand vorliegende Kunststoffmaterial 12 aufgeschmolzen und über die Auftragsdüse 15 in dem aufgeschmolzenen Zustand auf das Bauteil 200 aufgebracht. In der Erwärmungseinheit 14 wird das Klebstoffmaterial 12 auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Klebstoffmaterials 12, aber unterhalb der Reaktionstemperatur des Klebstoffmaterials 12 erwärmt, so dass ein Vernetzen des Klebstoffmaterials 12 bereits in der Auftragseinheit 10 verhindert werden kann.
Die Erwärmung des Klebstoffmaterials 12 in der Erwärmungseinheit 14 kann beispielsweise mittels Heißluft, Infrarotstrahlung oder im direkten Kontakt mit der Wand der Erwärmungseinheit 14, welche wiederum durch Heizelemente oder induktiv erwärmt sein kann, erfolgen.
Mittels einer Vorschubeinheit 16, welche aus paarweise angeordneten Rollen 17, insbesondere Antriebs- und oder Führungsrollen, ausgebildet ist, erfolgt ein kontinuierlicher Transport des als Strangprofils ausgebildeten Klebstoffmaterials 12 von der Rolle 13 hin zu der Erwärmungseinheit 14 und der Auftragsdüse 15.
Das auf das Bauteil 200 im schmelzflüssigen Zustand aufgebrachte Klebstoffmaterial 12 wird auf Raumtemperatur abgekühlt, so dass das Klebstoffmaterial 12 von dem schmelzflüssigen Zustand in einen festen Zustand überführt wird. Zuvor erfolgt das Fügen, indem ein weiteres Bauteil 200 auf das Bauteil 200 mit dem schmelzflüssigen Klebstoffmaterial 12 aufgelegt wird. Das weitere Bauteil 200 kann aber auch nach dem Abkühlen des Klebstoffmaterials 12 auf Raumtemperatur auf das Bauteil 200 aufgelegt werden.
Die Bauteile 200 werden nach dem Abkühlen des Klebstoffmaterials 12 auf Raumtemperatur der Vernetzungseinrichtung 11 zugeführt. In der Vernetzungseinrichtung 11 erfolgt durch Zufuhr von Energie ein Erwärmen des Klebstoffmaterials 12 auf eine Temperatur oberhalb seiner Reaktionstemperatur, so dass das Klebstoffmaterial 12 in einen duroplastischen, vernetzten Zustand überführt wird.
Bei der in 1 gezeigten Ausgestaltung ist ein Teil der Auftragseinheit 10, insbesondere die Erwärmungseinheit 14 und die Auftragsdüse 15, an einer Robotereinheit 18 befestigt, so dass das Auftragen des aufgeschmolzenen Klebstoffmaterials 12 auf das Bauteil 200 flexibel, in verschiedenen Positionen erfolgen kann.
2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Auftragseinheit 10. Bei dieser Ausgestaltung weist die Erwärmungseinheit 14 eine Vorwärmeinheit 19 und eine der Vorwärmeinheit 19 nachgelagerte Aufschmelzeinheit 20 auf. Innerhalb der Erwärmungseinheit 14 durchläuft das Klebstoffmaterial 12 zunächst die Vorwärmeinheit 19 und unmittelbar danach die Aufschmelzeinheit 20. Die Aufschmelzeinheit 20 ist unmittelbar angrenzend zu der Vorwärmeinheit 19 angeordnet. Innerhalb der Vorwärmeinheit 19 kann das Klebstoffmaterial 12 beispielsweise mittels Heißluft, Infrarotstrahlung oder beheizten Rollen auf eine Temperatur unterhalb seiner Aufschmelztemperatur vorgewärmt werden. Durch das Vorwärmen können schwankende Temperaturen in der Produktionsumgebung ausgeglichen werden. In der nachfolgenden Aufschmelzeinheit 20 kann dann das Klebstoffmaterial 12 weiter erwärmt werden, und zwar auf eine Temperatur oberhalb seiner Schmelztemperatur, aber noch unterhalb seiner Reaktionstemperatur. Die Erwärmung in der Aufschmelzeinheit 20 kann ebenfalls mittels Heißluft, Infrarotstrahlung oder im direkten Kontakt mit der Wand der Aufschmelzeinheit 20, welche wiederum durch Heizelemente oder induktiv erwärmt sein kann, erfolgen. Bei der in 2 gezeigten Ausgestaltung ist die Aufschmelzeinheit 20 in die Auftragsdüse 15 integriert.
Ferner ist in 2 zu erkennen, dass die Vorschubeinrichtung 16 aus mehreren, paarweise angeordneten Rollen 17, insbesondere Antriebs- und/oder Führungsrollen, ausgebildet ist. Das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial 12 wird durch die paarweise angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen 17 hindurchgeführt, wobei der Abstand zwischen den jeweils als ein Paar angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen verändert werden kann, wodurch auf toleranzbedingte Dickenschwankungen des durchgeführten Klebstoffmaterials 12 reagiert werden kann, so dass durch eine entsprechende dynamische Anpassung ein konstanter Volumenstrom des durchgeführten Klebstoffmaterials 12 sichergestellt werden kann. Die Bewegbarkeit der Rollen 17 zum Verändern des Abstandes ist mit Pfeilen angedeutet.
Um zu verhindern, dass an das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial 12 Schmutz und/oder andere Umgebungseinflüsse gelangen können bzw. es zu einem Verhaken oder ähnlichem des Klebstoffmaterials 12 kommen kann, kann eine vorzugsweise schlauchförmige oder rohrförmige Schutzhülle 21 vorgesehen sein, durch welche das Klebstoffmaterial 12 in einem Bereich zwischen der Rolle 13 und der Erwärmungseinheit 14 hindurchgeführt werden kann. Die Schutzhülle 21 ist unbeheizt.
3 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher eine wie in 2 gezeigte Auftragseinheit 10 mit ihrer Erwärmungseinheit 14, welche eine Vorwärmeinheit 19 und eine Aufschmelzeinheit 20 umfasst, angeordnet ist.
Erfindungsgemäß erfolgt die Förderung des Klebstoffmaterials 12 im Vergleich zu einem viskosen Klebstoff nicht durch beheizte Schläuche, sondern rein mechanisch über die Vorschubeinheit 16. Damit können die hohen Kosten für beheizte Schläuche gespart werden, und die Gefahr einer thermischen Degradation des Klebstoffmaterials 12 in einem beheizten Schlauch kann vermieden werden. Auch die Gefahr der Aushärtung des Klebstoffmaterials 12 im beheizten Schlauch, welche zwangsläufig ein Ersetzen des Schlauches notwendig macht, kann ausgeschlossen werden.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiven Einzelheiten räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

100: Anordnung
10: Auftragseinheit
11: Vernetzungseinheit
12: Klebstoffmaterial
13: Rolle
14: Erwärmungseinheit
15: Auftragsdüse
16: Vorschubeinheit
17: Rolle, Antriebs- und/oder Führungsrolle
18: Robotereinheit
19: Vorwärmeinheit
20: Aufschmelzeinheit
21: Schutzhülle
200: Bauteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 312496 B1 [0002]
EP 3098276 A1 [0002]
WO 2016/079288 A1 [0003]
DE 19936760 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Fügen von Bauteilen (200), bei welchem ein Klebstoffmaterial (12) in Form eines Strangprofils mittels einer Auftragseinheit (10) auf ein Bauteil (200) aufgebracht wird, wobei das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial (12) in einer Erwärmungseinheit (14) der Auftragseinheit (10) aufgeschmolzen wird und im aufgeschmolzenen Zustand auf das Bauteil (200) aufgebracht wird, und wobei in einer der Auftragseinheit (10) nachgelagerten Vernetzungseinrichtung (11) das auf das Bauteil (200) aufgebrachte Klebstoffmaterial (12) durch Zufuhr von Energie in einen vernetzten Zustand überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial (12) auf einer Rolle (13) aufgewickelt vorliegt und in der Auftragseinheit (10) von der Rolle (13) abgewickelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebstoffmaterial (12) in einer Vorwärmeinheit (19) der Erwärmungseinheit (14) vorgewärmt und in einer der Vorwärmeinheit (19) nachgelagerten Aufschmelzeinheit (20) der Erwärmungseinheit (14) aufgeschmolzen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoffmaterial (12) ein thermoplastisches Polymer mit einem Schmelzbereich zwischen 50°C und 100°C eingesetzt wird, welches zusätzlich zu einer thermoplastischen Basiskomponente mindestens ein Härtungsmaterial aufweist, durch welches erreicht wird, dass bei Temperaturen oberhalb von 150°C Quervernetzungen zwischen Polymerketten des Polymers ausgebildet werden, durch welche das Polymer in der Vernetzungseinrichtung (11) von dem thermoplastischen Zustand in einen duroplastischen Zustand überführt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwärmungseinheit (14) eine Mischeinrichtung nachgeschaltet ist, in welcher das aufgeschmolzene Klebstoffmaterial (12) vor dem Aufbringen auf das Bauteil (200) mit einem zweiten Klebstoffmaterial gemischt wird.
Anordnung (100) zum Fügen von Bauteilen (200), mit einer Auftragseinheit (10), mittels welcher ein Klebstoffmaterial (12) in Form eines Strangprofils auf ein Bauteil (200) aufbringbar ist, wobei die Auftragseinheit (10) eine Erwärmungseinheit (14) aufweist, in welcher das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial (12) vor dem Aufbringen aufschmelzbar ist, und mit einer der Auftragseinheit (10) nachgelagerten Vernetzungseinrichtung (11), mittels welcher das auf das Bauteil (200) aufgebrachte Klebstoffmaterial (12) durch Zufuhr von Energie in einen vernetzten Zustand überführbar ist.
Anordnung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinheit (10) eine Rolle (13) aufweist, auf welcher das als Strangprofil ausgebildete Klebstoffmaterial (12) aufgerollt ist und von welcher das als Strangprofil ausgebildete Klebstoffmaterial (12) zum Transport zur Erwärmungseinheit (14) abwickelbar ist.
Anordnung (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragseinheit (10) eine Vorschubeinheit (16) aufweist, mittels welcher das Klebstoffmaterial (12) zu der Erwärmungseinheit (14) transportierbar ist.
Anordnung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinheit (16) jeweils paarweise angeordnete Antriebs- und/oder Führungsrollen (17) aufweist und das in Form eines Strangprofils ausgebildete Klebstoffmaterial (12) durch die paarweise angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen (17) hindurchführbar ist, wobei der Abstand zwischen den jeweils als ein Paar angeordneten Antriebs- und/oder Führungsrollen (17) veränderbar ist.
Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinheit (14) eine Vorwärmeinheit (19), in welcher das Klebstoffmaterial (12) vorwärmbar ist, und eine der Vorwärmeinheit (19) nachgelagerte Aufschmelzeinheit (20), in welcher das Klebstoffmaterial (12) aufschmelzbar ist, aufweist.