-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse und einem faserverstärkten Material auf ein Bauteil, insbesondere auf ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs.
-
Die Erfindung ist beispielsweise für Karosseriebauteile von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Bereich der Außenhaut wie dem Seitenrahmen, den Türen oder dem Dach anwendbar. Hier bestehen hohe Anforderungen an die Beulsteifigkeit bzw. Beulfestigkeit von Karosseriebauteilen. Aufgrund der komplexen Designformensprache im Automobilbereich sind diese Anforderungen oft nur mit zusätzlichen Maßnahmen zum Erhöhen der Beulsteifigkeit bzw. Beulfestigkeit zu erfüllen.
-
Bekannte Maßnahmen zum Erfüllen dieser Anforderungen sind beispielsweise die Blechdicke zu erhöhen oder zusätzliche Abstützungen wie Dachspriegel einzubringen, welche jedoch neben einem Mehrgewicht zusätzlich auch Mehrkosten mit sich bringen. Als weitere Maßnahme bekannte individuell aufspritzbare Beläge weisen den Nachteil auf, dass diese sich mit zunehmender Härte und damit zunehmender Eignung zum Erhöhen der Beulsteifigkeit bzw. Beulfestigkeit aufgrund der gegenüber einem Karosseriebauteil unterschiedlichen Wärmeausdehnungseigenschaften an der Außenhaut abzeichnen.
-
Ebenso ist es bekannt, faserverstärkte Versteifungsmatten auf die Innenseite flächiger Bauteile aufzukleben. Solche Versteifungsmatten weisen eine auch nach dem Aushärten vergleichsweise elastische Klebstoffschicht auf, welche somit keine Abzeichnungen an der Außenhaut eines Kraftfahrzeugs verursacht. Mit dem Klebstoff verbunden ist dabei eine Fasermatte, deren Fasern über den Klebstoff auf die Matte übertragene Kräfte aufnehmen. Das Bauteil bildet mit der Fasermatte und der dazwischen angeordneten Klebstoffschicht ein zum Verbessern der Beulsteifigkeit bzw. Beulfestigkeit im Bereich der Versteifungsmatte geeignetes Sandwich aus. Diese technisch sehr effektive Maßnahme benötigt allerdings einen großen zeitlichen Vorlauf, da die erforderlichen Versteifungsmatten bei der Produktion mit vorbestimmten Aufbau und geometrischen Abmaßen vorgehalten werden müssen. Teilweise werden durch ein spätes Erkennen einer zu geringen Beulsteifigkeit bzw. Beulfestigkeit sogar Bauteiländerungen erforderlich. Spätere Designänderungen oder insbesondere ein erst spät erkannter Bedarf für eine Erhöhung der Beulsteifigkeit bzw. Beulfestigkeit eines Bauteils sind wegen des erforderlichen zeitlichen Vorlaufs bei einer Verwendung vordefinierter Versteifungsmatten kaum mehr zu bewerkstelligen.
-
Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welcher eine Versteifungseinrichtung in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse und einem faserverstärkten Material ohne größeren zeitlichen Vorlauf für dessen Herstellung auf ein Bauteil wie ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufbringbar ist. Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse und einem faserverstärkten Material auf ein Bauteil, insbesondere ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die vorgeschlagene Vorrichtung weist auf:
- - eine Auftrageinrichtung zum Auftragen der Klebemasse auf das Bauteil,
- - eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des faserverstärkten Materials auf die Klebemasse auf dem Bauteil und
- - eine Andrückeinrichtung zum Andrücken des faserverstärkten Materials auf die Klebemasse.
-
Die vorgeschlagene Vorrichtung dient zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung auf ein Bauteil. Dabei ist vorgesehen, dass sich die Abmessungen der mit der Vorrichtung hergestellten Versteifungseinrichtung im Wesentlichen abhängig von der Fläche bestimmen, auf welche die Klebemasse aufgebracht und auf der ein faserverstärktes Material angeordnet wird. Aus der individuellen Gestaltbarkeit der Position auf dem Bauteil und der Abmaße der Versteifungseinrichtung resultiert eine hohe Flexibilität, die Anzahl, Form und Anordnung einer oder mehrerer Versteifungseinrichtungen insbesondere auch kurzfristig zu ändern, und die Änderung in den Fertigungsablauf zu integrieren.
-
Die Vorrichtung weist eine Auftrageinrichtung zum Auftragen der Klebemasse auf das Bauteil auf. Dabei ist die Auftrageinrichtung üblicherweise mit einem Vorratsbehälter für die Klebemasse verbindbar, in welchem diese vor der Zuführung zum Bauteil gespeichert wird. Ein solcher Vorratsbehälter kann insbesondere leicht wechselbar sein, um einen schnellen Wechsel bei einem zu Neige gehenden Vorrat zuzulassen, oder auch eine Umstellung auf einen anderen Klebstoff zu ermöglichen. Beispielsweise können zur Zuführung der Klebemasse bekannte Doppelfasspumpen mit beispielsweise 200 kg Fässern Klebemasse eingesetzt werden. Zwischen einer solchen Doppelfasspumpe und der Auftrageinrichtung kann dabei ein Klebstoffdosierer angeordnet sein, der insbesondere auch die Auftragsmenge überwacht.
-
Zum Herstellen der Versteifungseinrichtung eignen sich vor allem auch nach dem Aushärten elastische Klebemassen wie beispielsweise Kautschukklebstoffe, welche eine geeignete Kraftübertragung vom Bauteil auf das faserverstärkte Material ermöglichen. Die Eigenschaften des mit der Vorrichtung aufbringbaren Versteifungselements hängen insbesondere auch von den Kraftübertragungseigenschaften der verwendeten Klebemasse zwischen dem Bauteil und dem faserverstärkten Material ab. So lassen sich die Eigenschaften der aufgebrachten Versteifungseinrichtung auch über die Auswahl der verwendeten Klebemasse definieren.
-
Die Auftrageinrichtung kann eine Düse aufweisen, deren Querschnitt dem auf das Bauteil aufzutragenden Klebemassestreifen entspricht und so insbesondere auch die Dicke der Klebemasseschicht und die Breite der in einem Verfahrensschritt hergestellten Versteifungseinrichtung definiert. Ebenso kann die Düse der Auftrageinrichtung auch als Spritzdüse ausgestaltet sein, wobei die Dicke der aufgespritzten Klebemasseschicht und deren Form neben dem Volumenstrom der Klebemasse durch die Düse auch vom Abstand der Düse von der Bauteiloberfläche und einer möglichen Relativbewegung zwischen der Düse und der Bauteiloberfläche beeinflusst werden.
-
Die Vorrichtung weist auch eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des faserverstärkten Materials auf die auf das Bauteil aufgebrachte Klebemasse auf. Beim Zuführen des faserverstärkten Materials wird dieses insbesondere in einer hierfür vorgesehenen Schichtdicke auf der Klebemasse positioniert.
-
Das faserverstärkte Material kann in verschiedenen Formen vorliegen. Beispielsweise als mattenförmiger Faserverbund mit bereits vordefinierten Abmaßen, als streifenförmiger Faserverbund oder in Form loser Fasern. Ein streifenförmiger Faserverbund weist dabei insbesondere eine Breite auf, welche zum Abdecken des von der Auftrageinrichtung auf das Bauteil aufgebrachten Klebemassestreifens geeignet ist. Beispielsweise entsprechen die Abmessungen des Faserverbunds den Abmessungen der auf das Bauteil aufgebrachten Klebemasse. Der Faserverbund kann dabei auch eine die Abmessungen der aufgebrachten Klebemasse überlappende Größe aufweisen, welche in wenigstens einer Erstreckung größer ist, als die Abmessungen der Klebemasse, so dass bei einem Andrücken des Faserverbunds an die Klebemasse keine Klebemasse am Rand des Faserverbunds hervordringt. Hierfür ist üblicherweise eine Überlappung des Faserverbunds über die Klebemasse um insbesondere wenige Millimeter ausreichend.
-
Bei dem Faserverbund kann es sich insbesondere um ein Vlies oder Gelege handeln, das Glas- und/ oder Kohlefaser enthält. Als lose Fasern eignen sich beispielsweise neben Glas- und Kohlefasern auch Textilfasern. Die Eigenschaften des mit der Vorrichtung aufbringbaren Versteifungselements hängen neben den Eigenschaften der Klebemasse insbesondere auch von den Eigenschaften bezüglich der Aufnahme- und Übertragung der über die Klebemasse in das faserverstärkte Material eingeleiteten Kräfte ab. So lassen sich die Eigenschaften der aufgebrachten Versteifungseinrichtung auch über die Auswahl des verwendeten faserverstärkten Materials definieren.
-
Die Zuführeinrichtung ist entsprechend der Art und Form des verwendeten faserverstärkten Materials ausgebildet. So kann sie Führungseinrichtungen zum Zuführen eines streifenförmigen Faserverbunds aufweisen, oder auch als Greifer ausgebildet sein, der jeweils einen vorbereiteten mattenförmigen Faserverbund zur aufgebrachten Klebemasse führt. Die Zuführeinrichtung kann beispielsweise aber auch eine Verteileinrichtung aufweisen, mittels welcher lose Fasern auf der Klebemasse verteilt werden.
-
Die Vorrichtung weist ferner eine Andrückeinrichtung zum Andrücken des faserverstärkten Materials auf die Klebemasse auf, die zum Herstellen einer geeigneten Verbindung zwischen der Klebemasse und dem faserverstärkten Material dient. Die von der Andrückeinrichtung auf das faserverstärkte Material aufgebrachte Andrückkraft wirkt dabei im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Bauteils, auf das die Versteifungseinrichtung aufgebracht wird.
-
Durch die vorgeschlagene Vorrichtung wird eine Integration und eine Automation des Aufbringens individueller Versteifungseinrichtungen auf die Bauteile ermöglicht. Aus den Möglichkeiten einer flexiblen Anwendung ergeben sich zusätzlich auch Kosteneinsparungen.
-
Eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung weist eine Vorschubeinrichtung zum Herstellen einer Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und dem Bauteil auf. Neben einer ebenfalls möglichen manuell geführten Variante der Vorrichtung ist bei dieser Ausführungsform mittels einer Vorschubeinrichtung entweder das Bauteil gegenüber der Vorrichtung, oder die Vorrichtung gegenüber dem Bauteil bewegbar. Prinzipiell kann die Vorschubeinrichtung selbstverständlich auch so gestaltet sein, dass diese eine kombinierte Bewegung von Vorrichtung und Bauteil umsetzt. Gegenüber einer manuell geführten Variante der Vorrichtung ermöglicht eine Ausführungsform mit Vorschubeinrichtung insbesondere einen gleichmäßigen Auftrag der Klebemasse und des faserverstärkten Materials auf das Bauteil.
-
Eine Ausführungsform dieser Vorrichtung mit Vorschubeinrichtung ist roboterbetrieben. Mittels eines Roboters können wenigstens die Bewegung der Vorschubeinrichtung und damit die Abmessungen einer auf das Bauteil aufzubringenden Versteifungseinrichtung vordefiniert und entsprechend umgesetzt werden.
-
Sind zusätzlich auch weitere Einrichtungen der Vorrichtung wie die Auftrageinrichtung für die Klebemasse und/ oder die Zuführeinrichtung für das faserverstärkte Material roboterbetrieben, sind mehr Eigenschaften der Versteifungseinrichtung vordefinier- und entsprechend umsetzbar. Insbesondere ist die Vorrichtung automatisiert in den Fertigungsablauf des Bauteils integrierbar. Mit einem Roboterbetrieb wenigstens von Teilen der Vorrichtung ergeben sich auch Kosteneinsparungen, da bei Änderungen an einer vorgesehenen Versteifungseinrichtung lediglich die Programmierung einer geänderten Auftragungsbahn ähnlich der Klebstoffapplikation erforderlich ist und keine Bauteiländerung nach sich zieht.
-
Eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung weist eine Speichereinrichtung für das faserverstärkte Material auf. Dabei kann es sich beispielsweise bei der Verwendung eines insbesondere streifenförmigen Faserverbunds um eine Spulenaufnahmeeinrichtung handeln oder bei der Verwendung loser Fasern um ein Vorratsbehältnis. Werden beispielsweise vorbereitete mattenförmige Faserverbundelemente verwendet, so kann es sich bei der Speichereinrichtung auch um einen Ablageplatz oder eine entsprechende Aufnahmeeinrichtung handeln, in welcher die Faserverbundelemente beispielsweise übereinander gestapelt werden.
-
Eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung weist eine Schneideinrichtung zum Zuschneiden des faserverstärkten Materials auf. Insbesondere bei der Verwendung eines streifenförmigen Faserverbunds, dessen Länge individuell anpassbar ist, dient die Schneideinrichtung zum Ablängen des faserverstärkten Materials insbesondere entsprechend der Länge eines auf das Bauteil aufgebrachten Klebemassestreifens. Unabhängig von der Rohform des verwendeten Faserverbunds kann auch eine geeignete Gestaltung der Schnittkante am Faserverbund vorgesehen sein. Abhängig von der Art des verwendeten Faserverbunds und der Form eines aufgebrachten Versteifungselements kann ein Ablängen bzw. Zuschneiden des faserverstärkten Materials im Zuge des bzw. nach dem Aufbringen des Verbunds auf die Klebemasse erfolgen. In gleicher Weise können die Abmessungen eines Faserverbunds auch bereits vor dem Aufbringen auf die Klebemasse hergestellt werden. Eine „Schneideinrichtung“ soll vorliegend jedoch nicht nur auf solche Ausgestaltungen beschränkt sein, welche Schneiden aufweisen, sondern auch jegliche Einrichtungen einschließen, welche für diesen Zweck geeignet sind, wie beispielsweise Drahtschneideinrichtungen und dergleichen.
-
Eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung weist eine Auftragsdickeneinstelleinrichtung zum Einstellen der Schichtdicke der durch die Auftrageinrichtung aufgetragenen Klebemasse auf. Durch das Einstellen der Schichtdicke der aufgetragenen Klebemasse kann auch ein Anpassen der Eigenschaften des mit der vorgeschlagenen Vorrichtung hergestellten Versteifungselements erfolgen. Auch bei Vorrichtungen, die für eine Verwendung verschiedener Arten von Klebemassen vorgesehen sind, ist die Möglichkeit zum Einstellen unterschiedlicher Schichtdicken der auf ein Bauteil aufgebrachten Klebemasse vorteilhaft, da unterschiedliche Klebemassen möglicherweise mit einer unterschiedlichen Schichtdicke aufzutragen sind.
-
Bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung ist die Andrückeinrichtung so gestaltet, dass die Andrückkraft mechanisch oder pneumatisch auf das faserverstärkte Material aufbringbar ist. Zum mechanischen Aufbringen einer Andrückkraft kann die Andrückeinrichtung beispielsweise eine auf dem faserverstärkten Material abrollende und dabei einen insbesondere sanften Druck ausübenden Andrückrolle oder Andrückwalze aufweisen, um eine Verbindung zwischen der Klebemasse und dem faserverstärkten Material herzustellen. In gleicher Weise kann eine Andrückeinrichtung, mit welcher eine Andrückkraft pneumatisch aufbringbar ist, beispielsweise eine Luftdüse aufweisen, die über die Oberfläche des faserverstärkten Materials führbar ist und deren Luftstrom auf die Oberfläche des faserverstärkten Materials gerichtet ist. Auf diese Weise übt der Luftstrom einen insbesondere sanften Druck auf das faserverstärkte Material aus, um eine Verbindung zwischen der Klebemasse und dem faserverstärkten Material herzustellen. Eine pneumatisch wirkende Andrückeinrichtung bietet beispielsweise den Vorteil einer berührungslosen Kraftaufbringung, wodurch keine Verschmutzungsgefahr durch Klebemasse beispielsweise an den Rändern des faserverstärkte Materials oder durch das faserverstärkte Material durchdringende Klebemasse besteht.
-
Bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung weist das faserverstärkte Material wenigstens ein Gelege und/ oder wenigstens ein Vlies auf. Sowohl ein Vlies, als auch ein Gelege weisen mehrere Lagen gestreckter Fasern auf, welche in unterschiedlichen Richtungen angeordnet sind, und damit auch in unterschiedlichen Richtungen gerichtete Kräfte aufnehmen und im Gelege bzw. im Vlies verteilen. Während die Fasern im Gelege geometrisch ausgerichtet sind, woraus sich Vorzugsrichtungen der Kraftübertragung ergeben, verlaufen die Fasern in einem Vlies ungeordnet in alle Richtungen. Dadurch, dass die Fasern sowohl im Gelege als auch im Vlies in zumindest weitgehend gestreckter Form angeordnet sind, weisen weder Gelege noch Vliese über eine gewisse Nachgiebigkeit hinausgehende elastische Eigenschaften auf, sodass eine unmittelbare Kraftübertragung erfolgt.
-
Bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung ist zum Wechsel des faserverstärkten Materials die Speichereinrichtung und/ oder die mit dieser verbundene Zuführeinrichtung und/ oder die Andrückeinrichtung einstellbar bzw. austauschbar ausgeführt. Ist die Vorrichtung zum Verarbeiten verschiedener faserverstärkter Materialien vorgesehen, so kann es erforderlich sein, dass neben der Speichereinrichtung, welche beispielsweise auch nach dem Verbrauch eines darin vorgehaltenen Vorrats an faserverstärkten Material austauschbar ist, bei einem Wechsel beispielsweise zu einem Verbundmaterial mit größerer oder kleiner Breite oder zu einem losen Fasermaterial auch die Zuführeinrichtung entsprechend einstellbar bzw. austauschbar ist. In gleicher Weise kann dabei auch ein Wechsel oder eine andere Einstellung der Andrückeinrichtung erforderlich sein, da ein anderes faserverstärktes Material möglicherweise eine insbesondere anders dosierte oder anders aufgebrachte Andrückkraft erfordert.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse und einem faserverstärkten Material auf ein Bauteil vorgeschlagen, insbesondere auf ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs und insbesondere mit einer Vorrichtung wie sie vorausgehend beschrieben ist.
-
Das vorgeschlagene Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf:
- a) räumliches Ausrichten von wenigstens einer Einrichtung der Vorrichtung und Bauteil zueinander;
- b) unter gleichzeitiger Relativbewegung zwischen dem Bauteil und wenigstens einer Einrichtung der Vorrichtung während wenigstens einem der Schritte:
- - Auftragen der Klebemasse auf das Bauteil;
- - Zuführen des faserverstärkten Materials auf die aufgetragene Klebemasse; und
- - Andrücken des faserverstärkten Materials.
-
Die Merkmale der Vorrichtung, der verwendeten Materialien und die Funktionsabläufe entsprechen, sofern im Folgenden nichts anderes beschrieben ist, im Wesentlichen den bereits zur Vorrichtung beschriebenen Merkmalen und Funktionsabläufen.
-
Durch die Anwendung des Verfahrens können ohne große Vorplanungen und Vorlaufzeiten individuell gestaltbare und positionierbare Versteifungseinrichtungen auf insbesondere flächige Bauteile angeordnet werden. Dabei wird im Schritt a) je nach Ausführung der Vorrichtung diese bzw. wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung am Bauteil bzw. das Bauteil an wenigstens einer Einrichtung der Vorrichtung bzw. der Vorrichtung angeordnet, so dass die wenigstens eine Einrichtung der Vorrichtung bzw. die wenigstens eine Einrichtung gegenüber dem Bauteil bewegt werden kann, um eine Versteifungseinrichtung an der gewünschten Position des Bauteils aufzubringen.
-
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren erfolgt wenigstens das Auftragen der Klebemasse auf das Bauteil, das Zuführen des faserverstärkten Materials auf die aufgetragene Klebemasse oder das Andrücken des faserverstärkten Materials unter gleichzeitiger Relativbewegung zwischen dem Bauteil und wenigstens einer Einrichtung der Vorrichtung. Dabei ist insbesondere eine Ausführung von Vorteil, bei welcher das Auftragen der Klebemasse auf das Bauteil während einer Relativbewegung zwischen dem Bauteil und der Aufbringeinrichtung erfolgt. Abhängig von der jeweiligen Ausführung der Vorrichtung kann auch wenigstens ein weiterer der genannten Schritte im Wesentlichen parallel in einem Arbeitsgang während der Relativbewegung zwischen dem Bauteil und der Vorrichtung durchgeführt werden.
-
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, bei welchem das verwendete faserverstärkte Material beispielsweise als „Endlosmaterial“ oder in Form loser Fasern individuell für die aufgebrachte Versteifungseinrichtung anpassbar ist, erfolgt nach dem Andrücken des faserverstärkten Materials in einem Verfahrensschritt c) das Zuschneiden des faserverstärkten Materials. Insbesondere kann dabei das faserverstärkte Material an die Fläche der vorher auf das Bauteil aufgebrachten Klebemasse angepasst werden.
-
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Verfahrensschritte a) und b) oder a) bis c) wenigstens einmal wiederholt, um eine Versteifungseinrichtung mit wenigstens der doppelten Breite der aufgetragenen Klebemasse und des faserverstärkten Materials herzustellen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Versteifungseinrichtungen aus nebeneinander angeordneten Streifen auf einem Bauteil aufzubringen, wobei sich die Länge der Versteifungseinrichtung insbesondere aus der Länge der einzelnen Streifen und die Gesamtbreite sich aus der Anzahl und der Breite der einzelnen Streifen ergibt.
-
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens sind die Abmessungen des verwendeten faserverstärkten Materials in wenigstens einer Erstreckung größer als die Abmessungen der aufgetragenen Klebemasse. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Klebemasse beim Andrücken des Faserverbunds am Rand des Faserverbunds hervordringt und dabei Verschmutzungen am Bauteil oder an der Andrückeinrichtung oder dergleichen verursacht. Eine Überlappung des Faserverbunds über die Klebemasse um insbesondere wenige Millimeter ist bei den üblichen Anwendungen ausreichend.
-
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Kraft zum Andrücken des faserverstärkten Materials mechanisch oder pneumatisch auf das faserverstärkte Material aufgebracht. Zum mechanischen Aufbringen einer Andrückkraft ist die Andrückeinrichtung beispielsweise so gestaltet, dass damit ein insbesondere sanfter Druck auf das faserverstärkte Material aufgebracht wird, um eine Verbindung zwischen der Klebemasse und dem faserverstärkten Material herzustellen. Zum mechanischen Aufbringen einer Andrückkraft ist die Andrückeinrichtung beispielsweise so gestaltet, dass ein Luftstrom über die Oberfläche des faserverstärkten Materials führbar ist, der auch einen insbesondere sanften Druck auf das faserverstärkte Material aufbringt, um eine Verbindung zwischen der Klebemasse und dem faserverstärkten Material herzustellen. Eine pneumatische und damit berührungslose Kraftaufbringung vermindert die Verschmutzungsgefahr durch Klebemasse.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung auf ein Bauteil;
- 2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung auf ein Bauteil;
- 3a eine Aufsicht auf ein Karosseriebauteil, auf welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Versteifungseinrichtungen aufgebracht sind; und
- 3b eine Aufsicht auf ein gegenüber dem Karosseriebauteil aus 2a abgewandeltes Karosseriebauteil, auf welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren drei Versteifungseinrichtungen aufgebracht sind.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung 20 in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse 21 und einem faserverstärkten Material 22 auf ein Bauteil 30, hier auf ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 10 weist eine Auftrageinrichtung 12 in Form einer Düse auf, welche zum Auftragen der Klebemasse 21 auf das Bauteil 30 dient. In 1 ist eine Düse gezeigt, mit welcher die Klebemasse 21 durch ein Spritzverfahren auf das Bauteil 30 aufgebracht wird.
-
Die Vorrichtung 10 weist ferner eine Speichereinrichtung 13 für das faserverstärkte Material 22 auf. Bei der beispielhaften Vorrichtung 10 im Ausführungsbeispiel ist dies ein streifenförmig ausgebildetes Gelege, welches auf einer rollenförmigen Speichereinrichtung 13 aufgewickelt ist. Mithilfe der mit der Speichereinrichtung 13 verbundenen Zuführeinrichtung 14 ist das Gelege zum Bauteil 30 führbar. Die Auftrageinrichtung 12 für die Klebemasse 21 ist bezüglich der durch den Pfeil 31 dargestellten Relativbewegung zwischen dem Bauteil 30 und der Vorrichtung 10 vor der Zuführeinrichtung 14 angeordnet. Damit führt die Zuführeinrichtung 14 das faserverstärkte Material 22 von der Speichereinrichtung 13 zur bereits auf dem Bauteil 30 aufgebrachten Klebemasse 21 und ordnet diese dort an. Ferner weist die in 1 beispielhaft dargestellte Vorrichtung 10 eine Andrückeinrichtung 15 in Form einer kraftbeaufschlagten Rolle auf, welche zum Andrücken des faserverstärkten Materials 22 auf die Klebemasse 21 dient, um eine geeignete Verbindung zwischen der Klebemasse 21 und dem faserverstärkten Material 22 herzustellen.
-
Als alternative Einrichtungen sind an der in 1 dargestellten Vorrichtung 10 auch eine Vorschubeinrichtung 16 zum Herstellen einer Relativbewegung zwischen der Vorrichtung 10 und dem Bauteil 30 sowie eine Schneideinrichtung 17 zum Ablängen des faserverstärkten Materials 22 gezeigt.
-
Bei der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung 20 in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse 21 und einem faserverstärkten Material 22 auf ein Bauteil 30 mit einer Vorrichtung 10 erfolgt zunächst ein räumliches Ausrichten von Vorrichtung 10 und Bauteil 30 zueinander, so dass mit der Vorschubeinrichtung 16 eine Relativbewegung zwischen dem Bauteil 30 und der Vorrichtung 10 herstellbar ist. Während der durch den Pfeil 31 dargestellten Relativbewegung zwischen dem Bauteil 30 und der Vorrichtung 10 wird von der Auftrageinrichtung 12 eine Klebemasse 21 auf das Bauteil 30 aufgebracht. Das faserverstärkte Material 22 wird zur aufgebrachten Klebemasse 21 geführt. Das faserverstärkte Material 22 wird dann von der Andrückeinrichtung 15 an der Klebemasse 21 angedrückt. Das im Ausführungsbeispiel verwendete streifenförmig ausgebildete faserverstärkte Material 22 wird beim Erreichen der vorgesehenen Länge am Rand der Versteifungseinrichtung 20 mithilfe der Schneideinrichtung 17 abgelängt. Um eine Versteifungseinrichtung 20 mit einer mehrfachen Breite des streifenförmigen faserverstärkten Materials 22 bzw. der mit dem beschriebenen Vorgehen hergestellten Versteifungseinrichtung 20 herzustellen, werden die beschriebenen Verfahrensschritte wenigstens einmal wiederholt.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung 20 in Form eines Verbunds aus einer Klebemasse 21 und einem faserverstärkten Material 22 auf ein Bauteil 30. Die Vorrichtung 10 in 2 entspricht weitgehend der in 1 dargestellten und hierzu beschriebenen Vorrichtung 10.
-
Anders als die Vorrichtung 10 in 1 weist die Vorrichtung 10 in 2 eine Speichereinrichtung 13 in Form einer Ablage für das faserverstärkte Material 22 auf. In 2 ist das faserverstärkte Material 22 ein Verbundmaterial, welches bereits vor dem Aufbringen auf das Bauteil 30 von einem streifenförmig ausgebildetes Gelege auf die vorgesehene Länge abgeschnitten wurde und in der Ablage gespeichert ist. Als Zuführeinrichtung 14 dient bei der in 2 gezeigten Vorrichtung 10 ein Greifer, welcher das faserverstärkte Material 22 von der Speichereinrichtung 13 nimmt und zum Bauteil 30 und insbesondere auf die darauf bereits aufgebrachte Klebemasse 21 führt und dort anordnet. Die in 1 beispielhaft dargestellte Vorrichtung 10 weist auch eine Andrückeinrichtung 15 zum Andrücken des faserverstärkten Materials 22 auf die Klebemasse 21 auf, um eine geeignete Verbindung zwischen der Klebemasse 21 und dem faserverstärkten Material 22 herzustellen.
-
Die 3a und 3b jeweils eine Aufsicht auf ein Karosseriebauteil 30, auf welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Versteifungseinrichtungen 20 aufgebracht sind. Dabei ist in 3b ein gegenüber dem Karosseriebauteil 30 aus 3a abgewandeltes Karosseriebauteil 30 dargestellt, auf welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren drei Versteifungseinrichtungen 20 aufgebracht sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Vorrichtung zum Aufbringen einer Versteifungseinrichtung
- 12
- Auftrageinrichtung
- 13
- Speichereinrichtung
- 14
- Zuführeinrichtung
- 15
- Andrückeinrichtung
- 16
- Vorschubeinrichtung
- 17
- Schneideinrichtung
- 20
- Versteifungseinrichtung
- 21
- Klebemasse
- 22
- faserverstärktes Material
- 30
- Bauteil
- 31
- Relativbewegung zwischen Bauteil und Vorrichtung
